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Epatite cronica: come potrebbe essere d’aiuto la terapia genica e cellulare?

L'epatite cronica è un grave problema per l’economia e la salute globale, e rappresenta l’undicesima principale causa di morte in tutto il mondo. Quando il fegato viene danneggiato gravemente, perde la capacità sia di funzionare in modo adeguato sia di rigenerarsi. Questo è un problema potenzialmente letale. L'unica cura al momento disponibile è il trapianto di fegato. Ma la medicina rigenerativa potrebbe aiutare ad affrontare questo problema?

Introduzione alle malattie epatiche croniche

Il fegato è l’organo interno più grande del corpo umano; svolge molte funzioni vitali tra cui rimuovere tossine dal sangue, aiutare a digerire il cibo e combattere le infezioni. Inoltre, il fegato è l’unico organo interno capace di rigenerarsi autonomamente dopo esser stato danneggiato.

Le cellule responsabili per le funzioni sopracitate si chiamano epatociti. In media, ogni epatocita vive tra i 200 e i 300 giorni. In un fegato sano, gli epatociti si dividono per generare copie di se stessi. Ciò significa che possono sostituire le cellule che muoiono e possono persinoriparare alcuni tipi di danno.

Se il fegato viene danneggiato gravemente, viene coinvolta un’altra tipologia di cellula del fegato nel processo di guarigione. Queste cellule sono conosciute come cellule progenitrici epatiche (HPC). Le HPC sono le cellule staminali che vivono nel fegato ed è stato mostrato in studi sui topi che queste cellule sono capaci di produrre nuovi epatociti in seguito a lesioni gravi. Gli scienziati hanno sviluppato tecniche per estrarre le cellule progenitrici epatiche dal fegato, farle crescere in gran numero in laboratorio, per poi trapiantarle i topi con fegato danneggiato dove producono nuovi epatociti. Gli scienziati hanno dimostrato che nel fegato umano esistono cellule con proprietà simili alle cellule progenitrici epatiche murine  e stanno quindi studiando il loro potenziale per essere usate in terapia; ad esempio si sta studiando come crescere le cellule progenitrici epatiche utilizzando metodi clinicamente appropriati e su una scala che consentirebbe di utilizzarle in pazienti nel futuro.

Nella malattia epatica cronica, gran parte del danno al fegato è il risultato di un prolungato danno nel tempo, ad esempio a causa di un’infezione a lungo termine. Queste lesioni riducono la quantità di tessuto funzionale del fegato. Inoltre, queste gravi lesioni compromettono l’abilità degli epatociti di dividersi e di riparare il fegato perchè portano alla senescenza (le cellule smettono di dividersiimpedendo al tessuto danneggiato di esser riparato). Per di più sul lungo termine le lesioni epatiche provocano la formazione di fibrosi nel fegato (cirrosi).

La cirrosi può portare a una vasta gamma di complicazioni per la salute. Queste includono gonfiore o sanguinamento delle vene nell'esofago e nello stomaco, ridotta capacità di formare coaguli nel sangue (quindi rischio di emorragie gravi) e problemi cognitivi come confusione. Quando la cirrosi epatica progredisce provoca spesso un accumulo di liquido nelle gambe o caviglie (edema periferico) o nella cavità addominale (ascite). Questo accumulo di liquidi può essere doloroso e limitare il movimento. Nei casi più gravi questi liquidi possono infettarsi e potrebbe essere necessario il loro drenaggio con un tubo.

Terapie attuali

I metodi per gestire le le conseguenze della cirrosi variano a seconda della causa del danno. Ai pazienti si può consigliare di apportare cambiamenti al proprio stile di vita, ad esempio cambiando le proprie abitudini alimentari o evitando il consumo di bevande alcoliche. Alcuni medicinali possono essere usati per ridurre il gonfiore o per prevenire le infezioni.

L’unica terapia attualmente disponibile per i pazienti con cirrosi avanzata è il trapianto di fegato. Tuttavia, il numero di pazienti che necessita la donazione di organi supera di gran lunga il numero di donatori idonei. Il processo di stabilire la compatibilità tra donatori e riceventi è reso ancora più complesso dalla necessità di assicurarsi che abbiano tipi di tessuto compatibili, affinchè il tessuto non venga rigettato dal corpo del ricevente. Quando un trapianto avviene con successo, il processo è costoso e il paziente deve sottoporsi a un regime di immunosuppressione a vita. È dunque necessario trovare delle terapie alternative per i pazienti con cirrosi epatica.

Come potrebbe aiutare la terapia genica e cellulare?

I ricercatori stanno studiando se le terapie  geniche  e cellulari possano essere usate per curare e guarire la cirrosi cronica. Un grande ostacolo nel curare i pazienti che necessitano di un trapianto di fegato è la disponibilità di organi di donatori. La possibilità di far crescere in laboratorio un gran numero di epatociti provenienti da un donatore potrebbe risolvere questo problema.

Un altro problema intrinseco al trapianto di organi è la necessità di compatibilità tra l’organo del donatore e quello del ricevente e quindi il rischio di rigetto da parte del sistema immunitario. Le tecnologie che producono epatociti dalle cellule del paziente stesso, come le cellule staminali pluripotenti indotte (iPS), possono risolvere questo rischio di rigetto. I ricercatori stanno anche indagando se le cellule immunitarie possano essere utilizzate per riparare i tessuti danneggiati e per ridurre la risposta immunitaria del paziente, il che significherebbe ridurre i danni al tessuto.

Gli ingegneri tissutali stanno indagando la possibilità di crescere in laboratorio tessuti epatici che siano idonei al trapianto. Questo sarebbe un processo molto complicato, dato che l’organo dovrebbe esser costituito da molteplici tipologie di tessuto, disposte e organizzate correttamente nello spazio per garantire la loro sopravvivenza e funzionalità nel corpo a lungo termine.

Prossime tappe

Fegati bioartificiali

I fegati bioartificiali sono un’area di ricerca in via di crescita che combina la tecnologia (ingegneria biomedica) con la biologia. Simili ad una macchina per dialisi, questi sono dispositivi esterni al corpo attraverso i quali si farebbe passare il sangue del paziente  per esser poi restituito al corpo.

A differenza dei dispositivi tradizionali che usano membrane sintetiche per filtrare via tossine e rifiuti, questi dispositivi conterrebbero un compartimento con epatocitiviventi e sani. Teoricamente, le cellule all’interno del dispositivo avrebbero la capacità di eliminare le tossine, produrre proteine essenziali per il corpo (ad esempio l’albumina per il siero del sangue), e garantire altri ruoli vitali di un fegato sano. Come con i trattamenti di trapianto di epatociti, ottenere un numero cospicuo di epatociti umani sufficiente apopolare questi fegati bioartificiali rappresenta un ostacolo significativo. I ricercatori stanno cercando di affrontare questo problema utilizzando epatociti di donatori animali (ad esempio suini) o cellule staminali umane (ad esempio le iPS) per espandere un gran numero di epatociti completamente funzionali. I risultati clinici degli studi sui fegati bioartificiali sono stati contrastanti: alcuni non hanno trovato alcun beneficio rispetto ai metodi di trattamento attuali. Tuttavia, le tecnologie di nuova generazione per la crescita di cellule in questi fegati bioartificiali potrebbero migliorare sia la qualità di queste cellule, che la loroattività metabolica e infine l'efficacia complessiva di questi dispositivi per il trattamento di malattie.

Costruire un fegato con l’ingegneria tissutale (biomedica)

La ricerca in ingegneria tissutale sta facendo progredire le tecnologie per la realizzazione di organi interi, compreso il fegato. Costruire un fegato bioartificale costituisce un processo complesso e richiede l’abilità di assemblare un numero estremamente elevato di epatociti funzionali in strutture tridimensionali specifiche con altre tipologie di cellule.

I ricercatori hanno stabilito il modo di creare impalcature su cui possano crescere gli epatociti e che guidino la loro struttura; tuttavia rimangono ancora sfide importanti da affrontare.

Di nuovo, la necessità di un gran numero di epatociti umani è un problema. Le cellule staminali, e particolarmente le iPS, offrono il potenziale di creare i grandi quantitativi di epatociti richiesti, ma i ricercatori devono assicurarsi che queste cellule acquisiscano una corretta attività metabolica e che non continuino a replicarsi una volta trapiantate nel corpo. La crescita incontrollata di epatociti derivanti da cellule staminali potrebbe portare alla formazione di tumori.

Oltre al problema relativo al numero cospicuo di cellule, i ricercatori stanno ancora studiando come costruire tessuti bioartificiali  che incorporino il tessuto vascolare assieme ad altri tipi di cellule. Questo è essenziale affinchè gli organi bioartificiali possano essere correttamente integrati, e quindi funzionaree sopravvivere nel corpo del ricevente.

Costruire un fegato bioartificialmente attraverso le cellule staminali è un obiettivo ambizioso, ma ha il potenziale di evitare o di risolvere molti problemi associati con altri metodi di trattamento. Questa tecnologia potrebbe sostituire completamente un fegato danneggiato con un fegato nuovo ed evitare potenziali attacchi da parte del sistema immunitario nel caso in cui fosse fatto con le iPS.

Ulteriori informazioni

  1. European Association for the Study of the Liver : Informazioni sulla politica dell'UE
  2. British Liver Trust : Informazioni sulle opzioni di trattamento e supporto all'interno del Regno Unito

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