Annals of Surgery

Razionale: La medicina rigenerativa ha un potenziale immenso per risolvere il problema del numero limitato di organi trapiantabili e consentire trapianti senza immunosoppressione. Tra le diverse tecnologie in fase di sviluppo, la possibilità di seminare cellule sulla matrice naturale degli organi (cell-on-scaffold seeding technology) offre probabilmente la possibilità di una più veloce applicazione in clinica. Questo approccio è basato sulla evidenza che le proteine della  matrice extracellulare  (ECM) svolgono un ruolo fondamentale nella determinazione, la differenziazione, la proliferazione, la sopravvivenza, la polarità, il benessere, e la migrazione delle cellule. Finora, la “cell-on-scaffold seeding technology “ ha permesso la produzione di numerosi, ancora relativamente semplici tessuti che sono stati poi impiantato in più di 200 pazienti con scopi terapeutici. Poiché queste parti del corpo sono state bioingenierizzate  con cellule del paziente, l'immunosoppressione non è mai stata necessaria.
Obiettivi: Lo studio si propone di produrre strutture a matrice extracellulare acellulari dal pancreas umano (hpaECMs) come primo passo fondamentale verso la produzione di una nuova generazione di pancreas  endocrino bioartificiali completamente di derivazione umana. In questo pancreas  endocrino bioartificiale, l'hardware sarà rappresentata da hpaECMs, mentre il software consisterà di cellule  beta che saranno generate dalla stesso paziente
Metodi: Per raggiungere l’obiettivo, pancreas umani sono stati decellularizzati con soluzione Triton-based e caratterizzati in termini biofisici. Quindi si è studiata i) l’efficienza della decellularizzazione , ii) la clearance del DNA, iii) la conservazione dei componenti della matrice, dei fattori di crescita  e della resitenza fisica, iv) la capacità di indurre l'angiogenesi, v) la conservazione della struttura vascolare originale, vi) l’immunogenicità, vii) la capacità di sostenere la crescita e la funzione delle isole umane e dell’endotelio pancreatico umano.
Risultati: I risultati mostrano che è possibile ottenere con successo  hpaECMs a partire dal pancreas umano e mantenere la struttura molecolare,  spaziale e biofisica.  hpaECMs è risultata biocompatibile per la crescita di cellule endoteliali e cellule beta. Infine, inaspettatamente, hpaECMs è risultata essere in grado di inibire l’espansione di cellule T CD4 in risposta a stimoli policlonali inducendo l'apoptosi e promuovendo la loro conversione in cellule T regolatorie.
Conclusione: Si può concludere concludere che hpaECMs ha il potenziale per diventare una piattaforma ideale per le indagini finalizzate alla produzione di un pancreas endocrino bioartificiale.
Commento: Lo studio ha dimostrato la possibilità con un metodo innovativo di ottenere un pancreas umano decellularizzato. Questo è un passo fondamentale per la creazione di una nuova generazione di pancreas bioartificiali costituiti da un software e hardware. Il software sarà rappresentato da cellule endocrine generate  dalla differenziazione di cellule pluripotenti ottenute dalla riprogrammazione dei fibroblasti del paziente. Tali cellule saranno seminate o incorporate  nell’ hardware del pancreas endocrino bioartificiali, vale a dire, la matrice extracellulare ottenuta dalla decellularizzazione di organi non utilizzati a scopi clinici perché considerati non adeguati. Ovviamente il percorso per la realizzazione di  una nuova generazione di pancreas bioartificiali non è semplice, ma i primi risultati sono più che promettenti.

A cura di Lorenzo Piemonti

Peloso A, Urbani L, Cravedi P, Katari R, Maghsoudlou P, Fallas ME, Sordi V, Citro A, Purroy C, Niu G, McQuilling JP, Sittadjody S, Farney AC, Iskandar SS, Zambon JP, Rogers J, Stratta RJ, Opara EC, Piemonti L, Furdui CM, Soker S, De Coppi P, Orlando G. The Human Pancreas as a Source of Protolerogenic Extracellular Matrix Scaffold for a New-generation Bioartificial Endocrine Pancreas. Ann Surg. 2015 Nov 26. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 26649588