TRAPIANTI, UN ANNO DI AVVENIRISTICHE RICERCHE E APPLICAZIONI CLINICHE

 

Ogni anno porta con sé una serie di nuovi sviluppi in tutti i settori di ricerca e, in questi ultimi 12 mesi, il mondo dei trapianti non ha fatto eccezione. Dunque, un altro anno è volato via ma c'è sempre tempo per uno sguardo complessivo a ciò che la ricerca trapiantologica ha proposto nel 2015.

Qualunque sia il campo di interesse di ciascuno, la medicina dei trapianti è stata capace di stupire con ricerche, intuizioni e applicazioni cliniche impensabili e avveniristiche, in grado di cambiare il corso della disciplina nei prossimi anni e dimostrando, ancora una volta, l'effervescenza della trapiantologia in ogni suo settore.
Il 2015 si apre con un cuore artificiale in uno zaino. I chirurghi del centro cardiovascolare dell'Università del Michigan, rimuovono il cuore gravemente malato di un giovane paziente per impiantarne uno completamente artificiale, il SynCardia Total Artificial Heart, alimentato da un motore portatile che il paziente può tenere sempre con sé in una borsa a tracolla o in uno zaino.

Il dispositivo consente al paziente di fare esercizio fisico, cucinare, dormire comodamente nel proprio letto e tornare a una vita normale in attesa di una soluzione definitiva rappresentata dal trapianto (Syncardia total artificial heart: University of Michigan patient leaves hospital to live at home as he awaits transplant. Medical Daily, 13 gennaio 2015). L'inquietante provocazione del trapianto di testa. Per la prima volta, un italiano, ha portato nel regno della possibile realtà clinica, l'incredibile idea del trapianto di testa: Sergio Canavero, neurochirurgo di Torino, prima ha stregato (e probabilmente preoccupato il mondo), affermando che è possibile superare gli ultimi problemi rimasti di ricollegare il midollo spinale reciso e prevenire il rigetto del nuovo capo, poi ha dichiarato che il 2016 potrebbe essere l'anno in cui un trapianto di testa umana avrà effettivamente luogo.

Si può essere d'accordo o meno con questo discutibile trapianto, molti non lo credono realizzabile, altri affermano che, qualora si tentasse, si tratterebbe in realtà di un trapianto di corpo. Sta di fatto che c'è già un paziente russo che si è offerto volontario per la procedura (Canavero S. HEAVEN: the head anastomosis venture Project outline for the first human head transplantation with spinal linkage (GEMINI). Surg Neurol Int. 2013;4.Suppl.).

Il primo trapianto di bacino artificiale. Sempre a Torino viene effettuato il primo trapianto di bacino artificiale al mondo. A essere sottoposto all'innovativo intervento è un giovane paziente oncologico, affetto da osteosarcoma inoperabile. Il giovane dopo aver risposto bene a 16 cicli di chemioterapia viene sottoposto a trapianto di emibacino in titanio (materiale che si integra perfettamente con le ossa umane), costruito in America con misure prese da un calco ricavato dalla Tac del paziente (Diciottenne salvato con trapianto di bacino, è la prima volta al mondo. Rai News, 25 febbraio 2015).

Il muscolo coltivato in laboratorio. Un team di ricercatori internazionale proveniente da Italia, Israele e Regno Unito, riesce a generare muscoli dell'apparato scheletrico utilizzando un nuovo approccio di ingegneria tissutale e costruisce un muscolo coltivato in laboratorio a partire da cellule staminali adulte. Il muscolo, impiantato nella zampa di un topo, funziona e, a distanza di poche settimane, è perfettamente integrato con i tessuti muscolari circostanti. L'approccio, totalmente positivo, lascia ben sperare che tale metodica possa essere impiegata nel trattamento personalizzato di una vasta gamma di danni e patologie muscolari, segnando un importante traguardo per la medicina rigenerativa (Fuoco C, et al. In vivo generation of a mature and functional artificial skeletal muscle. EMBO Mol Med. 2015 Feb 25).

Il primo trapianto di neuroni. La ricerca continua a stupire con il trapianto di neuroni per "riparare" il tessuto cerebrale. I ricercatori dell'Università di Bruxelles mostrano al mondo come i neuroni specifici della vista presenti nella corteccia cerebrale, se fedelmente riprodotti in vitro da cellule staminali embrionali, possono ristabilire una parte sostanziale dei circuiti danneggiati. La tecnica è stata sperimentate su topi con lesioni della corteccia visiva a cui sono stati trapiantati neuroni corticali differenziati da cellule staminali embrionali. Sorprendentemente i topi hanno risposto agli stimoli visivi. Quanto osservato apre alla possibilità che il trapianto di neuroni possa un giorno contribuire alla riparazione del tessuto corticale danneggiato, che rimane l'obiettivo di cura principale di molti insulti cerebrali seguenti a traumi o ictus.

Ma la promessa delle staminali è anche per trattare malattie neurodegenerative come il morbo di Parkinson, la sclerosi multipla e l'Alzheimer (Michelsen KA, et al. Area-specific reestablishment of damaged circuits in the adult cerebral cortex by cortical neurons derived from mouse embryonic stem cells. Neuron. 4;85(5):982-97).
Arrivano i cuori bioartificiali autologhi. Dalla Spagna un passo fondamentale verso il trapianto di cuori bioartificiali autologhi. è quanto riporta la rivista scientifica Biomaterials nel numero di maggio. 52 cuori giudicati non idonei al trapianto, vengono decellularizzati e utilizzati come impalcatura biocompatibile per mantenere l'architettura tridimensionale e la naturale vascolarizzazione del muscolo cardiaco, per poi essere ricellularizzati con nuove cellule parenchimali e vascolari.

Tali risultati rappresenterebbero un primo concreto passo verso la realizzazione biologica di un cuore umano e la produzione di innesti o di componenti della matrice per il trattamento delle malattie cardiovascolari, offrendo in futuro nuove opportunità di cura per questi pazienti (Sánchez PL, et al. Acellular human heart matrix: A critical step toward whole heart grafts. Biomaterials. 2015;61:279-289).
Il trapianto di orologio biologico. Nel 2015 diventa realtà anche il trapianto di "orologio biologico". Per la prima volta le proteine che controllano i ritmi fisiologici, come il sonno, la veglia o la fame, sono state prelevate da una microscopica alga azzurra e trasferite in un organismo semplice, il batterio dell'Escherichia coli che non le possiede. Il sistema dimostra la trapiantabilità dell'oscillatore circadiano e il suo potenziale di reingegnerizzazione nel batterio.

L'oscillatore utilizzato dai ricercatori ha un periodo che corrisponde esattamente al ciclo giorno-notte geofisico. Ciò permette di migliorare la portata dei circuiti temporali in biologia sintetica per comprendere periodicità biologicamente rilevanti, proponendosi come una strategia plausibile per la correzione delle disbiosi. L'obiettivo dichiarato dai ricercatori è di arrivare a ottenere una pillola capace di regolare fisiologicamente i ritmi biologi nell'uomo e correggerli quando è necessario, come, ad esempio, nei fenomeni da jet lag (Chen AH, et al. Transplantability of a circadian clock to a noncircadian organism. Science Advances 2015; 1(5):e1500358).
Il trapianto di tessuto ovarico crioconservato. La ricerca entra nel campo dell'applicazione clinica con la prima nascita dopo autotrapianto di tessuto ovarico crioconservato dall'infanzia. In Belgio, una giovane paziente proveniente dalla Repubblica del Congo, con diagnosi di anemia falciforme dall'età di 5 anni, è la prima donna al mondo a dare alla luce un bambino sano dopo il trapiantato di tessuto ovarico congelato in gioventù.

Anche se ci sono stati casi di precedenti gravidanze dopo trapianto di tessuto ovarico adulto, non erano state mai riportate gravidanze di successo con tessuto prelevato e conservato prima della pubertà. Il successo ottenuto rappresenta un importante passo avanti nel trattamento dell'infertilità (Demeestere I, et al. Live birth after autograft of ovarian tissue cryopreserved during childhood. Hum Reprod. 2015 Jun 9).
Trapianto di polpa dentale. A settembre alcuni ricercatori giapponesi annunciano sulle pagine di Cell Transplantation di aver trapiantato per la prima volta cellule staminali di polpa dentale (MDPSCs) in topi di laboratorio con difetti del nervo sciatico per indagarne le capacità rigenerative. I risultati dimostrano che tali cellule possono contribuire alla rigenerazione dei nervi periferici quando vengono impiantate in prossimità delle cellule di Schwann appena migrate mediante il controllo dell'apoptosi e della capacità di proliferazione.

I ricercatori affermano che il trapianto di cellule staminali di polpa dentale è il possibile candidato a prendere il posto degli innesti nervosi autologhi nella riparazione e rigenerazione dei nervi periferici (Yamamoto T, et al. Trophic effects of dental pulp stem cells on Schwann Cells in peripheral nerve regeneration. Cell Transplant. 2015).
I primi reni in provetta. Le cellule staminali continuano ad essere al centro della ricerca con la creazione del primo rene ex-novo. Lo annunciano i ricercatori della Missouri-Columbia University sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Hanno prima impiantato reni di ratto allo stato embrionale (insieme alla vescica) in esemplari adulti, poi a 4 settimane dal trapianto, hanno collegato l'uretra di uno dei roditori adulti alla vescica trapiantata, che nel frattempo era cresciuta. A otto settimane dal trapianto i tessuti dei reni avevano sviluppato le caratteristiche tipiche dell'organo maturo in grado non solo di produrre, ma anche di eliminare l'urina (Yokotea S, et al. Urine excretion strategy for stem cell-generated embryonic kidneys. PNAS 2015).

La tolleranza nel trapianto. Dopo anni di lavoro su modelli sperimentali, l'induzione della tolleranza agli antigeni del donatore, passa alla fase clinica. Sul Journal of Clinical Investigation, i ricercatori dell'Università di Nantes, identificano la proteina IL-34 come un importante mediatore della tolleranza d'organo nel trapiantato di cuore in un modello murino.

La proteina IL-34 sarebbe pesantemente coinvolta nella funzione soppressiva dei CD8+, CD4+ e Tregs inibendo marcatamente le risposte immunitarie alloreattive e mediando la tolleranza del trapianto (Bézie S, et al. IL-34 is a Treg-specific cytokine and mediates transplant tolerance. J Clin Invest. 2015).
Il trapianto del cromosoma X. Il 2015 stupisce ancora con il primo trapianto di cromosoma femminile. Protagonisti dell'innovativo trapianto sono i ricercatori italiani che con una nuova tecnica hanno realizzato, per la prima volta al mondo, il trapianto del cromosoma X, da una cellula a un'altra. Fulcro del trial il laboratorio del Centro Nazionale delle Ricerche (CNR) all'Istituto Humanitas di Milano, in collaborazione con altre istituzioni, tutte italiane.

L'idea è quella d'intervenire con il trapianto del cromosoma malato a cui sono legate alcune malattie trasmesse dalle mamme (immuni perché hanno due cromosomi X) ai figli maschi (che di X ne hanno uno solo). La metodica rappresenta un grande passo avanti verso la cura di gravi malattie come la distrofia muscolare di Duchenne, la sindrome di Turner e l'emofilia che, in futuro, potrebbero essere trattate con successo grazie alla ricerca italiana (Paulis M, et Al.Chromosome transplantation as a novel approach for correcting complex genomic disorders. Oncotarget 2015).
Ma il 2015 è stato anche l'anno dell'identificazione delle impronte digitali dell'olfatto come test non invasivo per la verifica della corrispondenza donatore-ricevente nei trapianti d'organo (Secundo L, et al. Individual olfactory perception reveals meaningful nonolfactory genetic information. Proc Natl Acad Sci USA. 2015), delle nanoparticelle biodegradabili nel trapianto di cornea che, dopo l'intervento chirurgico, rilasciano i farmaci necessari all'occhio a intervalli di tempo regolari (Pan Q, et al. Corticosteroid-loaded biodegradable nanoparticles for prevention of corneal allograft rejection in rats. J Control Release. 2015), dell'ultima frontiera dei trapianti, cioè quelli di utero, legalizzati sia in Francia sia in America, dove a Cleveland, otto donne hanno iniziato il processo di selezione per poter accedere al trapianto (Europinione.it), per finire con il primo impianto di un cuore artificiale magnetico effettuato al S. Camillo di Roma e a un intervento ai confini della chirurgia ortopedica, eseguito all'ospedale dell'Angelo di Mestre, dove è stato ricostruito un gomito intero con un trapianto osseo da cadavere per curare un'impressionante ossificazione.
Sono solo alcune delle tante intuizioni e innovazioni che la ricerca trapiantologica ha proposto nell'anno appena concluso. Molte di queste rappresentano importanti conquiste cliniche, altre sono più che interessanti promesse per il futuro. Tutte sono il frutto di una costante e incessante ricerca nell'interesse delle migliaia di pazienti in attesa di una nuova speranza di vita.

La rassegna completa di tutte le news del 2015 è consultabile sul sito Trapianti.net, che invita i lettori a seguire il sito, nella speranza di aver reso un servizio utile a tutti coloro che amano il progresso scientifico e ciò che la trapiantologia quotidianamente propone.

 

(fonte: Trapianti.net)

 

 

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