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Medicina rigenerativa in campo neurologico

Le lesioni del sistema nervoso centrale e le malattie neurodegenerative costituiscono una delle sfide maggiori per la medicina moderna, per la modestissima capacità autoriparativa del tessuto nervoso e per l’assenza di terapie causali per le malattie neurodegenerative. Negli ultimi anni, è stato pubblicato un grande numero di studi sulla possibilità di utilizzare diversi tipi cellulari in diversi modelli sperimentali, ma il quadro che emerge riguardo al possibile impiego di terapie cellulari per le malattie del CNS è in gran parte contradditorio (Aboody et al., 2011; Walker et al., 2010). E’ chiaro che l’ homing e il lodging sono dei punti chiave per la somministrazione di cellule nel SNC. Infatti, solo una percentuale molto bassa di cellule somministrate per via intratecale, intraparenchimale o endovenosa vengono ritrovate nei siti di lesione (Chen et al., 2011). Inoltre, i numerosi studi su trapianti cellulari in diversi modelli animali e studi condotti sull’uomo hanno indicato che un numero molto basso di cellule trapiantate rimangono permanentemente nel tessuto e differenziano nel fenotipo desiderato (Shichinohe et al., 2004; Sykova et al., 2006; Prabhakar et al., 2010; Zhang et al., 2010; Cicchetti et al., 2011). In questi casi l’efficacia viene attribuita alle proprietà paracrine delle cellule trapiantate (Ratajczak et al., 2011; Schira et al., 2011). Infatti studi recenti suggeriscono che proprio l’effetto paracrino dei fattori secreti, piuttosto che la diretta sostituzione cellulare, siano responsabili della maggior parte dei benefici osservati dopo il trapianto cellulare (Shimada and Spees, 2011).

Vi è quindi un crescente interesse verso tecnologie che possano indirizzare e mantenere le cellule sul bersaglio, che possano controllare la comunicazione cellule-ospite e che possano controllare e stabilizzare le proprietà cellulari. Allo stesso tempo, le tecnologie di ingegneria tissutale stanno offrendo un ampio campo di possibilità per ideare dispositivi su misura a seconda del tipo di trauma, della sua estensione, dell’area interessata etc (Walker et al., 2009; Han et al., 2010; Zurita et al., 2010; Jurga et al., 2011). L’uso di polimeri e di nanotecnologie per la riparazione e la ricostruzione del SN riguarda ad esempio scaffolds nanostrutturati, utilizzati per ristabilire una appropriata architettura neurale, per ristabilire la comunicazione cellula-cellula, cellula-ECM. La coniugazione degli scaffold con componenti della ECM (es ac. ialuronico, un glicosaminoglicano naturale) è stata ad esempio proposta per regolare localmente le reazioni immuni e i processi infiammatori (Mizrahy et al., 2011) e favorire la rigenerazione nervosa (Park et al., 2009). Questi dispositivi prodotti con elettrofilatura di sostanze chimiche biocompatibili e biodegradabili si stanno mostrando promettenti per dirigere la crescita assonale; ricreare le nicchie di  cellule staminali  e di  precursori; favorire il  lignaggio neurale od oligodendrogliale; trasportare e per reclutare le cellule in un’area desiderata (Jiang et al., 2012; Cho and Borgens, 2012). Scaffold morbidi generati sia da elettrofilatura di materiali di diversa natura e sintesi o modellati da soft lithography per mimare la topografia e consistenza meccanica della superficie di ECM, possono essere coniugati anche alle molecole di ECM oppure a farmaci che agiscono su diversi lignaggi, adattati per mantenere le cellule su una superficie, o per includere cellule in una tasca, etc, permettendo quindi un’ampia varietà di “smart devices” disegnati per specifiche condizioni patologiche.

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