ASSOCIAZIONE DI GENITORI CONTRO LE LEUCEMIE E TUMORI INFANTILI
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Tumori Ossei in pazienti pediatrici -Noi per Voi Onlus

TUMORI OSSEI

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Da sempre una delle sfide più ardue per l’ortopedico è stata come promuovere la guarigione di difetti estesi delle ossa lunghe. Fin dagli albori della storia della Medicina con Ippocrate nel IV secolo AC la guarigione delle ossa fu oggetto di interesse e discussione. La moderna ortopedia in larga parte si affida ancora ai concetti dell’osteosintesi e dell’immobilizzazione, ma nel nuovo millennio si è andata progressivamente sviluppando e diffondendo l’utilizzo di fattori di crescita e delle cellule staminali per promuovere la guarigione di lesioni di grandi dimensioni o di difetti ossei maggiori.

Negli ultimi anni il Centro di Riferimento Regionale di Ortopedia Oncologica e Chirurgia Ricostruttiva diretto dal dott. Capanna ha privilegiato l’utilizzo di cellule staminali autologhe e fattori di crescita nei casi in cui vi era la necessità di riempire lacune ossee provocate da lesioni pseudotumorali o difetti post-traumatici di rilevanti dimensioni.

STUDIO SCIENTIFICO

Progetto “Terapia cellulare con cellule staminali mesenchimali per la cura di tumori ossei su pazienti pediatrici”

INTRODUZIONE

La AOU Meyer ha studiato le potenzialità terapeutiche di cellule staminali per la cura di tumore ossei su pazienti pediatrici, di cellule NK nella terapia di leucemie, tumori del SNC e malattie rare, prospettando un miglioramento delle prospettive terapeutiche e della qualità della vita dei piccoli pazienti. Poiché per la normativa europea e nazionale questi tipi di prodotti cellulari sono classificabili come veri o propri farmaci, per il loro impiego clinico si è reso necessario sottostare al rigoroso quadro regolatorio farmaceutico.

A questo fine, nell’ambito della costruzione del nuovo presidio, l’AOU Meyer ha realizzato un’area a contaminazione controllata che costituisce il core tecnologico di una vera e propria “cell factory”. Sono infatti presenti 3 locali classificati per terapie cellulari, un locale per la manipolazione di cellule staminali per trapianto e un locale per la banca di tessuto osseo.

La collocazione della cell factory in una struttura sanitaria pubblica, contribuisce a garantire ai pazienti un criterio di accesso correlato all’appropriatezza e al livello di bisogno, anche per terapie che, per la loro natura, sono estremamente costose. Al contempo il percorso regolatorio così stringente, tutela i pazienti potenzialmente interessati dall’esposizione a sperimentazioni velleitarie e pericolose.

Il prodotto cellulare di riferimento per le sue immediate applicazioni terapeutiche è rappresentato dalle cellule staminali mesenchimali (MSC), cellule multipotenti localizzate in numerosi distretti di cui però il midollo osseo è il più utilizzato e noto. Le MSC sono cellule capaci di dare origine, mediante un processo di differenziazione, a vari tipi di tessuto, tra cui quello adiposo, osseo e cartilagineo. Una delle principali applicazioni cliniche delle MSC è ad oggi nel trattamento di disordini ossei e in ambito ortopedico. Infatti, le MSC grazie alla capacità di favorire la formazione di tessuto osseo direttamente a livello del difetto tissutale rappresentano un valido approccio terapeutico alternativo al trapianto di tessuto osseo autologo attualmente in uso.

Le MSC rappresentano però una percentuale molto bassa di tutte le cellule mononucleate presenti nel midollo osseo (0,001%), perciò per il loro impiego terapeutico devono essere espanse, in vitro, mediante processi produttivi impegnativi e costosi.

OBIETTIVI DEL PROGETTO

Lo scopo del nostro studio è quello di coltivare ed espandere in vitro MSC di derivazione midollare, sia autologhe che allogeniche, da utilizzare per ripopolare strutture naturali o sintetiche impiantate a scopo sostitutivo in resezioni ossee dovute a tumore. Sarà inoltre valutata la possibilità di differenziare in vitro cellule di tipo osteoblastico che saranno analogamente utilizzate per la ricellularizzazione, in confronto a MSC non differenziate, valutandone l’outcome in termini di qualità e resistenza dell’osso generato.

In collaborazione con i colleghi chirurghi saranno posti a confronto vari tipi di “impalcatura” su cui rilasciare le MSC al momento della ricostruzione ossea, sia di origine naturale (frammenti ossei da banca) sia sintetici, scegliendo il più appropriato per dimensione dei pori, diametro delle fibre e tempo di degradazione.

Le MSC, come già detto, rappresentano una popolazione morfologicamente e funzionalmente molto eterogenea e se piastrate ad una densità molto bassa (≤2-3 cellule/cm2) possono dare origine a colonie (CFU) ovvero a gruppi di cellule derivate tutte dalla proliferazione di una cellula iniziale e quindi tutte con le stesse caratteristiche e proprietà. La formazione di CFU permette di studiare le caratteristiche appartenenti a cellule che differenziano ad esempio più facilmente in osteoblasti piuttosto che adipociti o condrociti. Il nostro obiettivo è di riuscire a identificare e isolare, con nuove metodiche e nuovi approcci sperimentali, sottopopolazioni con caratteristiche ben specifiche e che magari già appartengono a un determinato indirizzo, per sfruttare al meglio il loro potenziale e una loro applicazione nel campo della medicina rigenerativa e riparativa.

RISORSE NECESSARIE

Le risorse ancora necessarie al completamento del progetto sono:

Strumentazione

  • Sistema di disinfezione automatizzato delle aree a contaminazione controllata (40.000€)

Generatore di nebbia a base di perossido d’idrogeno. Permette una profonda e precisa pulizia di tutte le superfici positive e negative ed il raggiungimento delle zone nascoste o di difficile accesso.

  • Coloratore automatizzato (10.000€)
  • Sistema di rilevamento rapido di Micoplasmi (15.000€) – Strumento per la rilevazione rapida di eventuali contaminazioni da Micoplasmi delle colture cellulari e/o terre

Messa a punto di test analitici di controllo qualità (30.000€)

Sviluppo di protocolli per la validazione di test controllo qualità sui campioni:

  • Validazione test tossine batteriche (ricerca di pirogeni)
  • Validazione test di sterilità in modalità rapida
  • Validazione test di identità e di attività cellulare (test in vitro, esami citofluorimetrici…)

Incremento competenze

  • Acquisizione risorsa umana senior da dedicare in modo esclusivo al progetto (60.000€/annui)
  • Assegnazione di borse di studio a un ricercatore junior per il settore ricerca e sviluppo (20.000€/annui)
  • Ulteriore specializzazione del personale tramite aggiornamenti formativi su processi produttivi in asespi e su Quality Assurance in sistemi GMP. (5.000€)
  • Miglioramento delle competenze specifiche con specifici corsi di formazione per l’esecuzione test/controlli e la messa punto e convalida di metodiche analitiche (10.000€)

Effettuazione di test preclinici di “safety” e di efficacia su animale da esperimento e su modelli in vitro sui prodotti cellulari (PTC) allestiti nella cell-factory (30.000€)

Prima di poter passare alla sperimentazione sull’uomo prodotti cellualri devono essere sottoposti ad estese indagini pre-cliniche che hanno lo scopo di determinarne le caratteristiche, sia con studi sugli animali che con studi in vitro. In particolare l’attività biologica, la farmacocinetica, la farmacodinamica e le proprietà tossicologiche, l’eventuale attività mutagena e la stabilità genetica devono essere valutate e documentate negli animali in ottemperanza a rigorose norme (Good Laboratory Practices). È necessario poi analizzare la stabilità, mettere a punto la formulazione migliore e il dosaggio per iniziare a sperimentare nell’uomo. Questi studi possono essere effettuati su particolari animali da esperimento resi ricettivo dal punto di vista immunologico, come, ad esempio, i cosiddetti “topi nudi”, nei quali viene valutata soprattutto la sicurezza, stimando la tossicità acuta, subcronica e cronica dei PTC e in parte l’efficacia biologica. Ultimamente stanno assumendo un ruolo sempre maggiore negli studi di preclinici, i tests in vitro, più rapidi ed economici. Questi tests sono richiedono però una complessa messa a punto e possono condurre a risultati non sovrapponibile a quelli in vivo.testo

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