I fogli cellulari di fibroblasti multistrato conservati a secco sono un nuovo strumento gestibile per la medicina rigenerativa per promuovere la guarigione delle ferite

Apr 03, 2023

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 12519 (2022) Citare questo articolo

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Questo studio ha studiato gli effetti terapeutici dei fogli cellulari multistrato di fibroblasti conservati a secco (fogli asciutti) sulle ulcere cutanee. I fogli asciutti sono stati preparati mediante essiccazione all'aria di fogli cellulari di fibroblasti multistrato (fogli viventi) per cessare le loro attività vitali. Prima dell’applicazione in vivo, abbiamo testato il rilascio di fattori di crescita nel mezzo per esaminare i meccanismi dei fogli asciutti nella guarigione delle ferite. Il fattore di crescita dell'endotelio vascolare (VEGF) e il fattore di crescita degli epatociti (HGF) sono stati rilasciati sia dai fogli secchi che da quelli vivi, mentre alti livelli di fattore di crescita dei fibroblasti-2 (FGF-2) e di proteina del gruppo box 1 ad alta mobilità (HMGB1) erano solo da lenzuola asciutte. Un test di proliferazione dei fibroblasti in vitro ha rivelato che l'eluato di fogli secchi ha migliorato significativamente la proliferazione cellulare e la produzione di VEGF e HGF rispetto all'eluato di fogli vivi. Gli anticorpi neutralizzanti l'FGF-2 hanno bloccato in modo significativo questa risposta proliferativa. Nelle ferite create su topi diabetici, i gruppi trattati con fogli asciutti utilizzando cellule autologhe o allogeniche hanno mostrato una chiusura della ferita significativamente accelerata rispetto a quella del gruppo senza trattamento. La stabilità alla conservazione del foglio asciutto era migliore alla temperatura di refrigerazione che a temperatura ambiente ed è rimasta stabile per almeno 4 settimane. I nostri dati hanno indicato che i fogli asciutti allogenici rappresentano un nuovo promettente strumento per la medicina rigenerativa che promuove la guarigione delle ferite.

La tecnologia dei fogli cellulari è stata recentemente sviluppata per migliorare la ritenzione delle cellule trapiantate nella regione innestata1 e la terapia di trapianto dei fogli cellulari è stata utilizzata per prevenire varie malattie e complicanze postoperatorie, tra cui cardiomiopatia ischemica, perdita d'aria dopo operazioni polmonari e stenosi dopo endoscopia sottomucosa. dissezione dell'esofago2,3,4. Questa tecnica può essere utilizzata anche per trattare le ulcere cutanee.

In precedenza, abbiamo sviluppato un foglio cellulare misto costituito da fibroblasti e cellule mononucleari del sangue periferico (PBMNC), che ha aumentato la secrezione del fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF) dai fibroblasti grazie agli effetti sinergici della co-coltura con PBMNC e del trattamento del precondizionamento ipossico5 ,6. Uno dei principali meccanismi d'azione per gli effetti terapeutici degli strati cellulari prevede un effetto paracrino dovuto alla produzione di fattori di crescita e citochine dagli strati cellulari. È stato dimostrato che i fogli di cellule miste hanno successo nella guarigione delle ferite nei modelli di ulcere cutanee di topo e coniglio5,6. Nel nostro lavoro precedente, abbiamo sviluppato un metodo semplice per produrre fogli cellulari multistrato e riportato l'utilità di fogli misti multistrato autologhi, trattati con precondizionamento ipossico, in un modello di ulcera cutanea di topo7. Inoltre, in uno studio clinico in cui un foglio cellulare misto multistrato autologo precondizionato ipossico contenente PBMNC e cellule fibroblastiche della mucosa orale umana è stato trapiantato su un'ulcera della gamba, questi effetti di promozione della sicurezza e della guarigione della ferita sono stati confermati8. Tuttavia, tre dei sei casi non hanno portato al trapianto: uno a causa della mancata crescita dei fibroblasti, mentre gli altri due non soddisfacevano i criteri per il trapianto a causa della scarsa produzione di VEGF8. Questo studio clinico utilizzando cellule autologhe ha rivelato anche un alto tasso di scarse prestazioni dei fibroblasti dei pazienti. La terapia con fogli cellulari utilizzando cellule autologhe è un metodo promettente con il potenziale per trattare con successo i pazienti, che necessita di una fornitura stabile di fogli cellulari preparati utilizzando cellule allogeniche. Lo scopo dei PBMNC autologhi negli strati cellulari misti era quello di migliorare la capacità secretoria dei fibroblasti. Tuttavia, la stratificazione dei fogli cellulari ha migliorato sufficientemente la funzione dei fogli fibroblastici e c'era poca differenza tra gli effetti dei fibroblasti da soli e quelli dei fogli cellulari misti in un modello di ulcera cutanea di topo7. Abbiamo confermato che sufficienti fattori di crescita venivano secreti dai fogli cellulari di fibroblasti multistrato e che l'effetto di guarigione della ferita dei fogli cellulari di fibroblasti allogenici multistrato era paragonabile a quello dei fogli cellulari autologhi in un modello di ulcera murina. Sebbene si verifichi una certa immunità locale, ciò non influisce negativamente sulla guarigione della ferita9. Pertanto, quando si considera l'applicazione clinica della terapia di trapianto di fogli cellulari, i fogli cellulari preparati da cellule allogeniche che possono essere fornite stabilmente possono rappresentare l'approccio migliore.