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STUDIO DELLA RIGENERAZIONE TENDINEA ASSISTITA DA MICROSFERE BIOPOLIMERICHE PRODOTTE MEDIANTE TECNOLOGIA SUPERCRITICA PER IL RILASCIO CONTROLLATO DI ORMONI TIROIDEI IN COLTURE DI STAMINALI MESENCHIMALI DA MIDOLLO

La relazione tra i disordini tiroidei e affezioni alla spalla sono stati ipotizzati sin dal 1920. Recentemente, il gruppo di ricerca del prof. Maffulli ha constatato in 1000 pazienti operati per rottura dei tendini della cuffia dei rotatori, una percentuale significativa di associazione con le malattie della tiroide. Gli ormoni tiroidei (OT) infatti influenzano molti dei processi fisiologici cellulari e svolgono un ruolo fondamentale nella omeostasi energetica ubiquitariamente. La produzione di OT e la secrezione da parte della tiroide è regolata tramite l’asse ipotalamo-ipofisi-tiroide (HPT). Gli OT regolano numerosi geni, dopo essere stati attivati dal pro-ormone, tiroxina (t4), nella forma attiva, triioidotironina (T3), si legano al proprio recettore nucleare. Gli effetti degli OT sono mediati nella maggior parte attraverso il T3, che regola l’espressione genica attraverso il legame come i recettori OT (tr alfa/ beta). Trs appartengono ad una grande superfamiglia di recettori nucleari che includono ormoni steroidei, acido retinoico, vitamina d e recettori peroxisomal proliferator (ppars). L’attività biologica di T3 si esplica attraverso la concentrazione intracellulare di t3 dipendente dalla sua concentrazione circolante; con il trasporto dell’ormone tiroideo attraverso la membrana cellulare; con la presenza di idotironina deidoinasi, la quale attiva o inattiva l’ormone tiroideo.Recentemente abbiamo dimostrato che: i recettori nucleari Tr alfa/beta sono presenti sulla cuffia dei rotatori di individui sani e patologici; gli ormoni tiroidei aumentano la proliferazione dei tenociti isolati da tendini di individui normali, e la proteggono dall’apoptosi in maniera dose-dipendente; gli OT probabilmente svolgono un’azione fisiologica sull’omeostasi dei tendini. Infatti sia T3 che T4 in sinergia con l’acido ascorbico giocano non solo un ruolo importante sulla produzione di collagene da parte di tenociti, ma anche durante il processo di formazione della matrice extracellulare. Tuttavia, non è stata ancora sviluppata una procedura standard che garantisca:a) l’acquisizione del fenotipo tenocitico,b) un sostituto tendineo funzionale. Per questo, l'uso di cellule staminali in presenza concomitante dell’ormone tiroideo T3 , appare come una strategia chiave per il successo. I risultati dunque al momento sono solo preliminari, ed ovviamente è necessario capire l’esatto esatto ruolo degli OT sul tessuto tendineo e le loro implicazioni sulla rottura dei tendini, tendinopatie e riparazione del tendine. Gli ormoni tiroidei hanno però una emivita molto breve e risulta abbastanza complesso il loro utilizzo in colture cellulari e ancor di più il loro inserimento in costrutti impiantabili in vivo. Di conseguenza, lo sviluppo di microcarriers biodegradabili capaci di un rilascio controllato degli ormoni all’interno della coltura cellulare potrebbe favorire la messa a punto di costrutti cellula/biomateriale impiantabile in vivo per la rigenerazione tendinea. Il processo SEE (Supercritical Emulsion Extraction) consentirà la produzione di microsfere biopolimeriche a granulometria controllata capaci di un rilascio dell’ormone tiroideo in colture cellulari e/o all’interno di impianti in vivo. Saranno dapprima ottimizzate le condizioni operative sull’impianto per ottenere materiali con granulometria desiderata e con la carica opportuna di OT; in particolare, caratterizzazioni di morfologia e granulometria del biomateriale prodotto mediante analisi SEM e laser scattering saranno necessarie per valutare le microsfere più adatte allo scopo. Inoltre saranno effettuati studi di rilascio in vitro degli ormoni incapsulati per determinare le concentrazioni ottimali allo sviluppo/differenziamento cellulare. Interazioni cellula-materiale e studi di differenziamento cellulare saranno necessari per valutare l’efficacia dei sistemi messi a punto.