Numero 1 di Lettere di Ortobiologia

EDITORIALE

Eccoci alla prima uscita di Lettere di Ortobiologia. Ed eccoci a raccontarvi in un’uscita monografica il nostro incontro con il Prof. Philippe Hernigou, da tutti riconosciuto come uno dei maggiori esponenti mondiali sull’utilizzo dei concentrati midollari. Percorriamo insieme la Lectio Magistralis alla quale abbiamo assistito lo scorso 18 novembre a Monselice, nella bellissima cornice dell’auditorium dell’Ospedale Schiavonia, nell’ambito del Meet Up dal titolo “Concentrati midollari e piastrinici. Indicazioni, tecniche chirurgiche e aspetti normativi. Esperienze a confronto”.

Il Prof. Hernigou è testimone della nascita e dell’affermazione dell’ortobiologia ed è una fonte sorprendente di conoscenza, esperienza e aneddotica. L’abbiamo conosciuto da vicino e in questo breve resoconto vi racconteremo cosa ha detto. Chi avrà voglia di approfondire lo potrà fare direttamente sulla bibliografia citata dallo stesso Hernigou nella sua presentazione che riportiamo alla fine di questa nostra Lettera insieme, ove possibile, al link diretto alla fonte bibliografica.

Infine, nonostante la qualità non sia eccezionale, abbiamo deciso di mettere a disposizione il video integrale della Lectio Magistralis per chi desideri seguire la narrazione dalla viva voce del Prof. Hernigou.

Buona lettura a tutti.

Chi è il Prof. Philippe Hernigou?

Il Prof. Philippe He rnigou è attualmente a capo del reparto di Chirurgia Ortopedica dell’Ospedale Henri Mondor di Parigi. È uno dei più autorevoli ricercatori sull’utilizzo di cellule staminali adulte nella chirurgia rigenerativa in ortopedia.

Ospedale Henri Mondor

È autore di oltre duecento pubblicazioni a livello nazionale ed internazionale. È membro di diverse società di rilievo nel campo dell’ortopedia, come la International Hip Society, la Società Internazionale di Chirurgia Ortopedica e Traumatologia (SICOT), e l’Accademia Francese di Chirurgia. È inoltre presidente dell’Associazione ortopedica giapponese francese e vicepresidente dell’Association Research Circulation Osseous (ARCO).

L’intervento del Prof. Hernigou al Meet-Up di Monselice?

Il Prof. Hernigou, ripercorrendo la sua esperienza come clinico e ricercatore, parla della possibilità di utilizzare le cellule staminali provenienti dal concentrato di midollo osseo nella chirurgia ortopedica, per ottenere la rigenerazione dei tessuti ossei. Elenca la moltitudine di risultati raggiunti le domande ancora aperte in questo nuovo e promettente settore.

Meet Up Monselice

Le cellule staminali in ortopedia

Il Prof. Hernigou comincia il suo intervento indicando che l’innesto di tessuto osseo autologo prelevato dalla cresta iliaca è considerato, ancora da molti, il gold standard della chirurgia ortopedica ricostruttiva. Questo approccio ha però tre grandi limitazioni. Innanzitutto, per il prelievo stesso del tessuto osseo, è necessario un intervento addizionale. Secondariamente, la riuscita dell’intervento dipende dalla qualità e dalla quantità del tessuto osseo del paziente, parametro che può variare da paziente a paziente in maniera molto marcata. Infine, è stato provato che il tessuto osseo della cresta iliaca non è particolarmente osteoinduttivo, ovvero non è in grado di indurre la formazione di nuovo tessuto osseo in maniera adeguata.

Il prof. Hernigou propone un approccio sostanzialmente diverso, basato sull’utilizzo di cellule staminali proveniente da una porzione del midollo osseo chiamata stroma.

L’interesse per questo tipo di cellule [a] si è sviluppato a partire dalla seconda metà dell’ottocento.
Nel 1867, il patologo tedesco Julius Cohnheim ipotizza per la prima volta che queste cellule possano migrare attraverso il flusso sanguigno per raggiungere i siti in cui si è verificata una frattura, e partecipare al processo di rigenerazione ossea. Emile Goujon, nel 1868, dimostra le potenzialità osteogeniche del midollo osseo attraverso studi su conigli.

L’esistenza delle cellule staminali dello stroma viene provata più di 100 anni dopo da Alexander Friedenstein, mentre il termine attualmente utilizzato per indicarle, cellule “staminali mesenchimali” (MSC o BM-MSC), viene coniato solo nel 1991 da Arnold Caplan.

A partire da quel momento, le MSC sono state utilizzate in numerosi casi e sono protagoniste di una serie di studi clinici e preclinici. Fra i risultati più promettenti ci sono quelli di Shinya Yamanaka, ortopedico e biologo, vincitore del premio Nobel nel 2012.

Cosa sono le cellule staminali mesenchimali?

Le cellule staminali mesenchimali (MSC) sono definite multipotenti, ovvero in grado di produrre diversi tipi di cellule specializzate del corpo. Possono ad esempio differenziarsi, o specializzarsi, in cellule della cartilagine (condrociti), cellule ossee (osteoblasti) e cellule del grasso (adipociti). Ciascuna di queste cellule specializzate possiede forma, strutture e funzioni specifiche, ed ognuna appartiene ad un particolare tessuto.

Le MSC si trovano solamente nello stroma, porzione del midollo osseo chiamata anche “midollo osseo giallo”. Nell’altra porzione, chiamata anche midollo osseo rosso, troviamo invece le cellule staminali ematopoietiche.

Tutte le cellule nucleate del midollo osseo diminuiscono in numero con l’avanzare dell’età del paziente. Il numero di cellule staminali mesenchimali diminuisce in maniera ancora più significativa: esiste una regola empirica che permette di avere una stima del numero di MSC che ogni paziente possiede. Bisogna sottrarre al numero 100 l’età del paziente: il numero risultante è approssimativamente il numero di cellule staminali mesenchimali che il paziente possiede per un milione di cellule nucleate del midollo osseo.

La capacità delle MSC di differenziarsi in cellule dell’osso, chiamate osteoblasti, ha portato al loro utilizzo nella chirurgia ortopedica per la riparazione ossea. Alcuni studi stanno approfondendo risultati preliminari che mostrano come le MSC aiutino la formazione di nuovi vasi sanguigni in tessuti danneggiati. Questo potrebbe avere delle implicazioni significative nel trattare tessuti danneggiati da attacchi cardiaci o malattie.

Trattamenti ed indicazioni terapeutiche

Le MSC si ottengono attraverso l’aspirazione di circa 10 mL di midollo osseo della cresta iliaca. Questo passaggio, apparentemente semplice, nasconde invece una certa complessità, in quanto l’anatomia della cresta iliaca è variabile da paziente a paziente. Inoltre, la composizione del tessuto osseo della cresta è eterogenea: ovvero ci sono zone più o meno ricche di cellule [b].

Questo parametro è da tenere in considerazione, poiché il successo della rigenerazione è fortemente legato al numero di MSC per unità di volume aspirato. Spesso, per ottenere un numero di cellule adeguato, è necessario effettuare la concentrazione del midollo osseo prima dell’iniezione nel sito da riparare.

Per le diverse indicazioni terapeutiche, il prof. Hernigou riporta la sua esperienza clinica: dal 1990 al 2016 ha effettuato più di 4500 innesti di concentrato di midollo osseo autologo, trattando patologie molto diverse: nonunions, delayed unions, osteonecrosi (nella zona dell’anca, della spalla, del ginocchio e della caviglia), revisione di artroplastica, riparazione della cuffia dei rotatori, osteoartrite del ginocchio, artrodesi della colonna vertebrale. Ha effettuato innesti anche insieme a sostituti eterologhi.

Il Prof. Hernigou si sofferma in particolare sui risultati ottenuti nel trattamento dell’osteonecrosi della testa del femore, dove l’utilizzo di MSC ha permesso la corretta rivascolarizzazione dei tessuti [c]. Riassume i risultati di uno studio molto promettente in cui MSC sono state utilizzate per il trattamento di degenerazioni ossee in pazienti affetti da anemia falciforme [d].

Nomina un’altra interessante opzione che prevede il passaggio dall’innesto eterologo tradizionale all’innesto arricchito con cellule staminali autologhe. Espone i risultati di uno studio sull’utilizzo di cellule staminali mesenchimali per aumentare la velocità di guarigione di pazienti sottoposti a riparazione cuffia dei rotatori [e].

Tecniche per il miglioramento dell’innesto

Il Prof. Hernigou procede nel suo intervento riassumendo alcune possibili tecniche per migliorare gli innesti, ovvero aumentare il numero di MSC disponibili per unità di volume. Un metodo attualmente utilizzato è la cultura delle cellule, che può essere realizzata anche in presenza di uno scaffold e di determinati fattori di crescita. Un’altra opzione, al momento in fase sperimentale, è quella di utilizzare innesti di cellule non autologhe [f].

Quest’ultimo trattamento è particolarmente interessante, in quanto è indicato per pazienti che non possiedono un numero sufficiente di MSC, neanche dopo una eventuale cultura. Sono tuttavia necessari ancora numerosi studi, in particolare per dimostrare la completa sicurezza dell’uso di concentrato midollare non autologo,

APPROFONDIMENTI

Per chi vuole approfondire l’intervento del Prof. Hernigou, vi riportiamo la bibliografia citata nella sua presentazione:

  • [a] Hernigou P. Bone transplantation and tissue engineering, part IV. Mesenchymal stem cells: history in orthopedic surgery from Cohnheim and Goujon to the Nobel Prize of Yamanaka. International Orthopaedics (2015) 39:807–817https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25750132
  • [b] Hernigou J, Alves A, Homma Y, Guissou I, Hernigou P. Anatomy of the ilium for bone marrow aspitarion: map of sectors and implication for safe trocarplacement. Int Orthop.(2014) 38:2585-90.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24781923
  • [c] Hernigou P, Beaujean F. Treatment of Osteonecrosis With Autologous Bone Marrow Grafting. Clinical orthopaedics and related research (2002) 405:14-23https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12461352
  • [d] Lebouvier A, Poignard A, Coquelin-Salsac L, Léotot J, Homma Y, Jullien N, Bierling P, Galactéros F, Hernigou P, Chevallier N, Rouard H. Autologous bone marrow stromal cells are promising candidates for cell therapy approaches to treat bone degeneration in sickle cell disease. Stem Cell Res. (2015) 15:584-594.
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26492634
  • [e] Hernigou P, Flouzat Lachaniette CH, Delambre J, Zilber S, Duffiet P, Chevallier N, Rouard H. Biologic augmentation of rotator cuff repair with mesenchymal stem cells during arthroscopy improves healing and prevents further tears: a case-controlled study. Int Orthop. (2014) 38:1811-8.
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24913770
  • [f] Hernigou P, Bernaudin F, Reinert P, Kuentz M, Vernant JP. Bone-marrow transplantation in sickle-cell disease. Effect on osteonecrosis: a casereport with a four-year follow-up. J Bone Joint Surg Am. (1997) 79:1726-30.
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9384433

Per accedere all’intera produzione scientifica del Prof. Hernigou potete consultare la piattaforma ResearchGate, dedicata a tutte le discipline scientifiche, cliccando su questo link:

https://www.researchgate.net/scientific-contributions/38265929_Philippe_Hernigou

Inoltre potere vedere il video dell’intervento

Prof Carlo Zorzi