Appunti completi del corso di tecnologie per la medicina rigenerativa

La struttura di un nervo periferico

Consideriamo la struttura di un nervo periferico lontano dalla colonna: è costituito da fasci che scorrono parallelamente in una matrice 3D con nervi secondari e vasi sanguigni. I singoli fasci sono avvolti da perinevrio. Gerarchicamente, ogni fascio è formato da fibre nervose che hanno assoni al loro interno. Ogni assone è isolato dal punto di vista elettrico con le guaine mieliniche, costituite da cellule di Schwann (sono gli equivalenti degli oligodendrociti nel sistema nervoso centrale). La guaina consente la trasmissione del segnale elettrico tramite differenza di potenziale; la compromissione di questa funzione può risultare in patologie molto gravi, come la sclerosi multipla. Ogni singola fibra è rivestita da endonerio (tessuto arancione nell'immagine) che la separa da quelle adiacenti. Si tratta di fibroblasti specializzati e che intervengono nei processi riparativi, determinando la contrazione e la cicatrice nelle lesioni irreversibili. Si trovano

Nello spazio tridimensionale che avvolge le fibre nervose. Si ricorda un problema fondamentale delle lesioni delle fibre del sistema nervoso periferico: nel singolo fascio ci sono sia fibre nervose efferenti ed afferenti. Questo implica che le terapie che vogliono ricollegare i fasci sono molto complicate. Il nervo periferico ha altissima capacità di rigenerazione, per cui spesso le lesioni sono reversibili. L'incidenza è molto elevata (circa 70.000 l'anno solo in Europa) e i trattamenti sono costosi; se la lesione non va oltre lo stato mielinico è reversibile e il tessuto si ripara spontaneamente.

Si considera una cellula con un assone e legata al midollo spinale prima di subire un danno.

In una lesione reversibile, il corpo della cellula non muore. La lesione interrompe la continuità del nervo e della guaina mielinica; questo determina il distacco delle cellule di Schwann e delle loro componenti lipidiche.

I macrofagi percepiscono i segnali

1. Inizia la fase di rigenerazione; dal monconedistale, le cellule di Schwann sopravvissute migrano eformano un canale (strutture tubulari) che si riconnettealla parte prossimale. Si definiscono prossimale e distalein base a dove si trova il corpo della cellula.
2. L’assone scorre nel canale-guida creato e si hareinnervazione. Dopo il processo di rimodellamento, lafibra nervosa è tornata alla configurazione iniziale.

Riguarda il fatto che il danno vada oltre l'endonerio, la riparazione spontanea non avviene o avviene in maniera non corretta (mescolando nervi efferenti ed afferenti). Per danni molto gravi, ad esempio il trancio netto del nervo, i fibroblasti dell'endonerio proliferano formando tessuto cicatriziale e impedendo agli assoni di rigenerarsi e quindi si perde la funzionalità. In queste situazioni, si adottano terapie convenzionali in uso clinico allargato. La più usata è la micro-sutura: il neurochirurgo ricollega i fasci nervosi dei nervi periferici uno alla volta con microsuture. È il metodo più efficace e frequente ma solo se i collegamenti sono corretti. Si ripristina la funzione e si evita la fusione di nervi afferenti ed efferenti. Inoltre, il recupero funzionale è lungo (mesi/anni) e non è totale. In alternativa, come gold standard, si adotta l'auto-trapianto. Si preparano chirurgicamente due monconi (si organizza la lesione),

Segnali per diffusione per cui l'azione della guida, e la sua efficacia, consiste nell'isolare la zona tra i monconi per potenziare e permettere la comunicazione di segnali. Si assiste ad un processo riparativo nelle guide perché le cellule di Schwann inviano segnali e si formano delle fibrille di matrice (fibrina) simili alle bande di Bunger. Tramite di esse le cellule di Schwann migrano tra i monconi, inviando dei segnali per la rigenerazione degli assoni secondari che si riconnettono al moncone distale. Al termine dell'attività, si riformano dei canali in cui le cellule di Schwann sono nuovamente differenziate e producono mielina. Quindi la guida crea un microambiente per i segnali e per potenziare il processo fisiologico di riparazione; in questo modo si limita anche l'azione del sistema immunitario e la migrazione dei fibroblasti dal tessuto circostante (non dall'endonerio). Anche in questo caso ci sono dei limiti; innanzitutto, il valore di 30mm.

studiosihanno anche tentato approcci combinati, come l'idea di forare ilcanale guida per garantire la comunicazione con l'esterno,riducendo però l'isolamento immunologico. Si utilizzanosoprattutto segnali fisici (meccanici in particolare). Ci sono ancheipotesi di combinare scaffold, segnali chimici e meccanici e cellule.Tutti i dispositivi trattati sono ancora in sperimentazione. L'idea èquella di modificare la guida con diversi metodi:

• Caricare la guida con sistemi neurotrofici (neurotrofina-3 e NGF- potenziano i processi spontanei dirigenerazione) o di crescita (VEGF-richiama le cellule endoteliali per ricostruire capillari-, beta-FGF-richiamacellule per la matrice extracellulare e stroma).
• Caricare lo scaffold con cellule (ingegneria tissutale- è completo): si usano cellule di Schwann autologhe(prelevate da biopsia di un nervo periferico e isolate), cellule staminali autologhe (prelevate in maniera noninvasiva). Ad esempio,

• Inserire cellule geneticamente modificate (approccio più rischioso); si usano MSC ma modificate per esprimere fattori neurotrofici, ad esempio GDNF che viene usato nelle cellule dell'aglia. Questi approcci richiedono molto tempo prima di arrivare alla sperimentazione clinica perché è difficile dimostrare il beneficio rispetto al rischio.