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Un nuovo studio pubblicato oggi su STEM CELLS Translational Medicine mostra la promessa di un importante passo avanti nella guarigione delle ulcere diabetiche croniche del piede.
Lo studio, condotto da ricercatori dell’Università della California, Davis, è il primo a dimostrare come uno scaffold bioingegnerizzato composto da cellule staminali mesenchimali umane (MSC) combinato con Timololo – un farmaco comunemente usato per trattare il glaucoma – ha migliorato la guarigione e diminuito l’infiammazione delle ferite dei topi diabetici fino al 75% rispetto ai gruppi di controllo.
Le ulcere croniche del piede sono alcune delle complicazioni più pericolose e comuni del diabete, che colpiscono fino a un quarto dei 25 milioni di persone che vivono con diabete solo negli Stati Uniti, secondo l’American Diabetes Association. L’associazione prevede inoltre che il 30 percento di questi casi alla fine porterà all’amputazione. Ancora più allarmante è il previsto tasso di mortalità a cinque anni di coloro che subiscono un’amputazione – 48 percento, una statistica alla pari con il cancro del colon.
Le spese sanitarie statunitensi per le ulcere del piede diabetico (DFU) superano i 43 miliardi di dollari all’anno. Tuttavia, queste spese per un buon livello di cura – che include cose come seguire una dieta rigorosa, scaricare la pressione dal piede per consentire alle ferite di guarire, antibiotici o interventi chirurgici – portano alla guarigione solo nel 30 percento dei pazienti. “Trattare questi pazienti e cercare di farli guarire è ciò che mi ha spinto a lavorare su questo problema “, dice Roslyn Rivkah Isseroff, MD, Professore di dermatologia alla UC Davis, capo del Dermatology Service VA Northern California Healthcare System e capo della clinica Wound Healing.
Isseroff ha guidato lo studio insieme a Jan Nolta, Ph.D., che dirige il programma sulle cellule staminali presso la UC Davis School of Medicine e il suo Institute for Regenerative Cures.
“Questo tasso di guarigione piuttosto lugubre ha incitato una vigorosa ricerca di alternative terapeutiche”, ha detto il Dott. Nolta. “Diverse terapie cellulari per il trattamento del DFU sono già state approvate dalla Food and Drug Administration (FDA), ma i tassi di guarigione mostrano solo un modesto miglioramento rispetto allo standard di cura delle ulcere croniche del piede diabetico. Nessuno di questi prodotti, tuttavia, è composto principalmente da cellule mesenchimali staminali umane. Le terapie a base di MSC possono offrire vantaggi rispetto alle terapie cellulari attualmente disponibili regolando la risposta immunitaria e infiammatoria anormale tipica del DFU“.
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L’idea alla base dell’aggiunta di Timololo in questo ultimo studio è nata da un altro studio condotto dai ricercatori della UC Davis in cui i ricercatori hanno mostrato come il tessuto della ferita genera un ormone dello stress chiamato catecolamina e che la catecolamina compromette la guarigione. (La catecolamina svolge un ruolo importante nella risposta del corpo allo stress aumentando la pressione sanguigna e i livelli di glucosio nel sangue.) Il Timololo è noto per invertire gli effetti negativi della catecolamina e, quindi, migliorare la guarigione.
Per condurre il loro ultimo studio, il team di ricerca ha seminato MSC, raccolte dal midollo osseo di donatori umani sani, su scaffold a matrice circolare. Sono state testate diverse concentrazioni di MSC nel tentativo di determinare il dosaggio ottimale delle MSC. Successivamente, le impalcature sono state incubate nel Timololo all’1% di ossigeno (ipossia) nel terreno di coltura MSC.
I ponteggi sono stati quindi applicati alle ferite di un gruppo di topi diabetici. Due piccole ferite circolari sono state create una di fronte all’altra lungo la spina dorsale dell’animale. Un’impalcatura trattata con MSC è stata quindi inserita con il lato della cellula verso il basso nella ferita. I gruppi di controllo dei topi sono stati tutti trattati solo con uno scaffold (senza MSC o timololo). L’idea era di vedere quanto erano efficaci le cellule degli animali nella ricostruzione del tessuto danneggiato rispetto alle ferite trattate con matrice MSC e timololo.
Inoltre, molte delle ferite trattate con matrice MSC hanno ricevuto un’applicazione quotidiana di Timololo (sono state testate diverse dosi) per valutare come il farmaco ha influenzato il processo di guarigione.
Sette giorni dopo i risultati sono stati analizzati. I ricercatori hanno scoperto che tutti gli scaffold che utilizzano la combinazione di MSC con precondizionamento dell’ipossia e del Timololo hanno mostrato un miglioramento significativo dell’epitelizzazione della ferita (vale a dire la riparazione dei tessuti) – di oltre il 70 percento – rispetto al gruppo trattato col la sola matrice. Le applicazioni aggiuntive di timololo applicate alla combinazione matrice / MSC hanno anche aumentato la riepitelizzazione, di quasi il 75 percento rispetto ai controlli trattati senza Timololo.
“Nel complesso, la combinazione di MSC eTimololo ha migliorato con successo la guarigione delle ferite e ridotto la risposta infiammatoria nei topi”, ha detto il Dott. Nolta. “Ciò suggerisce che questo approccio unico potrebbe potenzialmente fornire risposte di guarigione superiori negli esseri umani con ferite diabetiche”.
“Per questo lavoro, gli scienziati hanno combinato le cellule staminali adulte con un farmaco riproposto che migliora la guarigione per creare un nuovo scaffold bioingegnerizzato che un giorno potrebbe portare a un nuovo trattamento per le ulcere diabetiche croniche”, ha dichiarato Anthony Atala, MD, caporedattore di STEM CELLS Translational medicine e Direttore del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine. “I risultati di questo studio sono promettenti e offrono una terapia non solo per le ulcere diabetiche, ma anche per altri tipi di ferite”.
