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Medici russi insegnano all’organismo a ricostruire un nuovo osso

© Sputnik . Aleksey Suhorukov / Vai alla galleria fotograficaLe dentiere
Le dentiere - Sputnik Italia, 1920, 05.09.2021
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Negli interventi di impiantistica dentali non di rado si rende necessaria una osteoplastica, ossia il trapianto di un frammento osseo da un’altra parte del corpo o da alcuni animali.
Entrambe le alternative sono poco auspicabili, pertanto gli scienziati russi hanno inventato un modo per indurre l’organismo umano a creare un tessuto osseo in maniera autonoma. I primi test di laboratorio hanno avuto esito positivo.

Senza ossa

“Per natura ho sempre avuto denti brutti. Inoltre, durante l’infanzia e l’adolescenza nessuno si è mai preoccupato della mia salute. Quindi, verso i 20 anni ho perso 4 molari. A quasi tutti gli altri denti sono state applicate delle otturazioni. Nei dieci anni successivi ho dovuto togliere altri 2 denti. Sono andata avanti così finché non mi sono decisa a mettere degli impianti. Pensavo che sarebbe stato semplice. Purtroppo no: infatti, dato che per molto tempo non avevo avuto denti l’osso si era atrofizzato e nel suo punto più stretto era arrivato a soli 2 mm. Per un impianto però ne servono 5. Il medico mi ha proposto di rompere l’osso alveolare in modo da installare due piccoli impianti nel buco così prodottosi. Poi ha proposto di effettuare una osteoplastica per riempire il vuoto formatosi con un materiale osseo artificiale e poi proteggere il tutto con una membrana”, racconta la quarantenne Elena Novikova.
L’innesto osseo per l’installazione degli impianti dentali è un intervento a cui si sottopongono diverse migliaia di pazienti ogni anno. Di norma, si impiega un materiale artificiale spesso di origine animale. Il tessuto osseo si forma immediatamente, ma, come osservano gli esperti, non nei volumi necessari. E l’impianto in titanio su cui poggia poi la corona spesso non tiene.
Su Elena gli impianti hanno tenuto. Ma ad alcuni causano gravi problemi.
“I materiali che vengono utilizzati oggi consentono di ottenere circa il 35% del tessuto osseo nell’area di rigenerazione. Se invece prendiamo in considerazione l’autoplastica (ossia l’intervento in cui al paziente stesso si preleva un piccolo campione di tessuto osseo che viene poi riposizionato nell’area interessata), la percentuale di rigenerazione del nuovo tessuto è di oltre il 60%. Ma questo causa dolore, perdite di sangue, ematomi, ecc. Il principale obiettivo dei produttori di materiali osteoplastici è ottenere gli stessi risultati di una autoplastica”, osserva Dmitry Goldstein, direttore del laboratorio di Genetica delle cellule staminali presso il Centro di ricerca medico-genetica N. P. Bochkov.
Da 5 anni Goldstein e i suoi colleghi del Centro di ricerca stomatologica e di chirurgia maxillo-facciale stanno cercando di risolvere questo problema. E hanno adottato un approccio poco convenzionale: hanno provato a indurre l’organismo umano a ricreare autonomamente il nuovo tessuto osseo.

Rigenerazione on demand

“Siamo partiti da BMP-2, la proteina morfogenetica che stimola la formazione del tessuto osseo. Nel nostro organismo operano le cellule staminali mesenchimali (MSC) le quali sono in grado di differenziarsi in diverse tipologie di cellule adulte e partecipare ai processi di rigenerazione delle più diverse tipologie di tessuti. Dunque, anche se vi è una quantità esigua di molecole della proteina BMP-2, le MSC si trasformano in cellule di tessuto osseo”, spiega Goldstein.
Questa proteina viene inserita in una matrice composta da idrogel di collagene e da particelle di acido polilattico e posizionata poi nell’area interessata. Con il tempo qui arrivano anche le MSC che si formano nel midollo osseo e si distribuiscono per tutto il corpo mediante la circolazione sanguigna. Grazie all’effetto di BMP-2 a partire dalle MSC si forma il nuovo tessuto osseo.
“Abbiamo studiato il materiale da noi ottenuto in vitro (nelle colture cellulari) e in vivo (sugli animali). Nelle cavie con gravi difetti parietali abbiamo registrato una formazione di tessuto osseo in volumi analoghi a quelli di una autoplastica. Al momento ci stiamo preparando per ulteriori test”, spiega lo scienziato.

A immagine e somiglianza di Sputnik V

Come osservano i ricercatori, per le pratiche burocratiche ci potrebbe volere un paio di anni. E in questo periodo di tempo si lavorerà al perfezionamento di quanto ottenuto rendendolo più efficace e conveniente.

“Abbiamo preso la stessa matrice. I nostri test hanno dimostrato che presenta una buona biocompatibilità e che non causa infiammazioni. Ma la proteina è stata sostituita con un vettore adenovirale del sierotipo 5. Ossia lo stesso di quello del vaccino Sputnik V ma con l’integrazione del gene di BMP-2 invece che quello della proteina S del coronavirus. La matrice viene dislocata nell’area interessata dal difetto osseo, l’adenovirus modificato penetra nei tessuti del paziente e stimola la sintesi della proteina BMP-2 all’interno della matrice. Così cresce il tessuto osseo”, spiega Goldstein.

Per il paziente l’intervento appare come segue. Il medico mescola alcuni componenti: il gel e le particelle di acido polilattico con le particelle adenovirali. Poi incide la gengiva e applica la soluzione ottenuta sull’area interessata. Si richiude la ferita. Dopo 3-4 mesi il materiale applicato sarà completamente assorbito e al suo posto sarà comparso il tessuto osseo.

Il sistema immunitario non è un ostacolo

Gli scienziati ipotizzano che il materiale da loro messo a punto potrebbe essere impiegato per indurre la formazione di tessuto osseo non soltanto a livello mandibolare, ma dovunque si renda necessario. Si tratta, infatti, di un metodo più efficace rispetto di qualsiasi altra tecnica oggi nota.
L’unico eventuale ostacolo potrebbe essere il sistema immunitario del paziente. Ma i creatori di questo nuovo metodo hanno pensato anche a questo.
“Certamente il paziente potrebbe avere degli anticorpi alle proteine dell’adenovirus. Tuttavia, anzitutto questo adenovirus si trova all’interno di una matrice e l’accesso al virus è limitato per le cellule immunocompetenti. In secondo luogo l’immunità a un vettore adenovirale è di norma limitata nel tempo. Chiaramente se nell’area interessata si trovassero degli anticorpi protettivi, un certo numero di particelle adenovirali verrebbe distrutto dal sistema immunitario. Ma se le particelle venissero inoculate in maniera graduale riusciremmo a garantire una efficacia terapeutica sufficiente”, sottolinea Goldstein.
Secondo Evgeny Ovchinnikov, vicedirettore scientifico del Centro nazionale di ricerca medica Ilizarov in traumatologia e ortopedia, questi materiali consentiranno di evitare eventuali rigetti degli impianti ossei.
“In ortopedia si fa ampio uso di sostituti ossei. Nessuno di essi può essere definito versatile perché ciascuno presenta dei limiti. I migliori oggi prevedono il ricorso a tessuti dello stesso paziente. Ad ogni modo però alcuni esperti ritengono che i materiali di origine animali siano migliori perché le metodologie di preparazione degli stessi sono ormai standardizzate. In generale, oggi l’ortopedia punta alla creazione di cosiddetti impianti smart che espletano contemporaneamente diverse funzioni: fissano l’osso, ne inducono la crescita, prevengono l’infiammazione”, precisa.
Un impianto smart di questo tipo è stato creato di recente presso il Centro Ilizarov.
È stato messo a punto uno xenomateriale nel quale è già stato integrato un set antibatterico specifico. Sarà applicato in pazienti che soffrono di osteomielite, un’infiammazione e infezione dell’apparato osteo-articolare. L’antibiotico che viene rilasciato nell’area interessata in maniera graduale e a piccole dosi agisce contro l’infezione, mentre lo xenomateriale stimola la crescita e la successiva ricostruzione del tessuto osseo.
Questa novità è già stata testata con successo sui conigli. Ora è in corso la preparazione della documentazione necessaria per la procedura di brevettazione. Nei prossimi anni è possibile che questa invenzione sarà già applicata comunemente nella pratica clinica. Ad ogni modo i ricercatori stessi la definiscono una soluzione di compromesso poiché questo materiale viene rigettato più frequentemente di quello formato a partire dai tessuti del paziente.
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