Le cellule periostali nella rigenerazione del tessuto osseo

La rigenerazione dei tessuti è un meccanismo naturale che provvede al costante e necessario turnover cellulare nell’organismo postnatale, ma svolge anche un ruolo fondamentale in risposta a lesioni o patologie. Il potere rigenerativo posseduto dall’uomo è limitato e può risultare insufficiente in particolari situazioni: in questi casi le tipiche soluzioni offerte dalla medicina sono l’impianto di un sistema totalmente artificiale (protesi) o il trapianto di una componente totalmente biologica prelevata da un altro organismo (umano o di altra specie animale). Nell’ambito dell’ingegneria dei tessuti, viene proposta un’opzione alternativa che consiste nella produzione “in vitro” di cellule e tessuti trapiantabili a partire da cellule prelevate dal paziente stesso espandendo selettivamente specifiche popolazioni cellulari. Queste cellule ottenute “ex vivo” vengono associate con materiali biocompatibili e biodegradabili per produrre tessuti ingegnerizzati trapiantabili. La principale fonte di cellule in grado di differenziare nelle diverse linee mesenchimali (condrogenica, osteogenica, adipogenica e miogenica) sono le cellule stromali (Bone Marrow Srtromal Cells – BMSC) derivanti da tessuto stromale midollare. Una nicchia di cellule staminali adulte in grado di differenziare in senso osteogenico è stata identificata anche nel periostio, una membrana fibrosa che avvolge l’osso e ne aiuta la formazione e la nutrizione. Questo lavoro di tesi è incentrato sull’isolamento e la caratterizzazione di cellule staminali del periostio (Periostal Stem Cells – PESC), recuperate da piccole biopsie intra-operatorie di periostio, come fonte alternativa di cellule osteogeniche rispetto alle BMSC, valutando in vitro e in vivo la loro capacità di differenziare in senso osteogenico per un potenziale utilizzo in terapia. Il progetto di ricerca è stato così articolato: isolamento ed espansione “in vitro” della componente cellulare del campione di periostio; caratterizzazione fenotipica delle PESC mediante valutazione dell’espressione di marcatori mesenchimali quali Collageno I, Runx-2 (Runt-Related Trascription Factor-2), Fosfatasi Alcalina, Osteocalcina, Osteonectina, Osteopontina, Periostina e Vimentina; studio della cinetica di crescita delle PESC; verifica del loro potenziale differenziativo nelle linee condrogenica e osteogenica; valutazione della capacità di differenziamento in senso osteogenico in vivo con impianti sottocutanei in topi nudi di PESC caricate su scaffold ceramici e in/su biomembrane di gel piastrinico.