Applicazione terapeutica di cellule staminali mesenchimali in un modello animale di stenosi arteriosa

Le malattie cardiovascolari rappresentano la causa più diffusa di insorgenza di forme gravi di menomazione e di mortalità nei paesi industrializzati. Alterazioni della normale emodinamica di distretti arteriosi come le carotidi e/o le coronarie sono strettamente associate allo sviluppo di patologie cerebrali ed infarto del miocardio. Attualmente diagnosi di stenosi carotidea e/o coronarica di tipo severo richiedono l’utilizzo di procedure di rivascolarizzazione (angioplastica, bypass, endarterectomia) volte a ripristinare la pervietà del vaso ostruito. Tuttavia la maggior parte di pazienti sottoposti a tali procedure presenta già nei primi sei mesi seguenti all’intervento un nuovo restringimento del lume del vaso operato, noto come “restenosi”. Tale processo viene definito come una risposta fisio-patologica della parete vascolare al danno meccanico arrecato dalle procedure di rivascolarizzazione. I fenomeni che ne determinano l’insorgenza e lo sviluppo sono associabili a proliferazione e migrazione delle cellule che compongono la parete del vaso arterioso e a fenomeni di rimodellamento determinati da una loro diversa riorganizzazione. La multifattorialità che regola la progressione di tale stato fisopatologico rende la restenosi uno dei problemi di elevato interesse sia scientifico che clinico.

L’utilizzo di terapie cellulari basate sull’impiego di cellule staminali mesenchimali (MSC) in numerose sperimentazioni cliniche ha aperto nuovi scenari in cui è stato possibile verificare le loro elevate potenzialità nel campo della medicina rigenerativa. Il vasto impiego di tale linea cellulare è determinato da numerosi vantaggi associati al loro utilizzo, quali la facilità di isolamento da aspirato midollare, l’espansione in vitro preservando il normale cariotipo cellulare, la bassa immunogenicità che elimina procedure di immunosoppressione in seguito a trapianto autologo o eterologo, l’elevata plasticità somatica che le rende capaci di differenziare in tessuti anche di origine non mesenchimale.

Il nostro gruppo di ricerca ha analizzato il potenziale terapeutico di MSC allogeniche nella riduzione del processo di stenosi in un modello di arteriotomia del tratto comune della carotide di ratto che mima il danno arrecato a vasi arteriosi di pazienti sottoposti ad interventi di by-pass o endarterectomia.

La somministazione, mediante iniezione intravenosa, di MSC in ratti sottoposti ad arteriotomia, ha permesso di dimostrare che tali cellule raggiungono in maniera specifica il sito di insulto.

Misurazioni del lume di sezioni carotidee prelevate 30 giorni dopo intervento chirurgico, hanno evidenziato una maggiore pervietà delle arterie appartenenti al gruppo di ratti trattati con MSC rispetto al gruppo di controllo. Analisi molecolari hanno permesso di rilevare che il trattamento con le MSC sembra influenzare principalmente i livelli di espressione dei geni associati al processo di infiammazione locale nelle fasi precoci della risposta stenotica (3 e 7 giorni dopo arteriotomia). Analisi del siero prelevato da ratti trattati con MSC e ratti di controllo, mediante saggio ELISA, hanno inoltre evidenziato anche un effetto sistemico delle MSC sul rilascio delle chemochine pro-infiammatorie CXCL1 ed SDF-1, e della citochina VEGF.

Nel complesso tali risultati hanno dimostrano che la somministrazione di MSC limita effettivamente l’insorgenza del processo stenotico nel nostro modello sperimentale, presumibilmente attraverso un’azione immunomodulatoria.

La ricerca prosegue per verificare anche in altri modelli animali l’efficacia delle MSC nel trattamento della stenosi arteriosa. L’obiettivo finale è quello di utilizzare le cellule staminali mesenchimali per il trattamento della stenosi nell’uomo.