Vol.XXXVII, Suppl. 1 - Giornale Italiano di Ortopedia e Traumatologia

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approcci Basati suLL’utiLiZZo di fattori di crEscita
E cELLuLE progEnitrici
Il progresso delle biotecnologie e delle conoscenze di
base ha portato i chirurghi ortopedici ad aumentare lo
spettro di strategie terapeutiche per migliorare i risultati
della chirurgia tradizionale. Un sostituto osteoconduttivo
dell’osso può essere potenziato con l’aggiunta di fattori
osteoinduttivi e/o osteogenici ottenendo un trapianto con
caratteristiche simili all’osso autologo.
Tra i prodotti della ricerca biotecnologica più potenti e di
recente introduzione nella pratica clinica ricordiamo le
BMPs umane ricombinanti, scoperte da Urist nel 1965 20 .
BMP-2 e BMP-7 sono altamente osteoinduttive 13 , ma presentano
un costo inaccettabile per le procedure chirurgiche
che vengono effettuate in Italia. Alternative meno
costose sono le cellule progenitrici del midollo osseo concentrate
e i fattori di crescita umani del plasma ricco in
piastrine (PRP).
plasma ricco in piastrine (prp)
Il PRP rappresenta una valida scelta per potenziare le caratteristiche
osteoinduttive di un trapianto osseo, nell’artrodesi
vertebrale. Esso, infatti, è una miscela di fattori di
crescita autologhi, quali Transforming Growth Factor-β1
(TGF-β1), Insulin-like Growth Factor-1 (IGF-1), Vascular Endothelial
Growth Factor (VEGF), Platelet-derived Growth
Factor (PDGF), i quali sono rilasciati naturalmente dalle
piastrine dopo essere state attivate dal calcio e dalla trombina.
Per ottenere il PRP, il sangue periferico del paziente
viene prelevato prima o dopo l’induzione dell’anestesia o
del posizionamento del paziente sul lettino operatorio. Il
sangue è quindi lavorato con varie procedure di centrifugazione
per ottenere il buffy coat che viene concentrato
nella frazione delle piastrine. Per ottenere una formulazione
gel si aggiungono quantità variabili di trombina e/o di
calcio cloridrato 21 .
Gli studi preclinici hanno dimostrato il potere osteoinduttivo
del PRP. Wilsh et al. hanno studiato, su un modello
di artrodesi postero-laterale ad un livello su pecora, l’uso
dell’osso autologo rispetto all’idrossiapatite, entrambi associati
o meno al PRP. Tra tutte le combinazioni, questi
autori hanno dimostrato che il PRP era più attivo in associazione
all’osso autologo 22 . Siebrecht e collaboratori
hanno studiato il potere osteoinduttivo del PRP, utilizzando
un modello di ossifi cazione su ratto mediante una camera
ossea sottocutanea, esaminando l’effetto del PRP nella
crescita ossea all’interno d’idrossiapatite porosa. Il PRP
aumenta l’apposizione ossea in questo modello grazie ad
un effetto osteoinduttivo.
L’effi cacia clinica del PRP nel promuovere una franca osteoinduzione
non è stata ancora dimostrata, e gli studi clinici
più recenti non hanno fornito prove sulla superiorità dell’utilizzo
del PRP nell’aumentare la fusione vertebrale nell’artro-
g. VadaLà Et aL.
desi posterolaterale 23 . Uno studio retrospettivo di Carreon
et al. ha cercato di valutare la differenza nell’uso di PRP
in associazione all’osso autologo, nell’ottenere una solida
artordesi ad uno o più livelli. La percentuale di pseudoartorisi
a due anni di follow-up è stata del 25% nel gruppo
con PRP e del 17% nel gruppo con il solo osso autologo.
Gli autori hanno concluso che l’uso del PRP non determina
un incremento del potenziale osteogenico del trapianto 24 .
Weiner e Walker hanno ottenuto risultati simili in uno studio
retrospettivo dove hanno valutato la percentuale di fusione
posterolaterale, utilizzando l’autotrapianto dalla cresta iliaca
da solo o con il PRP. La percentuale di artrodesi con il
solo osso autologo è stata del 91% rispetto al 62% della
combinazione con PRP 25 . Castro et al. hanno ottenuto dei
risultati simili nella valutazione della percentuale di fusione
nell’artrodesi intersomatica, osservando una riduzione di
fusione del 19% con l’utilizzo del PRP 26 .
Vi sono numerose spiegazioni del mancato benefi cio del
PRP nell’aumentare l’effi cacia dell’artrodesi vertebrale rispetto
agli effetti positivi osservati nel modello animale: il
gel piastrinico potrebbe riassorbirsi velocemente mediante
fi brinolisi con la conseguente diffusione dei fattori di
crescita; la concentrazione dei fattori di crescita non è
suffi ciente per ottenere un effetto osteogenico; alcuni dei
fattori di crescita presenti nel PRP potrebbero avere un
effetto inibente sulla crescita ossea. Sono necessari altri
studi sulla concentrazione dei fattori di crescita contenuti
nel PRP e sull’analisi della concentrazione ideale di questi
fattori affi nché determinino l’osteoinduzione.
concentrato di cellule progenitrici del midollo osseo
Il midollo osseo aspirato dalla cresta iliaca è stato utilizzato
in chirurgia ortopedica 27 e in chirurgia vertebrale 28
come adiuvante nelle procedure di trapianto osseo. Esso,
infatti, è ricco di cellule progenitrici del tessuto osseo 29 .
Due differenti tipi di cellule staminali sono presenti nel midollo
osseo: le cellule staminali emopoietiche e le cellule
stromali/staminali mesenchimali (MSC). Le cellule staminali
emopoietiche hanno il ruolo di produrre e rinnovare
le cellule ematiche circolanti, mentre le MSCs costituiscono
lo stroma midollare e contribuiscono al mantenimento
della nicchia emopoietica. Esse, inoltre, contribuiscono
alla rigenerazione dei tessuti mesenchimali quali osso,
tessuto adiposo, cartilaginee, legamenti e muscolo attraverso
la capacità di differenziarsi in differenti tipi cellulari
specializzati e di esercitare un effetto trofi co e di supporto
sul tessuto nel quale vengono trapiantati 30 . Le MSCs sono
meno dell’1% delle cellule presenti nel midollo 21 . Una
maggiore concentrazione di queste cellule può essere ottenuta
grazie alla centrifugazione dell’aspirato midollare.
Questa procedura, considerata secondo le normative
europee terapia cellulare di manipolazione minima (CE
1394/2007), può essere effettuata in sala operatoria,