Studio di Laboratorio Confronta Preparazioni di Tessuto Adiposo per la Salute della Cartilagine del Ginocchio
Lauren Kokai, Joseph Chen, Dong Wang, Sheri Wang, Francesco M. Egro, Benjamin Schilling, Hengyun Sun, Asim Ejaz, J. Peter Rubin, Jeffrey A. Gusenoff, Nam Vo, Kentaro Onishi, Gwendolyn Sowa · Stem Cells and Development · 2021
I Ricercatori Testano Tre Metodi per Processare il Proprio Tessuto Adiposo
Gli scienziati dell'Università di Pittsburgh hanno voluto comprendere quale preparazione di tessuto adiposo funzioni meglio per l'osteoartrosi del ginocchio. Hanno testato tre diversi metodi in ambiente di laboratorio. Ogni metodo processa il tessuto adiposo in modo differente prima che possa essere potenzialmente iniettato in un'articolazione danneggiata. Comprendere queste differenze aiuta i medici a scegliere l'approccio terapeutico più efficace.
Le Cellule della Cartilagine Rispondono in Modo Diverso a Ogni Preparazione
Il team di ricerca ha utilizzato cellule cartilaginee di due pazienti sottoposti a intervento di protesi di ginocchio. Hanno esposto queste cellule a tre tipi di tessuto adiposo processato:
SVF (Frazione Vascolare Stromale): Tessuto adiposo scomposto mediante enzimi
Nanofat: Tessuto adiposo fatto passare attraverso siringhe per creare particelle microscopiche
Lipogems®: Tessuto adiposo processato attraverso un dispositivo specializzato a sfere
Ogni preparazione contiene cellule rigenerative, ma il metodo di processamento influenza il modo in cui queste cellule interagiscono con la cartilagine danneggiata.
Il Tessuto Adiposo Processato Enzimaticamente Ha Aumentato l'Infiammazione nella Cartilagine
Lo studio ha rivelato una scoperta sorprendente riguardo alla SVF, la preparazione digerita enzimaticamente. Le cellule cartilaginee esposte alla SVF hanno mostrato livelli più elevati di marcatori infiammatori. Queste cellule hanno anche prodotto più enzimi che degradano il tessuto cartilagineo. Questo è avvenuto sia a 36 che a 72 ore di osservazione. Una maggiore infiammazione e attività di degradazione potrebbero potenzialmente peggiorare il danno articolare anziché favorire la guarigione.
Il Tessuto Adiposo Processato Meccanicamente Ha Promosso la Ricostruzione della Cartilagine
Sia il nanofat che il Lipogems® hanno mostrato risultati più favorevoli. Le cellule cartilaginee esposte a queste preparazioni:
Hanno mostrato una risposta infiammatoria minima
Hanno aumentato la produzione di componenti sani della cartilagine
Hanno dimostrato un migliore equilibrio tra degradazione e riparazione tissutale
Questo suggerisce che il processamento meccanico—che utilizza forza fisica anziché enzimi—preserva le proprietà benefiche nel tessuto adiposo.
Il Lipogems® Ha Mostrato gli Effetti Rigenerativi Più Costanti
Sebbene entrambe le preparazioni processate meccanicamente abbiano ottenuto buoni risultati, il Lipogems® si è distinto per costanza. Il nanofat ha prodotto miglioramenti temporanei nell'attività di costruzione della cartilagine. Tuttavia, il Lipogems® ha mantenuto un'aumentata sintesi di matrice in entrambi i tempi di osservazione dello studio. La sintesi di matrice significa che le cellule cartilaginee stavano attivamente producendo le proteine strutturali che rendono la cartilagine sana forte e flessibile. Questa risposta sostenuta suggerisce un potenziale rigenerativo più affidabile.
Cosa Significa Questa Ricerca di Laboratorio per i Pazienti
Questo studio è stato condotto interamente in laboratorio, non su pazienti reali. Gli scienziati hanno coltivato cellule cartilaginee in speciali sfere di gel per riprodurre le condizioni naturali. Hanno quindi osservato come le diverse preparazioni di tessuto adiposo influenzassero queste cellule nell'arco di 36-72 ore. Sebbene gli studi di laboratorio non possano prevedere esattamente cosa accade all'interno del corpo, aiutano i ricercatori a comprendere le risposte biologiche di base.
I risultati suggeriscono che il modo in cui il tessuto adiposo viene processato è significativamente importante. I metodi di processamento meccanico come il Lipogems® possono offrire vantaggi rispetto ai metodi basati su enzimi. I ricercatori hanno notato che la tecnologia Lipogems® frammenta il tessuto adiposo preservandone la struttura naturale. Questo mantiene cellule utili come i periciti (cellule che supportano la guarigione dei vasi sanguigni) e le cellule staminali nel loro ambiente normale.
Per i pazienti che stanno considerando trattamenti rigenerativi per l'osteoartrosi del ginocchio, questa ricerca fornisce prove di laboratorio incoraggianti. Supporta l'uso di preparazioni di tessuto adiposo processate meccanicamente. Tuttavia, i risultati di laboratorio necessitano di conferma attraverso studi clinici su pazienti reali. Parli con il Suo medico per valutare se il trattamento con Lipogems® possa essere appropriato per la Sua situazione specifica.
---
Fonte: Kokai et al., Stem Cells and Development, 2021.
Pubblicazione Originale
Comparison of Clinically Relevant Adipose Preparations on Articular Chondrocyte Phenotype in a Novel In Vitro Co-Culture Model
Lauren Kokai, Joseph Chen, Dong Wang, Sheri Wang, Francesco M. Egro, Benjamin Schilling, Hengyun Sun, Asim Ejaz, J. Peter Rubin, Jeffrey A. Gusenoff, Nam Vo, Kentaro Onishi, Gwendolyn Sowa · Stem Cells and Development · 2021
Adipose therapeutics, including isolated cell fractions and tissue emulsifications, have been explored for osteoarthritis (OA) treatment; however, the optimal preparation method and bioactive tissue component for healing has yet to be determined. This in vitro study compared the effects of adipose preparations on cultured knee chondrocytes. De-identified human articular chondrocytes were co-cultured with adipose preparations for 36 or 72 h. Human adipose tissues were obtained from abdominal panniculectomy procedures and processed using three different techniques: enzymatic digestion to release stromal vascular fraction (SVF), emulsification with luer-to-luer transfer (nanofat), and processing in a bead-mill (Lipogems, Lipogems International SpA, Milan, Italy). Gene expression in both chondrocytes and adipose preparations was measured to assess cellular inflammation, catabolism, and anabolism. Results demonstrated that chondrocytes cultured with SVF consistently showed increased inflammatory and catabolic gene expression compared with control chondrocytes at both 36- and 72-h timepoints. Alternatively, chondrocytes co-cultured with either nanofat or bead-mill processed adipose derivatives yielded minimal pro-inflammatory effects and instead increased anabolism and regeneration of cartilage extracellular matrix. Interestingly, nanofat preparations induced transient matrix anabolism while Lipogems adipose consistently demonstrated increased matrix synthesis at both study timepoints after co-culture. This evaluation of the regenerative potential of adipose-derived preparations as a clinical tool for knee OA treatment suggests that mechanically processed preparations may be more efficacious than an isolated SVF cell preparation.