Studi pre-clinici con cellule staminali mesenchimali da tessuto adiposo (ASC) di derivazione umana e porcina cresciute con sieri umani e animali

L’ingegneria tissutale è una branca della medicina rigenerativa che ha lo scopo di ripristinare, mantenere o supportare funzioni specifiche di diversi tessuti mediante l’utilizzo di cellule in combinazione con specifici scaffolds. In ambito ortopedico, il principale obiettivo è quello di riparare difetti a livello del sistema muscolo-scheletrico attraverso lo sviluppo di sostituti biologici che hanno la necessità, prima di un loro utilizzo in clinica, di essere testati e validati in opportuni modelli animali pre-clinici. In questo studio sono state analizzate cellule staminali mesenchimali isolate dal tessuto adiposo sottocutaneo (ASC) confrontando le caratteristiche di ASC isolate da due diverse specie porcine, maiale (p, n=6) e minipig (mp, n=6), con ASC di derivazione umana (h, n=11). Le ASC porcine mostrano all’isolamento, una ridotta resa cellulare (pASC: 1.8x1054.2x104 cellule/ ml di tessuto adiposo processato; mpASC: 6.9x1046.4x104 cellule/ ml) rispetto a quella ottenuta con le hASC (4.7x1054x105 cellule/ ml). Nonostante il numero inferiore di ASC iniziali, le cellule porcine crescono più rapidamente delle cellule umane. Inoltre, le ASC porcine mostrano una capacità clonogenica superiore(pASC: 7.22.0%; mpASC: 16.31.7% e hASC: 4.01.6%). Con l’idea di utilizzare le ASC in future applicazioni cliniche, queste cellule sono state coltivate in condizioni di crescita standard (10% FBS) e in presenza di siero autologo (5 e 10%) ed eterologo (5%). Le hASC (n=4) hanno mostrato in presenza di 5% di siero sia autologo che eterologo, una capacità proliferativa costante e paragonabile alla standard, mentre, quando coltivate in 10% di siero autologo, il tasso proliferativo delle hASC è circa il 10% superiore rispetto a quella delle cellule in 10% FBS. In contrasto, le ASC porcine (n=3) mostrano una miglior capacità proliferativa quando coltivate in 10% FBS, senza mostrare alcun beneficio dalla presenza di supplementi porcini (siero autologo ed eterologo). Inoltre, sia le ASC umane che porcine indotte a differenziare verso la linea osteogenica per 14 giorni, mostrano una significativa up-regolazione di marcatori specifici del tessuto osseo quali, la fosfatasi alcalina, il collagene e la matrice calcificata extracellulare. Attualmente sono in corso esperimenti volti a valutare la capacità delle ASC di osteo-differenziare in presenza di siero sia autologo che eterologo. In ambito clinico, la possibilità di utilizzare siero autologo che favorisce una rapida crescita delle ASC ed eventualmente una miglior capacità di rispondere a stimoli osteo-differenziativi, favorirebbe il loro uso in future applicazioni in campo ortopedico che necessitano però test pre-clinici sul grande animale (minipig).