Osteogenesi Imperfetta, difetti osseo-cartilaginei e trapianto staminali

Il sistema muscolo-scheletrico è la struttura portante del nostro corpo, nonché un sistema di difesa per organi estremamente delicati come il cervello, il midollo spinale, il cuore ed i polmoni. Esso è alla base di tutte le attività che possiamo svolgere, in quanto necessario per muoversi ed è un apparato estremamente dinamico e complicato.

È formato principalmente da quella che si può definire l’impalcatura del corpo, cioè lo scheletro, e da quello che in un certo senso rappresenta un ingranaggio fondamentale per fare muovere il tutto, cioè il muscolo.

Oltre a queste strutture di fondamentale importanza ci sono altre parti essenziali, tendini e legamenti, che mantengono il tutto collegato. Le ossa sono strutture estremamente mineralizzate che assolvono, oltre alla funzione di sostegno, anche quella di cisterne per minerali essenziali come il fosforo ed il calcio. Tutte ciò rende di particolare importanza lo studio di metodiche da utilizzare la cura di malattie a carico delle ossa e delle strutture ad esse correlate, cioè alle cartilagini.

Figura 1 Immagine rappresentativa dello scheletro umano.

Figura 2 Immagine rappresentativa di articolazione, in blu scuro è segnata la cartilagine.

L’osteogenesi imperfetta è una malattia genetica a trasmissione autosomica dominante per anomalie nella sintesi del collagene tipo I° per mutazione dei geni Col1A1 e 2. Crea problemi a carico dello scheletro, delle articolazioni, degli occhi, delle orecchie, della cute e dei denti. I fenotipi più gravi o letali sono la conseguenza di difetti genetici, che determinano molecole anomale di collagene che non riescono a formare la tripla elica.

Clinicamente manifesta fragilità ossea ed è conosciuta anche come Malattia di Lobstein (tipo I°), Sindrome di Vrolik (tipo II°), Sindrome di van der Hoeve, Sindrome di Eddowes.

Attualmente se ne conoscono sette tipologie varianti a diversa gravità, i quattro tipi storicamente noti sono:

– Tipo I: ritardo di accrescimento nel 50%, fratture ossee; cifosi e scoliosi con iperestesibilità articolare, sclere bluastre e perdita dell’udito sia a difetto neurosensoriale che a causa di anomalie ossee dell’orecchio medio e interno. In certi casi si associa a dentinogenesi imperfetta.

– Tipo II: è costantemente fatale durante la vita intrauterina o nel periodo perinatale. Accentuatissima fragilità ossea con fratture multiple che si manifestano quando il feto è ancora in utero.

– Tipo III: fratture alla nascita con deformazioni progressive degli arti e cifoscoliosi, sclere normali, bassa statura, dentinogenesi imperfetta comune.

– Tipo IV: la forma clinicamente meno grave, con statura normale o poco ridotta, fragilità ossea lieve o moderata, fratture postnatali, sclere normali, udito normale, deformità variabili. In certi casi si associa a dentinogenesi imperfetta.

La malattia colpisce maschi e femmine con rapporto 1:1 e con incidenza di 1/20-50.000 nati vivi.

I trial clinici con cellule staminali applicati a questa patologia hanno mostrato l’efficienza del trattamento con miglioramento dei sintomi. Data la sua origine ereditaria, la pratica clinica ha dovuto rivolgersi allo sviluppo di modelli di trapianto con cellule di derivazione allogenica. Gli studi e le ricerche sulle cellule staminali hanno dimostrato efficacia nel trattamento delle sindromi osseo cartilaginee con le cellule staminali. In particolar modo le cellule staminali mesenchimali sono in grado di differenziare in elementi del tessuto osseo e cartilagineo funzionali.

L’utilizzo di queste cellule in medicina rigenerativa potrebbe essere una ottima alternativa per la risoluzione dei problemi legati all’apparato scheletrico, data la loro facilità di isolamento e possibilità di manipolazione (1,2,3,4).

Gli studi effettuati sulla rigenerazione del tessuto cartilagineo hanno dimostrato la fattibilità e la sicurezza della tecnica, con ottimi risultati nella rigenerazione della cartilagine articolare in situ. Le applicazioni di questo tipo potrebbero richiedere l’uso di scaffolds, cioè matrici sintetiche, che indurrebbero la differenziazione delle cellule in elementi cartilaginei, portando ad un miglioramento della tecnica stessa (5,6,7,8,9).

Lo sviluppo di tecniche dirette all’utilizzo delle cellule mesenchimali hanno portato alla produzione di matrici utilizzate come base per produrre il tessuto che deve essere ricreato (10,11).

L’ingegneria tissutale ha quindi ricevuto un notevole impulso dagli studi effettuati sulle cellule staminali mesenchimali portando a risultati eccezionali, come il primo trapianto di trachea sfruttando il potenziale delle stesse e nuovi biomateriali (12).

A livello osseo, l’accellerazione del recupero dalle fratture porterebbe ad un miglioramento dello stile di vita dei pazienti con una forte riduzione dei costi ed una miglior ripresa funzionale (13).

La terapia staminologica potrebbe essere una ottima alternativa in questo caso, come dimostrato su pazienti pediatrici affetti da osteogenesi imperfetta. In questi pazienti, il trapianto con cellule staminali mesenchimali riporta ad un tasso di crescita quasi normale, sottolineando una normalizzazione della ripresa funzionale dell’osso. Infatti, a seguito del trapianto, il tasso di mineralizzazione ha raggiunto livelli normali e l’aumento del tasso di crescita sottolinea una attivazione del tessuto difettoso (14,15,16).

Nonostante le evidenze confermino l’effettuabilità del trapianto e risultati sicuramente promettenti, i protocolli vanno ancora sviluppati e migliorati in maniera da ottenere il migliore risultato possibile.