La divulgazione precisa di metodi e protocolli è fondamentale per l’adozione su larga scala delle terapie con cellule staminali. Qui, presentiamo un protocollo per isolare le cellule rigenerative di derivazione adiposa, utilizzate per una singola iniezione intracavernosa come trattamento della disfunzione erettile (DE) a seguito di prostatectomia radicale (RP).
Le cellule staminali sono utilizzate in molte aree di ricerca all’interno della medicina rigenerativa in parte perché questi trattamenti possono essere curativi piuttosto che sintomatici. Le cellule staminali possono essere ottenute da diversi tessuti e sono stati descritti diversi metodi per l’isolamento. Il metodo presentato per l’isolamento delle cellule rigenerative di derivazione adiposa (ADRC) può essere utilizzato all’interno di molte aree terapeutiche perché il metodo è una procedura generale e, quindi, non limitata alla terapia della disfunzione erettile (DE). La disfunzione erettile è un effetto collaterale comune e grave della prostatectomia radicale (RP) poiché la disfunzione erettile spesso non è ben trattata con la terapia convenzionale. L’uso di ADRC come trattamento per la disfunzione erettile ha attirato grande interesse a causa dei risultati positivi iniziali dopo una singola iniezione di cellule nei corpi cavernosi. Il metodo utilizzato per l’isolamento degli ADRC è un processo semplice, automatizzato, riproducibile e che garantisce un prodotto uniforme. Inoltre, la sterilità del prodotto isolato è garantita perché l’intero processo avviene in un sistema chiuso. È importante ridurre al minimo il rischio di contaminazione e infezione poiché le cellule staminali vengono utilizzate per l’iniezione negli esseri umani. L’intera procedura può essere eseguita entro 2,5-3,5 ore e non richiede un laboratorio classificato che elimina la necessità di spedire il tissue a un off-site. Tuttavia, la procedura presenta alcune limitazioni poiché la quantità minima di lipoaspirato drenato per il funzionamento del dispositivo di isolamento è di 100 g.
Le cellule staminali hanno la capacità di differenziarsi in diversi tipi di cellule e secernono fattori paracrini che si pensa promuovano il processo di guarigione nel tessuto danneggiato 1,2,3,4. Sono, quindi, attraenti nel campo della medicina rigenerativa, perché possono rappresentare un possibile trattamento curativo.
La prostatectomia radicale (RP) è il trattamento curativo d’oro per i pazienti con carcinoma prostatico localizzato a basso / intermedio rischio e un’aspettativa di vita > 10 anni. Lo scopo dell’intervento chirurgico è l’eradicazione del cancro, ma ha diversi effetti collaterali. La prevalenza dell’incontinenza post-prostatectomia varia dal 2-60% e la disfunzione erettile (DE) è sperimentata dal 20-90% dei pazienti5. La tecnica nerve-sparing è un’opzione in alcuni pazienti (punteggio di Gleason < 7, basso rischio di malattia extracapsulare)5. Questa tecnica risparmia i nervi responsabili dell’erezione, ma anche se questo è possibile, molti pazienti riportano ancora ED postoperatorio.
Le opzioni di trattamento per la riabilitazione del pene dopo RP consistono principalmente nel trattamento con inibitori della PDE-5, nella terapia di iniezione o instillazione e nelle pompe per vuoto. I farmaci utilizzati per la riabilitazione del pene differiscono farmacologicamente, ma il loro meccanismo d’azione include il rilassamento delle cellule muscolari lisce nel corpo cavernoso. Tuttavia, molti pazienti sperimentano il fallimento del trattamento e non ottengono mai un effetto del farmaco che consente il rapporto sessuale6.
Si ritiene che l’ED che si verifica dopo RP sia dovuto a cambiamenti strutturalmente irreversibili7. Questi cambiamenti si verificano nel tessuto cavernoso e includono l’apoptosi della muscolatura liscia e delle cellule endoteliali e la fibrosi. Il meccanismo veno-occlusivo che è responsabile di una parte centrale dell’erezione, è compromesso dai cambiamenti, con conseguente riempimento e durezza del pene7.
Molti dei pazienti riferiscono che l’ED che sperimentano ha un impatto negativo sulla loro qualità di vita8. Non sono pronti a rinunciare alla loro attività sessuale dopo l’intervento chirurgico e, quindi, una terapia curativa per la disfunzione erettile è attraente, quando gli altri trattamenti disponibili per la riabilitazione del pene falliscono.
In studi precedenti, tra cui animali e piccoli studi di fase 1 sull’uomo, le cellule staminali hanno mostrato risultati promettenti come trattamento alternativo per ED 2,9,10,11,12. I risultati mostrano che è sicuro usare gli ADRC e che la funzione erettile è significativamente migliorata dopo una singola iniezione nei corpi cavernosi 2,9,10,11,12. Si ritiene che le cellule rigenerative di derivazione adiposa (ADRC) supportino la rigenerazione dei tessuti attraverso meccanismi paracrini attraverso la liberazione di più ormoni, fattori di crescita neurotrofici e di altro tipo, citochine e, possibilmente, micro-RNA13. Inoltre, gli ADRC sono in grado di differenziarsi in diversi tipi di cellule mature tra cui cellule muscolari endoteliali e vascolari, cellule cartilaginee, osteociti e neuroni14,15. Queste proprietà rendono le cellule staminali interessanti per lo sviluppo di un nuovo trattamento permanente per la disfunzione erettile.
Le cellule staminali sono divise in diversi gruppi, fondamentalmente quelli derivati dall’embrione precoce (cellule staminali embrionali) e quelle dal tessuto adulto (cellule staminali adulte). Le cellule staminali adulte includono cellule staminali mesenchimali (MSC) che sono multipotenti e possono essere trovate nel midollo osseo, nel tessuto adiposo, nel sangue del cordone ombelicale, nella placenta e nella polpa dentale17.
Le cellule staminali del tessuto adiposo sono di facile accesso, a differenza delle cellule staminali derivate dal midollo osseo. La raccolta di cellule staminali dal midollo osseo è una procedura rischiosa e dolorosa rispetto alla liposuzione. Il numero di cellule che è possibile prelevare dal midollo osseo sarà limitato, mentre solo i depositi di tessuto adiposo del paziente stabiliscono il limite per il numero di cellule che possono essere raccolte. È quindi possibile isolare una grande quantità di cellule staminali dal tessuto adiposo senza una successiva necessità di coltivare le cellule per ottenere una quantità soddisfacente. Le cellule rigenerative di derivazione adiposa, spesso indicate anche come frazione vascolare stromale (SFV), sono composte da molti tipi di cellule tra cui MSC, cellule endoteliali, periciti, cellule immunitarie e progenitori qui di18. Questi possono tutti svolgere un ruolo nel processo rigenerativo.
Lo scopo del presente studio è quello di studiare l’effetto delle cellule staminali sulla disfunzione erettile dopo RP utilizzando 4 ml di DRDC autologhi isolati da tessuto adiposo appena raccolto dopo l’iniezione nel corpo cavernoso.
La procedura presentata per isolare gli ADRC non è limitata ad essere utilizzata solo per la terapia ED, ma può essere utilizzata in molteplici altre forme di trattamento ed esperimenti. Il nostro studio ha dimostrato che gli ADRC autologhi e appena isolati sono sicuri da usare e il trattamento è ben tollerabile in un follow-up di 12 mesi.
Prima di utilizzare la procedura ci sono alcune considerazioni da fare. Uno svantaggio di questa procedura è che il paziente deve essere in anestesia generale durante la liposuzione. La liposuzione è possibile eseguire in anestesia locale, ma uno studio precedente ha dimostrato che una combinazione di anestetici locali e adrenalina può avere un impatto negativo sulla crescita cellulare dei fibroblasti20. Il rischio di essere in anestesia generale è generalmente basso, ma si vede ancora un esito negativo. Questo rischio deve essere tenuto presente quando i pazienti vengono selezionati per il trattamento. La liposuzione è una procedura chirurgica e, quindi, porterà sempre a rischio di complicanze. Come con tutte le altre procedure chirurgiche, esiste il rischio di sanguinamento post-operatorio con conseguente formazione di ematomi e rischio di infezione. Alcuni dei nostri pazienti hanno anche riportato una sensibilità transitoria ridotta della pelle addominale. Una complicazione immediata della liposuzione è il sanguinamento. È noto che i pazienti rischiano di avere complicazioni sistemiche quando vengono rimosse grandi quantità di tessuto. La liposuzione in questa procedura era relativamente piccola e quindi non considerata un fattore di rischio.
Le complicanze all’iniezione di cellule sono riportate come arrossamento transitorio, tenerezza ed ematomi.
Il dispositivo utilizzato per l’isolamento degli ADRC, è stato scelto perché il sistema è omologato CE. In Danimarca, è obbligatorio utilizzare apparecchiature approvate CE perché le autorità classificano il trattamento con cellule staminali come uno studio di test antidroga, quando l’ADRC viene utilizzato per l’iniezione nell’uomo.
Il dispositivo presenta vantaggi come la standardizzazione dell’intera procedura ed esecuzione in un ambiente sterile chiuso senza richiedere un laboratorio altamente classificato. Il rischio di contaminazione è quindi ridotto. Ciò garantisce che la procedura sia uniforme e riproducibile e che la qualità del prodotto finale sia sempre la stessa ogni volta (tuttavia, dipende anche dalla qualità del tessuto in ingresso). Eseguire l’isolamento sul dispositivo è facile e non richiede operatori appositamente istruiti.
Una limitazione del dispositivo è che l’ingresso minimo nella macchina è di 100 g di lipoaspirato drenato. Poiché la liposuzione è completamente terminata prima che inizi l’elaborazione cellulare (e nel nostro caso, in una posizione diversa, non in sala operatoria) nella nostra esperienza, ciò richiederà che la quantità di lipoaspirato sia di almeno 125 ml utilizzando la misura approssimativa delle siringhe da 50 ml. Altrimenti c’è il rischio che non ci sia abbastanza materiale per la macchina con cui procedere. Inoltre, l’utilizzo del limite finale superiore (l’ingresso massimo è di 425 ml) comporterebbe una procedura di isolamento molto lunga.
Le cellule staminali adulte sia dal tessuto adiposo che dal midollo osseo sembrano avere capacità di auto-rinnovamento e differenziazione come le cellule staminali embrionali. Uno dei vantaggi delle ADRC rispetto alle cellule staminali emopoietiche è una resa 100-500 volte superiore per volume tissutale rispetto al midollo osseo21,22 e, pertanto, le ADRC non hanno bisogno di essere coltivate. Inoltre, le cellule staminali emopoietiche sono più difficili e più dolorose da raccogliere dal paziente rispetto al tessuto adiposo. In molte situazioni, il tessuto adiposo è solo un prodotto di scarto dopo l’intervento chirurgico. È possibile coltivare cellule staminali per dare una resa più elevata adatta all’angiogenesi, tuttavia gli ADRC appena isolati possono avere un potenziale angiogenico più elevato rispetto aquelli coltivati 23.
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato fondato dall’Ospedale Universitario di Odense (11/31936), dal Centro Danese di Medicina Rigenerativa (14/50427) e dalla Danish Cancer Society.
Liposuction | |||
Abdominal Binder | Dale | Size depent of the patient | |
Adhessive OP-towel | Mölnlycke Health Care | 906677 | 90×75 cm |
Adrenalin 1 mg/ml | Amgros I/s | 74 44 23 | 1 ml |
Basic OP supplies | Mölnlycke Health Care | 97010873-07 | |
Carbon Steel blade 11 | Swann-Morton | ||
Chlorhixidine Ethanol | Faarborg Pharma | 5% colored | |
Disposable set Lipocollector 3 | Human Med | 670200 | |
Extension hoses | Extrudan | 5.8/8.3 mm, Ch 25, 3,5 M long | |
Gaze Rags | Barrier | 175201 | 30×45 cm |
Jelonet | Smith and Nephew Medical Ltd | 90509225 | 10 x 10 cm |
Marcaine 5 mg/ml + Adrenaline 5 micrigram | Astra Zeneca | 20 mL | |
Mesorb Bandage | Mölnlycke Health Care | 677001 | 10×13 cm |
Microlance | Becton Dickinson | 304622 | 18 G + 23 G |
Monocryl suture | Ethicon | 04:00 | |
Ringer-lactat | Fresinus Kabi | ||
Sterile gloves | Gammex | 330052065 | |
Surgical Gown | Mölnlycke Health Care | 690103-01 | |
Surgical Marker | Richard-Allan | ||
Surgical Mask | 3M | ||
Syringe | Codan Medical | 6,28,402 | 50/60 ml cath tip |
Syringe | Becton Dickinson | 700016181 | 1 ml |
WAL- Applikator for cannulae 25/30 cm | Human Med | REF 500001 | |
Isolation of ADRC's | |||
1 ml Syringe | Becton Dickinson | REF 303172 | |
3 way stopcock | One Med | REF 10554-01 | |
Adhesive OP-towel | Mölnlycke Health Care AB | REF 906677 | 90×75 cm |
Cytori Celution 800IV device | Cytori | ||
Desinfection swaps | Mediq Danmark | 3340010 | |
Microlance | Becton Dickinson | 25G (0,5*25 mm) | |
Nitril Gloves | Abena | Powder free | |
OR drape Sheet, 2 layers | Lohmann & Rauscher | REF 33005 | |
Ringers Lactate | Fresinus Kabi | 06756 (DK) | |
Sterile gloves | |||
Sterile gown | |||
Supplemental kit for Cytori Celution 800IV devise | Cytori | ||
Termometer | Thomas Scientific | traceable | |
Injection of ADRC's | |||
Aperture drape | One Med | REF1565-01 | 75*90 cm |
Desinfection swap | Mediq Danmark | 3340010 | |
Pean | Leibinger | 32-01257 | |
Silicone Vessel Loop | Purple Surgical | REF PS3203 | |
Sterile gloves | Sempermed | Or Use your favorite |