Comprendere le Cellule Staminali nella Patologia Discale: Cosa Rivela Questa Ricerca

Giovanni Marfia, Stefania Elena Navone, Clara Di Vito, Silvia Tabano, Lorenzo Gianmattei, Andrea Di Cristofori, Roberta Gualtierotti, Monica Miozzo, Paolo Rampini, Manuela Caroli, Laura Riboni, Rolando Campanella · 2014

Gli Scienziati Trovano Cellule Staminali Sia nei Dischi Erniati che in Quelli Degenerati

I dischi intervertebrali della colonna vertebrale possono sviluppare problemi in due modi principali. Alcuni dischi si erniano, ovvero si estroflettono o si rompono verso l'esterno. Altri degenerano, deteriorandosi gradualmente nel tempo. Ricercatori italiani hanno voluto comprendere se le cellule staminali all'interno di questi dischi danneggiati fossero diverse tra loro.

Hanno raccolto tessuto discale da 21 pazienti durante interventi chirurgici alla colonna vertebrale. Dieci pazienti presentavano dischi erniati, mentre undici avevano dischi degenerati. Il team ha quindi isolato cellule staminali mesenchimali (MSC) da ciascun campione. Le MSC sono cellule speciali che possono trasformarsi in vari tipi di tessuto, inclusa la cartilagine.

Le Cellule Staminali dei Dischi Mostrano un Vero Potenziale Rigenerativo

I ricercatori hanno confermato che le cellule staminali provenienti sia dai dischi erniati che da quelli degenerati si comportano come vere MSC. Queste cellule si sono trasformate con successo in tre diversi tipi di tessuto in laboratorio:

  • Cellule adipose (differenziazione adipogenica)

  • Cellule ossee (differenziazione osteogenica)

  • Cellule cartilaginee (differenziazione condrogenica)

Questo è importante perché dimostra che i dischi danneggiati contengono ancora cellule capaci di rigenerazione. Entrambe le popolazioni cellulari esprimevano i marcatori proteici che definiscono le vere cellule staminali mesenchimali.

Una Proteina Risulta 466 Volte Più Elevata nei Dischi Degenerati

La scoperta più sorprendente ha riguardato una proteina chiamata osteopontina (OPN). Questa proteina svolge un ruolo nella formazione ossea e nella degradazione tissutale. Nelle cellule staminali dei dischi degenerati, l'attività del gene dell'osteopontina era 466 volte superiore rispetto alle cellule staminali dei dischi erniati.

I ricercatori hanno potuto rilevare la proteina osteopontina effettiva solo nei campioni di dischi degenerati. Era sostanzialmente assente nelle cellule dei dischi erniati. Questo suggerisce che processi fondamentalmente diversi guidano queste due condizioni.

I Livelli Proteici Correlano con la Gravità della Malattia

Livelli più elevati di osteopontina corrispondevano a una degenerazione discale più avanzata. I pazienti con malattia più grave mostravano una maggiore espressione di osteopontina nelle loro cellule staminali discali. Questa connessione suggerisce che l'osteopontina potrebbe contribuire attivamente al processo degenerativo piuttosto che comparire semplicemente come conseguenza.

I ricercatori propongono che il controllo dell'osteopontina potrebbe diventare un bersaglio terapeutico. Ridurne l'attività potrebbe rallentare o prevenire la degradazione del disco.

Cosa Significa Questo per le Opzioni di Trattamento Rigenerativo

Questo studio di laboratorio rivela informazioni importanti sulla biologia all'interno dei dischi danneggiati. Primo, i dischi contengono cellule staminali vive anche quando sono malati. Secondo, l'erniazione e la degenerazione coinvolgono processi molecolari differenti.

Per i pazienti che considerano approcci di medicina rigenerativa come Lipogems®, questa ricerca fornisce un contesto. Lipogems® fornisce le proprie cellule staminali derivate dal tessuto adiposo alle aree danneggiate. Queste cellule provengono dal tessuto adiposo, che è ricco di potenziale rigenerativo. A differenza delle cellule già presenti nel disco, le cellule derivate dal tessuto adiposo non sono state esposte all'ambiente patologico.

L'introduzione di cellule staminali sane può aiutare a contrastare i processi anomali che si verificano nei dischi degenerati o erniati. Le cellule rigenerative nel tessuto adiposo microframmentato contengono periciti e MSC che supportano la riparazione e la guarigione dei tessuti.

Considerazioni Importanti su Questa Ricerca

Questo è stato uno studio di laboratorio che ha esaminato cellule al di fuori del corpo. I ricercatori non hanno testato trattamenti né misurato gli esiti clinici dei pazienti. Si sono concentrati sulla comprensione della biologia sottostante della patologia discale a livello cellulare.

I risultati aiutano a spiegare perché diversi problemi discali potrebbero rispondere in modo differente ai vari trattamenti. Evidenziano inoltre l'osteopontina come potenziale marcatore per monitorare la gravità della degenerazione.

Comprendere queste differenze molecolari aiuta i ricercatori a sviluppare terapie mirate più efficaci. Per i pazienti con problemi discali, questa conoscenza supporta le basi scientifiche degli approcci rigenerativi che introducono cellule sane per favorire la guarigione.

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Fonte: Marfia et al., None, 2014.

Pubblicazione Originale

Gene Expression Profile Analysis of Human Mesenchymal Stem Cells from Herniated and Degenerated Intervertebral Discs Reveals Different Expression of Osteopontin

Giovanni Marfia, Stefania Elena Navone, Clara Di Vito, Silvia Tabano, Lorenzo Gianmattei, Andrea Di Cristofori, Roberta Gualtierotti, Monica Miozzo, Paolo Rampini, Manuela Caroli, Laura Riboni, Rolando Campanella · 2014

Gene expression analysis provides an effective methodology to identify clinically relevant genes implicated in intervertebral disc (IVD) pathology. The analysis of gene profile in mesenchymal stem cells (MSCs) from human herniated IVD (H-IVD) and degenerated IVD (D-IVD) has not yet been investigated. We present in this study a characterization of MSCs isolated from clinically categorized H-IVD and D-IVD disc samples. H-IVD-MSCs and D-IVD-MSCs showed multipotent mesenchymal differentiation ability, expressing positivity for adipogenic, osteogenic, and chondrogenic markers with an immunophenotypical profile representative of MSCs. FACS analyses revealed a higher expression of CD44 in D-IVD-MSCs compared to H-IVD-MSCs. Gene expression profile revealed that most genes under investigation displayed large variations and were not significantly different in the two types of analyzed IVD-MSCs …

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