Il futuro della rigenerazione nervosa è nelle nanoparticelle magnetiche

I traumatismi del sintema nervoso periferico sono lesioni che coinvolgono un numero considerevole di pazienti (circa 300.000 all'anno in Europa), con spesso gravi deficit permanenti e invalidanti, associati a un elevato costo sociale. Migliorare la rigenerazione di un nervo leso e favorirne il recupero funzionale è l'obiettivo dei ricercatori che si occupano di questo importante filone di studio. A Pisa, presso l'UO di Ortopedia e Traumatologia dell’Aoup, diretta dal professor Michele Lisanti, il dottor Pietro Battistini e il dottor Andrea Poggetti si occupano di rigenerazione nervosa e microchirurgia. Un lavoro apprezzato dalla comunità scientifica, recentemente premiato in occasione del 53° Congresso Nazionale della Società Italiana di Chirurgia della Mano, svoltosi a Viterbo lo scorso ottobre. La tesi di Battistini su “L’utilizzo delle nano particelle magnetiche nella rigenerazione del sistema nervoso periferico”è stata decretata la migliore al termine del Corso Avanzato di Microchirurgia. Abbiamo intervistato Andrea Poggetti per farci spiegare gli elementi essenziali dello studio e lo stato della ricerca in questo campo.

Dottor Poggetti, quali sono le basi scientifiche del vostro studio?
Oggi la terapia per le lesioni del sistema nervoso periferico è la sutura microchirurgica dei monconi nervosi. Qualora questa tecnica non sia praticabile, si procede con l’innesto nervoso autologo, utilizzando un porzione di nervo donatore prelevato dallo stesso paziente. Punti critici durante la rigenerazione di un nervo sono la crescita degli assoni (conduttori di impulsi nervosi) e la direzione che seguono le cellule. La bioingegneria ha focalizzato la ricerca sullo sviluppo di strategie innovative per migliorare ed indirizzare la crescita assonale, ovvero la creazione di condotti che valorizzano gli stimoli fisici e chimici necessari a un nervo in fase di recupero. Un aspetto interessante della ricerca è il ruolo delle forze tensive a livello della fibra nervosa in rigenerazione. Negli anni Settanta e Ottanta, Bray dimostrò che l’applicazione di una tensione meccanica per mezzo di microaghi di vetro inseriti nei coni di crescita delle cellule nervose favoriva l’allungamento dell’assone. Recentemente la dottoressa Cristina Riggio della Scuola Superiore Sant'Anna, insieme al suo gruppo di lavoro, hanno proposto una tecnica alternativa per lo sviluppo di una forza tensiva sull’assone in rigenerazione, ovvero l’uso combinato di nano particelle magnetiche (MNPs) e di un campo magnetico esterno testandolo in vitro su cellule nervose di ratto.

Ed è qui che si inserisce il vostro studio.
Lo studio premiato rappresenta lo step successivo; ha infatti cercato di validare, in vivo, i risultati ottenuti nei precedenti studi. Nella fase preliminare dello studio le MNPs sono state caricate all’interno di un tubulo in silicone suturato ai due monconi del gap nervoso creato sul nervo mediano dell'animale per mezzo di una sutura microchirurgica. E' stato utilizzato un modello sperimentale che segue l'etica internazionale della sperimentazione e tutela il rispetto dell'animale.

Con quali risultati?
I risultati sono stati interessanti. In primo luogo le MNPs hanno dimostrato di non interferire con il processo rigenerativo. La valutazione steroscopica ed istochimica ha permesso di osservare le MNPs all'interno di cellule che supportano i nervi durante la rigenerazione (cellule di Schwann) attorno al nervo leso. In secondo luogo, è stato dimostrato che le MNPs vengono internalizzate anche delle stesse cellule nervose (neuroni).

Quale sarà il prossimo “step” sperimentale?
Sono previsti ulteriori studi, tra cui l’esame immunoistochimico e l’esame al microscopio elettronico, necessari per consolidare i dati ottenuti e procedere con la fase successiva. Le cellule con all'interno le MNPs, saranno sottoposte a un campo magnetico esterno in modo da condizionare, guidare, indirizzare e stimolare la crescita assonale.

A cosa potrebbe portare l’esito positivo di questa stimolazione?
L'obiettivo è quello di ottimizzare la rigenerazione dei nervi periferici lesionati, associando agli input chimici un'adeguata stimolazione fisica (campo magnetico) costante e progressiva a supporto della crescita delle cellule nervose.

Altri fattori da approfondire?
La nanotecnologia nell'ambito della rigenerazione nervosa periferica sta ancora muovendo i suoi primi passi, per cui molti aspetti, soprattutto legati alla tossicologia dei materiali utilizzati dovranno essere ulteriormente approfonditi per poter usare nanomateriali senza rischi per la salute e per l’ambiente.

Da chi è composto il team che sta lavorando a questo studio?
Si tratta di un gruppo interdipartimentale e multidisciplinare composto da: le biologhe Marina Giannaccini, Vittoria Raffa e Melania Paoli della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, che hanno curato lo sviluppo e l'analisi delle MNPs; dalla dottoressa Michela Novelli e dal professor Pellegrino Masiello del Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie della facoltà di Medicina e Chirurgia, che hanno organizzato e gestito lo stabulario e, oltre al sottoscritto, da Pietro Battistini e Paolo Domenico Parchi dell’UO di Ortopedia e Traumatologia I Universitaria diretta dal Professor Michele Lisanti.

Dalla prospettiva pisana, ma anche sulla base della sua esperienza nazionale e internazionale, come giudica lo stato della ricerca oggi nel nostro Paese?
La ricerca in Italia per passione e dedizione degli operatori non ha nulla da invidiare ai Paesi stranieri. Tuttavia è innegabile che si avverta il gap economico con le altre realtà; gap che che corre il rischio di penalizzare soprattutto le fasi iniziali della ricerca, ovvero quelle ancora non sovvenzionate dai bandi ministeriali. Anche il nostro studio risente della carenza di finanziamenti, con il rischio di far rallentare lo slancio di un progetto ancor prima di arrivare a risultati concreti e utili. Mi sento tuttavia di spezzare una lancia a favore delle Società Specialistiche dell'area medico-chirurgica, come la Società Italiana di Chirurgia della Mano e la Società Italiana di Microchirurgia che, con il loro continuo impegno, contribuiscono a formare in mondo sempre più tangibile chirurghi in grado di affrontare, oltre alle sfide della pratica medica, anche le difficoltà tecniche della ricerca sperimentale.

Redazione Meet the Life Sciences