Rassegne Angiogenesi terapeutica nell'ischemia critica degli arti inferiori. Revisione della

13 Pages·2004·0.23 MB·Italian

Rassegne
Angiogenesi terapeutica nell’ischemia
critica degli arti inferiori.
Revisione della letteratura e prospettive
della ricerca sulle cellule staminali
Rossella Di Stefano, Ugo Limbruno*, Daniele Barone*, Alberto Balbarini
Sezione di Angiologia, *Cardiologia Interventistica, Dipartimento Cardio Toracico, Università degli Studi, Pisa
Key words: Chronic peripheral arterial disease affects up to 15% of adults over the age of 55 years; critical
Angiogenesis; limb ischemia represents the most dramatic clinical outcome. Patients with chronic critical limb is-
Cells; Ischemia. chemia who are not candidate for surgical or percutaneous revascularization have impending limb
loss; those who benefit from successful revascularization suffer from high rate of recurrent symptoms
or revision surgery or progressive amputations. In these patients no medical treatment is considered
effective for rest pain or ulcer healing. Therapeutic angiogenesis, which has the goal to achieve the
process of new blood vessel formation via the administration of growth factors, has become a new
promising hope. The discovery of the possibility of inducing sprouting of new vessels from preexist-
ing vasa (angiogenesis) or the in situdifferentiation of endothelial cells from stem cell precursors (vas-
culogenesis) have open new lease on life.
However, a careful analysis of experimental results achieved in animal models is required before
proposing for clinical setting.
Although a major concern is that most of the experimental work has been done on animal mod-
els that do not represent the clinical process, benefit from growth factor administration or stem cell
therapy has been proven in clinical trials, suggesting the importance of this new research frontier.
This literature review is aimed to examine potential applications of therapeutic angiogenesis to treat
critical limb ischemia with particular attention to angiogenesis obtained with stem cells.
(Ital Heart J Suppl 2004; 5 (1): 1-13)
©2004 CEPI Srl Introduzione Ischemia critica e angiogenesi
Ricevuto il 20 giugno Il termine “angiogenesi terapeutica” è L’arteriopatia obliterante degli arti infe-
2003; nuova stesura il 17
stato proposto per la prima volta nel 1993 riori è una patologia molto diffusa che si ma-
ottobre 2003; accettato il
20 ottobre 2003. da Hockel et al.1 per descrivere interventi nifesta con quadri clinici molto diversi. L’i-
diretti ad indurre la crescita di vasi sangui- schemia critica degli arti inferiori (CLI) ne
Per la corrispondenza: gni in aree di ipovascolarizzazione. Da al- rappresenta il quadro più drammatico carat-
Dr.ssa Rossella Di Stefano lora l’angiogenesi è stata identificata nel- terizzato dalla perdita imminente di un arto
Sezione di Angiologia l’utilizzo di fattori di crescita o nell’indu- che si verifica quando il flusso ematico del-
Dipartimento zione di proteine angiogeniche per incre- l’arto a riposo è inferiore a quello necessario
Cardio Toracico
Ospedale Cisanello mentare il flusso ematico di tessuti ische- per mantenere la vitalità dei tessuti. Il TASC
Via Paradisa, 2 mici. Questo concetto ha trovato ovvie in- (TransAtlantic Inter-Society Consensus)
56124 Pisa
E-mail: r.distefano@ dicazioni nella patologia vascolare periferi- Working Group ha definito i pazienti con
ao-pisa.toscana.it ca occlusiva degli arti inferiori caratterizza- ischemia critica come pazienti aventi dolore
ta da ischemia dovuta ad insufficienza del a riposo, o ulcere trofiche non tendenti alla
flusso ematico arterioso. guarigione o entrambi, attribuibili ad una pa-
Questa revisione della letteratura è vol- tologia occlusiva arteriosa oggettivabile2. La
ta ad esaminare le potenziali applicazioni reale incidenza e prevalenza di questa pato-
della terapia angiogenetica come possibile logia non è nota; dati ottenuti mediante ap-
trattamento dell’ischemia degli arti inferio- procci diversi sembrano peraltro convergere
ri con particolare attenzione alla lettura dei su un’incidenza di circa 400-450 casi per
modelli sperimentali utilizzati ed ai risulta- milione/anno o, in altri termini, di un nuovo
ti della terapia angiogenetica mediante cel- caso per anno ogni 100 pazienti sofferenti di
lule staminali. claudicatio intermittens3.
1
Ital Heart J Suppl Vol 5 Gennaio 2004
Nonostante le moderne tecniche di rivascolarizza- Fattori e stimoli angiogenici. Il tessuto ischemico
zione chirurgica e di angioplastica ed alcune terapie esprime fattori angiogenici simili a quelli prodotti dai
mediche con prostanoidi abbiano aumentato la percen- tumori11. Negli ultimi anni sono stati isolati e caratte-
tuale di salvataggio degli arti affetti da CLI, l’amputa- rizzati numerosi fattori angiogenetici e relativi recetto-
zione resta sempre l’evento più probabile per numero- ri. Tra questi i più studiati e di cui meglio si conoscono
se ragioni. L’impossibilità di avere disponibile un seg- le caratteristiche molecolari e gli effetti biologici sono
mento venoso autologo o la mancanza di un letto arte- certamente il VEGF ed il fattore di crescita dei fibro-
rioso distale adeguato per il bypass, la presenza di un blasti (FGF) che sono peraltro gli unici, al momento, di
danno del microcircolo e di condizioni di comorbilità utilizzo clinico.
sono i fattori alla base delle oltre 50 000 amputazioni Il VEGF è una glicoproteina omodimerica del peso
per CLI che si attuano ogni anno solo negli Stati Uniti. molecolare di 45 kD che si lega all’eparina: ne esistono
L’ischemia critica implica cronicità e deve essere varie isoforme ma la più studiata è quella costituita da
distinta dall’ischemia acuta, quadro ben diverso che de- 165 aminoacidi (VEGF-A)4. Recentemente sono stati
termina un decremento nella perfusione dell’arto in isolati altri fattori VEGF-simili come il VEGF-B12,
maniera veloce se non improvvisa, con immediata prodotto in particolare dal tessuto miocardico, ed il
compromissione della vitalità dell’arto stesso. La pro- VEGF-C che sembra essere coinvolto nella formazione
gressione dell’arteriopatia periferica dalla claudicatio dei vasi linfatici13. Il VEGF è prodotto da varie linee
al dolore a riposo fino alle ulcere o alla gangrena è co- cellulari, in particolare dalle cellule muscolari lisce e da
munque il risultato di uno o più eventi acuti che peg- quelle endoteliali mentre il principale bersaglio del
giorano l’ischemia esistente. VEGF sono le cellule endoteliali. Ciò configura un si-
È noto da tempo che lo sviluppo di un circolo colla- stema al tempo stesso paracrino e autocrino. Infatti le
terale rappresenta un fattore prognosticamente favore- cellule muscolari lisce produttrici di VEGF sono site
vole nell’ambito delle arteriopatie obliteranti. La possi- accanto alle cellule endoteliali nella parete vascolare e
bilità di interferire con l’angiogenesi, ovvero stimolare le cellule endoteliali, anch’esse produttrici di VEGF, ne
la formazione di nuovi vasi sanguigni a scopo terapeu- sono a loro volta il bersaglio. Sono stati anche identifi-
tico, è un’acquisizione molto più recente legata alla cati vari tipi di recettori per il VEGF: i più importanti e
scoperta delle proprietà biologiche del fattore di cresci- conosciuti sono l’Flt-1 e l’Flk-114,15. Il meccanismo di
ta dell’endotelio vascolare (VEGF)4. Il passo successi- trasduzione del segnale all’interno della cellula non è
vo è stato quello di ipotizzare che stimolando, median- ben noto ma sembra comunque coinvolgere il sistema
te la somministrazione di VEGF, la formazione di un dell’inositolo-3-fosfato. Questi recettori sono quasi
circolo collaterale, si potesse migliorare la perfusione esclusivamente presenti sulla superficie delle cellule
del tessuto ischemico (neoangiogenesi terapeutica)1,5,6. endoteliali anche se dati recenti indicano che anche al-
Il processo di angiogenesi comprende in realtà tre tri tipi cellulari possono presentare questo tipo di recet-
fenomeni distinti: la vasculogenesi, l’arteriogenesi e tori16. Un terzo recettore, l’Flt-4, è stato isolato ed è in
l’angiogenesi propriamente detta. Il termine “vasculo- grado di legare specificamente il VEGF-C17. I principa-
genesi” si riferisce al processo di formazione e matura- li effetti del VEGF consistono nell’induzione della pro-
zione di nuovi vasi sanguigni a partenza da cellule sta- liferazione e migrazione delle cellule endoteliali, nel-
minali mesenchimali indifferenziate e si verifica prin- l’aumento della permeabilità capillare, nell’induzione
cipalmente durante l’embriogenesi7. La distinzione co- del rilascio di nitrossido e nell’induzione dell’espres-
munque tra vasculogenesi come fenomeno limitato al- sione di enzimi come le serinproteasi e le collagenasi
lo sviluppo embrionale non è più considerata assoluta interstiziali che hanno un ruolo importante nel mediare
perché si stanno accumulando evidenze sperimentali di i fenomeni di rimodellamento dell’interstizio che sem-
meccanismi di vasculogenesi anche post-natale8. pre accompagnano processi di neoformazione vascola-
Per “arteriogenesi” si intende la trasformazione del- re18,19. Il sistema VEGF-recettore non è sempre attivo
le arteriole in arterie più grosse con un diametro circa nell’adulto. Nell’organismo adulto sano il VEGF ed il
20 volte superiore a quello di origine. L’arteriogenesi si suo recettore sono praticamente inespressi; la massima
associa ad un intenso rimodellamento del tessuto circo- espressione di questo sistema si ha nell’embriogenesi
stante ottenuto mediante l’attivazione di varie proteasi9. quando c’è necessità di formare nuovi vasi; nella fase
Per “angiogenesi” si intende infine lo sviluppo di post-natale questo sistema è silente e si attiva in situa-
nuovo circolo capillare, quindi la gemmazione di nuo- zioni particolari come la formazione del corpo luteo o
vi vasi, a partenza da capillari preesistenti per prolife- in situazioni particolari in risposta a stimoli angiogeni-
razione/migrazione di cellule endoteliali mature. Una ci, tra i quali l’ischemia-ipossia che è probabilmente ad
differenza importante fra arteriogenesi e angiogenesi è oggi il più potente20,21.
che l’angiogenesi si sviluppa nel tessuto ischemico (di- Dell’FGF sono ad oggi noti due tipi: l’FGF-1 o
stalmente cioè all’occlusione arteriosa) mentre l’arte- FGF-acido e l’FGF-2 o FGF-basico. L’FGF-2 è una
riogenesi avviene più a monte, in prossimità dell’ostru- proteina monomerica con peso molecolare di 18 kD
zione arteriosa o anche a monte di essa e quindi in un che si lega all’eparina ed è uno dei più potenti peptidi
territorio che non è né ischemico né ipossico10. angiogenetici oggi noti. Sono stati identificati quattro
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R Di Stefano et al - Angiogenesi negli arti inferiori
diversi tipi di recettori per l’FGF-2 tutti appartenenti In anni recenti sono stati identificati altri fattori in
alla famiglia delle tirosinchinasi22,23. L’effetto biolo- grado di esplicare azioni pro-angiogeniche: tra questi la
gico dell’FGF-2 comprende un’intensa attività mito- famiglia delle angiopoietine (Ang)30, tra le quali le più
genica nei confronti delle cellule endoteliali e delle caratterizzate sono l’Ang1 e l’Ang2, che svolgono un
cellule muscolari lisce vascolari24. È probabile che ruolo importante anche nei fenomeni di rimodellamen-
l’effetto mitogenico sulle cellule muscolari lisce, di to vascolare, ed altri che hanno al momento solo appli-
cui il VEGF è privo, possa assicurare all’FGF-2 un’a- cazioni sperimentali come il fattore di crescita piastri-
zione neoangiogenetica più completa con formazione nico (PDGF)31, il fattore di crescita degli epatociti32, la
non solo di neocapillari ma anche di arteriole. Recen- proteina chemotattica per i monociti-133, il granulocyte-
ti dati sperimentali indicano comunque un possibile macrophage colony stimulating factor34, l’hypoxia in-
effetto sinergico di VEGF e FGF-2 sia in vivo che in ducible factor-1(cid:2)35 e la callicreina tissutale umana36,37
vitro25,26. L’FGF-2 ed i suoi recettori specifici sono, ed altri come gli estrogeni38.
come il sistema del VEGF, stimolati dall’ipossia27. In- I principali stimoli fisiopatologici che portano al-
fine è stato osservato un aumento dei livelli di FGF-2 l’attivazione e rilascio dei fattori angiogenici sono
nel liquido pericardico di pazienti con angina instabi- schematizzati nella figura 1.
le ad indicare che questo fattore di crescita può svol- Tra questi l’ipossia, derivata dallo squilibrio tra la
gere un ruolo nella formazione del circolo collaterale domanda metabolica e l’offerta di ossigeno dei tessuti,
anche nell’uomo28. L’FGF-1 è inoltre un potente è il principale fattore di induzione di angiogenesi nel-
agente chemiotattico/mitogeno nei confronti di vari ti- l’adulto.
pi cellulari vascolari (cellule endoteliali, fibroblasti, L’ipossia induce il rilascio di FGF-1 e 2 dai fibro-
cellule muscolari lisce) ed è stimolato durante la for- blasti ed una up-regulation del VEGF e dei suoi recet-
mazione di circolo collaterale29o in presenza di ipos- tori, attraverso l’induzione dei fattori trascrizionali hy-
sia. poxia inducible factor-1 e hypoxia inducible factor-
Figura 1.Schema dei fattori e principali stimoli angiogenici.1 = fattori angiogenici (fattore di crescita dei fibroblasti-FGF, fattore di crescita dell’en-
dotelio vascolare-VEGF) si legano ai rispettivi recettori endoteliali;2 = le metalloproteasi (MMPs) sono attivate e degradano la matrice favorendo la
migrazione delle cellule endoteliali;3 = le molecole di adesione cellulare (ICAM-1, VCAM-1) facilitano l’adesione e migrazione delle cellule endote-
liali; 4 = le cellule mesenchimali rilasciano l’angiopoietina 1 (Ang1) che si lega al recettore Tie-2 favorendo la gemmazione e il richiamo dei periciti;
5 = le cellule endoteliali rilasciano il fattore di crescita piastrinico (PDGF)-BB che richiama i precursori dei periciti.
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220,21,39. È descritta peraltro un’eterogeneità interindivi- Da questi dati sperimentali è nato il presupposto ra-
duale nella capacità dell’ipossia di attivare il sistema zionale della terapia angiogenica cellulare mediante
del VEGF40che potrebbe spiegare la variabilità alla ri- autotrapianto diretto nel tessuto ischemico delle cellule
sposta a tale stimolo. È possibile inoltre che, almeno in staminali prelevate dal midollo osseo o delle EPC iso-
parte, l’effetto angiogenetico dell’ipossia sia mediato late dal sangue periferico.
dall’aumentato rilascio da parte delle cellule muscolari
ischemiche di prodotti del catabolismo delle purine ed
in particolare dall’adenosina41. Angiogenesi terapeutica nell’ischemia periferica
Numerose evidenze sperimentali indicano che an-
che l’infiammazione svolge un ruolo fondamentale Evidenze sperimentali. La maggior parte delle acqui-
nella neoformazione vascolare. Infatti in presenza di sizioni sulla possibilità di indurre neoangiogenesi nel-
tessuto necrotico, ad esempio in corso di infarto mio- l’ischemia periferica sono state ottenute in modelli ani-
cardico acuto, si verifica la migrazione/attivazione di mali di ischemia dell’arto posteriore di ratto, del coni-
macrofagi, monociti e piastrine con conseguente rila- glio e del topo (Tab. I)26,49-69.
scio di citochine ed espressione di molecole di adesio- Il modello prevede sempre un’incisione longitudi-
ne cellulare (selectine, ICAM-1, VCAM-1)42-44. Que- nale nell’arto, dal ligamento inguinale fino in prossi-
ste a loro volta inducono l’espressione del VEGF e del- mità del ginocchio; l’arteria femorale superficiale vie-
l’FGF nonché di altri fattori di crescita vascolare. Al ne sezionata, legata e rimossa dalla sua origine dall’ar-
tempo stesso le cellule infiammatorie partecipano in- teria iliaca esterna fino al punto in cui si biforca nelle
tensamente ai fenomeni degradativi della matrice ex- arterie safena e poplitea, insieme a tutti i suoi rami col-
tracellulare contribuendo in tal modo al rimodellamen- laterali (Figg. 2 e 3). In questo modello è fondamenta-
to dell’interstizio necessario per lo sviluppo dei nuovi le l’accurata dissezione e cauterizzazione di ogni colla-
vasi. terale.
Infine l’aumento dello stress meccanico prodotto I parametri comunemente utilizzati per studiare gli
dall’aumento del flusso ematico all’interno di vasi col- effetti positivi della terapia angiogenetica includono la
laterali preesistenti ad un’occlusione arteriosa può por- misurazione della pressione arteriosa a livello del pol-
tare ad un’attivazione endoteliale con conseguente paccio, del flusso sanguigno mediante microsfere, l’an-
esposizione delle molecole di adesione, attrazione del- giografia dei vasi collaterali sviluppati, la densità capil-
le cellule infiammatorie che partecipano ai processi di lare, il laser Doppler e la spettroscopia con risonanza
neoformazione vascolare, nonché ad una up-regulation magnetica per lo studio del metabolismo energetico
del sistema del VEGF45. In alcuni organi, come il cuo- muscolare. Per valutare il miglioramento “clinico” in-
re, l’attivazione del sistema del VEGF può essere infi- dotto dalla neoangiogenesi, la modalità più utilizzata è
ne conseguente ad un aumento dello “stiramento” mec- la misurazione del tempo di corsa degli animali.
canico subito dalle cellule miocardiche nelle zone dis-
sinergiche del ventricolo sinistro46. Angiogenesi indotta con fattori di crescita. I primi ad
essere sperimentati sono stati i fattori di crescita angio-
Cellule staminali progenitrici endoteliali. Èdi recen- genetici. Questi sono stati somministrati direttamente
tissima acquisizione la scoperta della vasculogenesi an- nella zona ischemica o nel circolo sistemico sia come
che nell’organismo adulto consistente nella migrazione proteine ricombinanti o sotto forma di geni codificanti
di cellule progenitrici delle cellule endoteliali (EPC) la proteina angiogenetica. Il gene di interesse è stato in-
provenienti dal midollo osseo nei siti di rivascolarizza- trodotto come plasmide nudo, oppure veicolato da un
zione di territori ischemici8,47. carrier virale (più frequentemente un adenovirus) o an-
Questo meccanismo di formazione vascolare è sta- cora tramite complessi DNA-liposomi.
to dimostrato ad esempio nell’infarto miocardico acuto La maggior parte degli studi sperimentali di neoan-
dove si verifica la mobilizzazione nel torrente circola- giogenesi terapeutica nell’ischemia periferica median-
torio di EPC staminali in grado di migrare nei foci di te fattori di crescita ha utilizzato la proteina ricombi-
neovascolarizzazione e di partecipare alla formazione nante di VEGF 57,58,70-73; raramente è stata utilizzata
165
di nuovi vasi sanguigni nel tessuto ischemico48. la proteina del VEGF . Risultati positivi sono stati ot-
121
Diversi studi sperimentali, che analizzeremo di se- tenuti iniettando VEGF sia per via endovenosa sistemi-
guito, hanno documentato che tali cellule sono pre- ca sia mediante iniezione intramuscolare locale. Inte-
senti nel midollo come elementi immaturi cellulari, ressante notare come anche un singolo bolo di VEGF è
identificabili per la presenza di alcuni marcatori di su- risultato in grado di migliorare il flusso. Numerosi so-
perficie, come CD34, e che sono in grado di differen- no gli studi di terapia genica in cui è stato utilizzato
ziarsi in cellule endoteliali mature, assumendo marca- DNA complementare di VEGF61,74-79. Risultati positivi
tori di superficie tipici di queste cellule come il fatto- sono stati ottenuti anche mediante plasmide codifican-
re di von Willebrand, CD31 o VE-caderina e di secer- te per il VEGF 60. In tutti gli studi l’indice radiogra-
165
nere fattori di crescita, quando a contatto con i siti fico di perfusione dell’arto era notevolmente superiore
ischemici. negli animali trattati con plasmide rispetto ai controlli;
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R Di Stefano et al - Angiogenesi negli arti inferiori
Tabella I.Angiogenesi sperimentale: sintesi delle principali ricerche in modelli animali di ischemia periferica.
Fattore usato e forma Somministrazione Animale Autore
Cellule di midollo osseo autologo i.m. locale Ratto Ikenaga et al.49, 2001
(non frazionato) i.m. locale Ratto Hamano et al.50, 2001
Frazione MNC di midollo osseo autologo i.m. locale Coniglio Shintani et al.51, 2001
CD34+selezionate dalle hPBMC e.v. Topo Asahara et al.52, 1997
Sottopopolazione EPC delle CD34+
derivate da hPBMC i.a. Topo Kalka et al.53, 2000
Sottopopolazione EPC delle CD34+
derivate da cordone ombelicale umano i.m. locale Ratto Murohara et al.54, 2000
Leucociti e piastrine circolanti autologhe i.m. locale Ratto Kobayashi et al.55, 2002
MNC, leucociti e piastrine circolanti umane i.m. locale Ratto Iba et al.56, 2002
VEGF-A proteica i.a. (arteria iliaca interna) Coniglio Bauters et al.57, 1995
VEGF-A proteica e.v. Coniglio Bauters et al.58, 1995
VEGF-A gene (plasmide) i.a. (arteria iliaca interna) Coniglio Takeshita et al.59, 1996
165, 121, 189
VEGF-A gene (plasmide) i.a. (arteria iliaca interna) Coniglio Takeshita et al.60, 1996
165
VEGF-A gene (plasmide) i.m. locale Coniglio Tsurumi et al.61, 1997
165
VEGF-A gene (plasmide) i.m. locale Ratto Takeshita et al.62, 1998
165
VEGF-A gene (adenovirus) i.m. locale Ratto Mack et al.63, 1998
VEGF-A gene (adenovirus) i.m. locale Coniglio Vajanto et al.64, 2000
aFGF (FGF-1) proteica i.m. iniezioni giornaliere Coniglio Pu et al.65, 1995
bFGF (FGF-2) proteica i.m. rilascio lento Ratto Chleboun et al.66, 1992
bFGF (FGF-2) gene (adenovirus) i.m. locale Topo Garcia-Martinez et al.67, 1999
VEGF-A + FGF-2 proteica i.a. (arteria iliaca interna) Coniglio Asahara et al.26, 1995
Ang1 gene (plasmide) i.m. locale Coniglio Shyu et al.68, 1998
Ang1 + VEGF gene (cytomegalovirus) i.m. locale Coniglio Chae et al.69, 2000
aFGF = fattore di crescita dei fibroblasti acido; Ang1 = angiopoietina 1; bFGF = fattore di crescita dei fibroblasti basico; EPC = cellu-
la progenitrice della cellula endoteliale; hPBMC = cellula mononucleata del sangue periferico umano; MNC = cellula mononucleata;
VEGF = fattore di crescita dell’endotelio vascolare.
Figura 2.Arterie della pelvi e dell’arto inferiore del ratto. 1 = arteria Figura 3.Dissezione dell’arteria femorale e dei relativi rami. L’arteria
aorta; 2 = arteria iliaca esterna sinistra; 3 = arteria iliaca esterna de- femorale ed i suoi rami principali (arteria circonflessa femorale laterale,
stra; 4 = arteria iliaca interna; 5 = arteria femorale; 6 = arteria safe- arteria femorale caudale laterale e arteria epigastrica caudale superfi-
na; 7 = arteria poplitea; 8 = ileo; 9 = ischio; 10 = tibia; 11 = fibula. ciale) sono state dissecate, legate ed asportate nel loro intero tragitto.
l’esame istologico documentava negli animali trattati trarteriosa, del plasmide80. È stato dimostrato inoltre un
con plasmide-VEGF un rapporto fra capillari e mio- recupero della funzione endoteliale del circolo collate-
165
citi notevolmente più elevato rispetto agli animali di rale dopo trasferimento genico codificante per il
controllo. Anche i plasmidi contenenti DNA comple- VEGF 62. Alcuni studi hanno utilizzato per il trasferi-
165
mentare per VEGF , VEGF e VEGF hanno mo- mento del gene per il VEGF dei vettori virali, in genere
121 165 189
strato una simile attività biologica nell’indurre angio- adenovirus modificati incapaci di replicarsi e la transfe-
genesi59. Risultati analoghi sono stati ottenuti median- zione del gene per il VEGF si è dimostrata efficace nel
te somministrazione intramuscolare diretta, anziché in- proteggere l’arto anche dagli effetti dell’occlusione va-
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scolare acuta63,64. La terapia con vettori virali non è tut- adenovirus (Ad-bFGF) dimostrando la formazione di
tavia scevra da rischi: nello studio di Messina et al.81la una nuova rete vascolare locale67,94,95.
somministrazione di VEGF tramite carrier adenovirale L’associazione tra i due fattori VEGF e FGF ha di-
ha provocato la gangrena dell’arto causata dalla reazio- mostrato avere effetti sinergici26.
ne infiammatoria al capside virale (Fig. 4); la sommini- Anche il plasmide contenente l’Ang1, ma non
strazione con ciclosporina, inibendo la reazione infiam- l’Ang2, si è dimostrato efficace nello sviluppare una re-
matoria, ne preveniva l’insorgenza (Fig. 5)81. te vascolare collaterale68 e risultati positivi sono stati
Altri studi sperimentali hanno utilizzato la forma ottenuti anche mediante la co-somministrazione di
acida dell’FGF65,82-85, documentando una migliore per- Ang1 e VEGF69.
fusione negli animali trattati, con neovascolarizzazione Come già ricordato, neoangiogenesi è stata ottenuta
e ricostituzione dell’albero arterioso distale. anche con numerosi altri fattori di crescita30-38.
La forma basica dell’FGF è stata sperimentata da
vari autori86-93mediante varie modalità di somministra- Angiogenesi indotta con cellule staminali o progenitri-
zione, incluse forme di rilascio lento controllato66. È ci endoteliali. Analizziamo adesso gli studi che hanno
però da segnalare che l’incremento di flusso ottenuto dimostrato l’efficacia della terapia angiogenetica indot-
negli animali trattati rispetto ai gruppi di controllo mo- ta mediante terapia cellulare con cellule staminali.
strava un limite temporale, essendo il fattore evidenzia- Nei primi lavori neoangiogenesi è stata ottenuta uti-
bile per non più di 3 settimane. Altri hanno utilizzato il lizzando l’intera popolazione delle cellule midolla-
gene codificante per FGF o bFGF trasportato da un ri49,50. Le cellule midollari sono state iniettate diretta-
mente nei muscoli resi ischemici, secondo la procedu-
ra sperimentale già descritta. Dopo 2 settimane dall’au-
totrapianto è stato documentato un aumento del circolo
collaterale nell’arto ischemico tramite esame istologi-
co: il rapporto fra capillari e fibre muscolari è risultato
infatti significativamente superiore nei ratti trapiantati
rispetto al gruppo di controllo, in cui alla legatura del-
l’arteria femorale seguiva l’inoculazione di solo place-
bo. La valutazione microangiografica ha confermato
che gli arti dei ratti che avevano ricevuto le cellule mi-
dollari erano dotati di una rete di vasi collaterali più svi-
luppata rispetto ai controlli. Il flusso sanguigno all’ar-
to, misurato tramite laser Doppler, è risultato ridotto nei
ratti che avevano ricevuto solo placebo rispetto a quel-
li trapiantati con cellule midollari. Infine, l’impianto di
cellule midollari ha determinato un miglioramento del-
l’autonomia di marcia negli animali trattati. Nelle se-
Figura 4.Gangrena di arto inferiore di ratto 5-7 giorni dopo la sommi- zioni istologiche ottenute dopo l’impianto, le cellule
nistrazione intrarteriosa di gene con carrier adenovirale in arto ische- inoculate sono risultate positive all’immunoistochimi-
mico. Da Messina et al.81, con il permesso dell’Editore.
ca per antigeni endoteliali (CD31 e VE-caderina), di-
mostrando la loro differenziazione in cellule endotelia-
li mature.
Questi studi hanno peraltro dimostrato che le cellu-
le di origine midollare, individuabili tramite marcatura
con colorante fluorescente, sono presenti nel muscolo
ischemico dopo 3 giorni dal loro inoculo ma la loro
quantità si riduce notevolmente già dopo 1 settimana,
fino a divenire trascurabile dopo 2 settimane.
Altri autori hanno utilizzato la sola frazione mono-
nucleata delle cellule di midollo osseo (BMNC)51, otte-
nuta dopo centrifugazione in gradiente di densità. Que-
sta popolazione è composta da eritroblasti (37 ± 6%),
cellule monocitoidi (12 ± 2%), cellule linfocitoidi (37
±10%) e granulociti (14 ±2%). Le frazioni monocitoi-
di e linfocitoidi sembrano contenere, fra le cellule stro-
mali midollari, le EPC96,97. Anche le BMNC sono state
trapiantate in punti diversi dei muscoli resi ischemici
della coscia, dopo legatura dell’arteria femorale. I ri-
Figura 5.Prevenzione della gangrena mediante somministrazione di ci-
closporina. Da Messina et al.81, con il permesso dell’Editore. sultati ottenuti con l’utilizzo delle BMNC sono analo-
6
R Di Stefano et al - Angiogenesi negli arti inferiori
ghi a quelli ottenuti nei lavori precedenti utilizzanti porto capillari/fibre muscolari significativamente mag-
l’intera popolazione midollare: all’esame istologico del giore ed un miglior score angiografico. I livelli circo-
muscolo ischemico, le cellule impiantate sono state in- lanti e nelle sezioni istologiche muscolari di alcuni fat-
corporate nella rete capillare e sono risultate positive tori di crescita e citochine angiogenetiche sono risulta-
alla fosfatasi alcalina, enzima di norma espresso nelle ti simili a quelli degli animali dove venivano impianta-
cellule endoteliali del muscolo scheletrico; la densità te cellule staminali midollari50.
capillare è apparsa significativamente maggiore negli In uno studio analogo56sono state utilizzate separa-
animali che avevano ricevuto le BMNC; sia lo score an- tamente cellule mononucleate del sangue periferico,
giografico, che il flusso tramite laser Doppler, aumen- polimorfonucleati e piastrine. Immagini angiografiche
tavano significativamente dopo il trapianto delle confermavano lo sviluppo di vasi collaterali neoforma-
BMNC rispetto ai gruppi di controllo, indicando che le ti solo negli animali sottoposti ad impianto locale di
BMNC avevano indotto la formazione di un neocircolo cellule mononucleate del sangue periferico o di piastri-
collaterale. ne mentre la presenza di polimorfonucleati attenuava di
Il passo successivo è stato quello di sperimentare un 32% la presenza di questi capillari neoformati. Un
una popolazione ancora più selezionata, ovvero la sola dato sicuramente importante è che marcando le cellule
frazione contenente le EPC. con colorante fluorescente, si notava che queste non ve-
Asahara et al.52hanno selezionato le EPC mediante nivano incorporate nei nuovi capillari a conferma che
due antigeni: il CD34 ed il Flk-1 (recettore del VEGF), sono solo le cellule staminali (CD34+) quelle capaci di
espressi dalle cellule staminali ematopoietiche fino a incorporarsi nella parete dei vasi in formazione.
prima della loro maturazione e dalle cellule endoteliali Le BMNC contengono circa il 2.4% di cellule
immature. Tali cellule CD34+/VEGF+ sono state iniet- CD34+, mentre le mononucleate del sangue periferico
tate in topi immunodeficienti in cui era stata indotta ne contengono circa lo 0.02%. Per verificare se questa
ischemia di un arto. Queste cellule sono state trovate differenza influisce sul potenziale neoangiogenetico, lo
incorporate nel 13% dei capillari neoformati; nei con- stesso numero di cellule mononucleate di origine mi-
trolli in cui sono state trapiantate cellule CD34 negati- dollare e di cellule mononucleate ottenute dal sangue
ve, queste si ritrovavano soltanto nell’1% dei neovasi periferico venivano iniettate in due gruppi distinti di
dell’arto ischemico. ratti. Dopo 21 giorni il flusso sanguigno negli arti in cui
Kalka et al.53hanno utilizzato una frazione cellula- erano state impiantate cellule mononucleate di origine
re ancora più specifica, cioè le EPC espanse in coltura midollare era > 28% circa a quello in cui erano state im-
per 4 giorni in un terreno arricchito di fattori di cresci- piantate cellule mononucleate ottenute dal sangue peri-
ta specifici per le cellule endoteliali. Le EPC ottenute ferico evidenziando pertanto che, sebbene le cellule
tramite amplificazione in vitrosono risultate identifica- mononucleate del sangue periferico siano capaci di svi-
bili, dopo 7 giorni, nel 56 ± 4.7% dei nuovi vasi del- luppare una buona quota di angiogenesi, la presenza di
l’arto ischemico. Questo studio ha inoltre dimostrato un numero maggiore di EPC favorisce ulteriormente la
una maggiore densità capillare ed un maggior flusso al formazione di capillari.
laser color Doppler nei topi trapiantati con le EPC ri- Le considerazioni conclusive che possiamo trarre
spetto ai controlli; inoltre nel gruppo di topi di control- dai numerosi dati sperimentali nei modelli animali so-
lo (in cui nell’arto reso ischemico si somministrava so- no che questi studi sono stati sicuramente fondamenta-
lo soluzione salina) solo il 7% dei topi rimaneva con li per dimostrare gli effetti in vivodei fattori di crescita
l’arto illeso contro il 59% dei topi riceventi le EPC. e delle citochine coinvolte nel processo di neoangioge-
Esperimenti analoghi sono stati effettuati utilizzan- nesi nell’ischemia periferica; hanno inoltre chiaramen-
do EPC isolate e coltivate da sangue di cordone ombe- te dimostrato la presenza del fenomeno di vasculoge-
licale54. Anche in questi esperimenti le EPC trapiantate nesi nella fase non embrionale dello sviluppo del siste-
sono sopravvissute ed hanno contribuito alla formazio- ma vascolare ed il ruolo svolto dalle cellule progenitri-
ne dei neovasi. ci midollari nell’organismo adulto.
Riteniamo interessante segnalare infine un’altra li- Gli studi sull’animale sono inoltre ad oggi gli unici
nea sperimentale che ha utilizzato per indurre angioge- che hanno permesso di documentare il processo di ho-
nesi leucociti e piastrine del sangue periferico al posto ming ovvero di migrazione ed inserimento di queste
dei precursori midollari. Il razionale all’utilizzo del- cellule nei foci di ischemia, nonché il loro differenzia-
l’impianto di cellule mononucleate del sangue periferi- mento in senso endoteliale. Hanno dimostrato come so-
co nel muscolo ischemico si basa sul presupposto che lo le progenitrici sono incorporate nei neovasi, a diffe-
tali cellule, localizzandosi intorno ai vasi, ne possano renza delle altre cellule mononucleate del periferico
aumentare il numero tramite il rilascio in loco di fatto- che pure migrano e partecipano indirettamente alla
ri angiogenetici (VEGF, bFGF, PDGF e transforming neoangiogenesi nei territori ischemici.
growth factor-(cid:3)) e proteasi della matrice extracellulare. Da una prospettiva clinica tuttavia i dati nell’anima-
In uno studio che ha sperimentato tale ipotesi55i ri- le non hanno al momento dimostrato quanto le cellule
sultati sono stati positivi: 4 settimane dopo l’impianto i staminali siano determinanti nell’arteriogenesi e quan-
ratti trapiantati, rispetto ai controlli, avevano un rap- to a lungo persista l’effetto proangiogenetico.
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Inoltre riteniamo opportuno ricordare che nell’am- cluso101. Lo studio ha arruolato 190 pazienti con clau-
bito clinico il quadro di ischemia critica implica croni- dicatio intermittens dovuta ad aterosclerosi localizzata
cità. Gli studi eseguiti ad oggi hanno valutato di fatto a valle dell’arteria iliaca, suddivisi in tre gruppi a rice-
gli effetti della terapia angiogenetica in modelli anima- vere l’infusione intrarteriosa di placebo (ai giorni 1 e
li di ischemia acuta. Alla legatura della femorale e dei 30), oppure una dose di placebo al giorno 1 e una dose
collaterali consegue infatti un’ischemia acuta severa di rFGF-2 al giorno 30 oppure l’infusione di rFGF-2 in
nell’arto posteriore, con mionecrosi nei muscoli della due dosi (ai giorni 1 e 30).
gamba e della coscia, così come risulta dalle sezioni I risultati sono stati valutati mediante incremento
istologiche e dalle immagini di risonanza magnetica. del tempo di marcia con Gardner treadmill test esegui-
Alla morte del tessuto muscolare si associano spesso to 90 giorni dopo la fine del trattamento: il gruppo trat-
necrosi superficiali e perdita di peluria dell’arto. Si de- tato con una dose di rFGF-2 ha incrementato il tempo
ve peraltro tenere presente che questi modelli nei pic- di marcia rispetto al gruppo trattato con placebo; la
coli animali hanno di base un fattore confondente im- doppia infusione di fattori di crescita non ha prodotto
portante, in quanto in questi animali esiste una neoan- risultati migliori rispetto alla singola dose. Come end-
giogenesi spontanea: la stessa ischemia conseguente al- point secondari lo studio esaminava il tempo di marcia
la legatura arteriosa è uno stimolo per sviluppare una a 180 giorni, la misurazione dell’ABI a 90 e 180 giorni
certa quota di angiogenesi compensatoria spontanea e, dall’inizio del trattamento e la qualità di vita valutata
dopo un certo periodo di tempo, per reclutare vasi col- mediante due questionari. Anche per gli obiettivi se-
laterali81. Nella pratica clinica si presenta una situazio- condari non si sono ottenute differenze significative su
ne opposta: una condizione ischemica perdurante da questi parametri rispetto al placebo. Da segnalare la
molto tempo, con fallimento della risposta angiogenica comparsa di proteinuria severa (> 1 g/die) dose-dipen-
spontanea. Inoltre questi modelli sono di solito, ad ec- dente in alcuni pazienti.
cezione di pochi casi, eseguiti in animali normocoleste- Un altro recente studio102, eseguito nella popolazio-
rolemici, non diabetici e non anziani e pertanto con una ne cinese, terapia genica con VEGF veicolato da pla-
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migliore capacità di formare vasi collaterali rispetto ai smide è stata praticata in 21 pazienti affetti da CLI cro-
soggetti umani con ischemia critica. nica, di cui 16 con ulcere ischemiche, a dosi variabili
fra 400 e 2000 ug di plasmide, mediante iniezione di-
Trial clinici. I primi tentativi clinici di terapia angioge- retta intramuscolare nell’arto ischemico; la stessa dose
netica in pazienti con CLI hanno utilizzato fattori di veniva ripetuta dopo 4 settimane. I risultati di questo
crescita endoteliali. studio, se pur non randomizzato con placebo, hanno di-
Nel primo trial di fase I non randomizzato, 9 pa- mostrato chiaramente l’efficacia della terapia in termi-
zienti con CLI sono stati trattati con due iniezioni in- ni di miglioramento dell’ABI, guarigione o migliora-
tramuscolari (a distanza di 4 settimane) di plasmide di mento di 12 ulcere (75%) e del dolore a riposo in 20 ar-
DNA esprimente VEGF umano sotto il controllo di ti e di formazione di nuovi circoli evidenziati con riso-
165
un promotore cytomegalovirus98. I risultati di tale spe- nanza magnetica. Il dato più significativo di questo stu-
rimentazione hanno dimostrato la formazione di nuovi dio è la presenza di un effetto angiogenetico dose-di-
vasi collaterali del diametro medio di 200 (cid:4)m in 7 dei pendente e l’assenza di effetti collaterali importanti ec-
10 arti trattati, il miglioramento clinico (guarigione del- cetto edema transitorio dell’arto trattato.
le ulcere o diminuzione del dolore a riposo) in 9 arti e A conforto dei numerosi studi sperimentali, un trial
strumentale (aumento > 0.1 dell’indice di Winsor-ABI) clinico randomizzato a doppio cieco (studio TACT- The-
in 5 pazienti. Lo stesso protocollo è stato praticato in 6 rapeutic Angiogenesis using Cell Transplantation) ha re-
pazienti con tromboangioite obliterante (morbo di centemente confermato la possibilità di indurre neoan-
Buerger) ottenendo la completa guarigione delle ulcere giogenesi mediante innesto di cellule di midollo osseo
in 5 arti; anche in questo trial tuttavia non era presente autologhe in pazienti con CLI103. I risultati dello studio
un gruppo di controllo99. TACT hanno infatti dimostrato chiaramente l’effetto an-
Questi studi hanno anche segnalato alcuni effetti giogenetico ottenibile con l’utilizzo di BMNC al place-
collaterali indesiderati della terapia angiogenica come bo. Nei pazienti inclusi nel braccio di studio che preve-
la formazione di neoangiogenesi patologica in altri or- deva l’impianto di BMNC, monitorizzati mediante ABI,
gani e la comparsa di edema importante dell’arto che pressione parziale di ossigeno transcutanea e tempo li-
tuttavia risponde alla terapia con diuretici o può essere bero di marcia ed angiografia digitale, si è ottenuto un
prevenuto dall’uso concomitante di Ang1. netto miglioramento dei parametri strumentali, comple-
Dopo queste prime esperienze sono iniziati nume- ta remissione del dolore a riposo in 22 pazienti, regres-
rosi altri trial (alcuni tuttora in corso) in cui la neoan- sione nella scala del dolore in 15, salvataggio da ampu-
giogenesi periferica è indotta mediante l’iniezione di- tazioni digitali in 15 su 20 pazienti e miglioramento del-
retta dei fattori di crescita VEGF-C e FGF-1 veicolati le ulcere in 6 su 10.
da plasmidi o vettori virali100. In un ulteriore studio di tipo osservazionale, Mina-
Tra questi lo studio TRAFFIC di fase II, randomiz- mino et al.104hanno utilizzato cellule mononucleate del
zato a doppio cieco con placebo, si è recentemente con- sangue periferico, previa mobilizzazione di progenitri-
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ci midollari con la somministrazione di granulocyte- lulare possa da solo portare allo sviluppo di arterie mu-
macrophage colonystimulating factorper 4 giorni. Nei scolari. Sebbene sia stato dimostrato che il VEGF può
pazienti in cui veniva riscontrato un aumento almeno avere effetti anche sulle cellule muscolari lisce107, è più
dello 0.1% della popolazione CD34+ veniva seguita probabile che possa generare arteriogenesi tramite
aferesi delle cellule mononucleate che venivano poi meccanismi indiretti legati a modifiche emodinamiche.
concentrate ed iniettate in 50 punti del muscolo dell’ar- In questo senso abbiamo visto che l’angiogenesi pro-
to ischemico. Il miglioramento del quadro clinico, a di- dotta dai fattori di crescita riduce le resistenze vascola-
stanza di 1 anno, valutato con il prolungamento del ri dell’intera regione dipendente dal vaso collaterale
tempo di marcia, tuttavia non era oggettivabile con i mediante l’aumento della densità capillare e pertanto
test clinici e radiologici. Secondo gli stessi autori il me- contribuisce ad aumentare il flusso locale, favorendo
todo, pur essendo efficace, è tuttavia molto costoso per tramite lo shear stress, la crescita delle anastomosi ar-
la metodica di selezione e raccolta delle CD34+ ed è teriose preesistenti. In aggiunta, il VEGF produce una
pertanto proponibile solo quando non è possibile ese- up-regulation della nitrossido-sintetasi costitutiva e
guire il prelievo di midollo. della nitrossido-sintetasi inducibile, potenti vasodilata-
Una segnalazione dell’efficacia anche dell’impian- tori delle arterie muscolari tramite produzione di ossi-
to dei soli leucociti del sangue periferico è stata ottenu- do nitrico108,109.
ta in 3 pazienti con CLI con gangrena ed ulcere dove Allo stato attuale tuttavia non è possibile conclude-
l’impianto ha determinato, oltre al miglioramento del- re che un singolo fattore sia più o meno efficace di un
l’ABI, la parziale guarigione delle ulcere e la scompar- cocktail. L’utilizzo delle cellule staminali ha tutti i pre-
sa del dolore a riposo105. Interessante l’osservazione in supposti per essere una strategia migliore rispetto a
questi pazienti di una normalizzazione dei valori della quella che sfrutta i fattori di crescita singoli o in asso-
proteina C reattiva, dopo 1 mese dall’impianto. ciazione. Tramite queste cellule infatti viene elimina-
A commento di questi studi clinici, riteniamo che, to il problema del fattore o dei fattori di crescita più
nonostante i risultati incoraggianti, esistono al momen- efficaci e della dose degli stessi da somministrare. Si
to alcuni punti critici sulla terapia angiogenica, solleva- presume infatti che le cellule stesse siano capaci di
ti peraltro dagli stessi pionieri di questa terapia106. In- creare il microambiente ottimale per l’angiogenesi, li-
fatti non è ancora ad oggi stabilito con certezza se i pa- berando nella giusta sequenza e nella combinazione
zienti con CLI cronica che non sono candidabili per ottimale i fattori di crescita e le citochine necessarie
procedure di rivascolarizzazione chirurgica o percuta- per la formazione di nuovi vasi. Inoltre le EPC sono
nea, siano effettivamente candidabili alla terapia cellu- esse stesse capaci di differenziarsi negli elementi cel-
lare o con fattori di crescita. Questi pazienti potrebbero lulari costituenti i vasi sanguigni oltre a rappresentare
avere danni muscolari e neurologici ormai irreversibili, una sorgente locale di fattori angiogenetici e quindi
oltre a infezioni locali, che possono di per sé costituire contribuire anche indirettamente alla formazione di
un rischio di amputazione non necessariamente legato nuovi vasi. Inoltre le cellule inoculate inducono il re-
a modifiche dello stato di perfusione. clutamento dei monociti, i quali partecipano attiva-
Infine resta il problema molto importante, non an- mente ai processi infiammatori che accompagnano la
cora risolto, della scelta degli endpoint nei trial perché neoangiogenesi liberando citochine, molecole di ade-
al momento non esistono gold standardche documen- sione, fattori di crescita vascolare e proteasi della ma-
tino con certezza il processo di angiogenesi nell’uomo. trice extracellulare.
Negli studi clinici, le EPC si sono rivelate prive di
effetti collaterali: nei pazienti trattati con cellule stami-
Considerazioni conclusive nali non si sono riscontrate modificazioni istologiche
come crescita o sviluppo di angiomi; rispetto alle pro-
I dati della letteratura mostrano l’impressionante teine ricombinanti ed alla terapia genica, l’utilizzo del-
potenzialità della terapia angiogenetica per il tratta- le cellule staminali autologhe potrebbe essere pertanto
mento della patologia ischemica degli arti inferiori. più sicuro dal punto di vista della tossicità degli effetti
Tuttavia numerosi sono ancora i quesiti ai quali la ri- collaterali. Infatti non si può ad oggi escludere con cer-
cerca deve trovare risposta. tezza che l’uso di fattori di crescita veicolati da plasmi-
L’emivita dei fattori di crescita ricombinanti in cir- di o vettori virali possa portare all’accelerazione della
colo, ad esempio, è solo di pochi minuti. Ciò premesso, retinopatia diabetica, all’instabilità delle placche atero-
sembra difficile ipotizzare un sostanziale effetto angio- sclerotiche o allo sviluppo di tumori.
genetico con una singola o doppia dose di VEGF o Allo stato attuale delle conoscenze tuttavia non è
FGF. Gli effetti positivi comunque riportati potrebbero ancora possibile rispondere al quesito: la strategia mi-
essere dovuti all’effetto autocrino amplificante di tali gliore per produrre neoangiogenesi è quella di sommi-
fattori o al legame di tali fattori con l’eparansolfato che nistrare le BMNC intotoo soltanto la frazione di que-
ne potrebbe prolungare gli effetti sistemici. ste indirizzata verso la differenziazione endoteliale
Un altro quesito chiave è quello di capire quanto un (EPC) reperibile nel sangue periferico? A favore della
fattore di crescita specifico per un determinato tipo cel- prima ipotesi, c’è la considerazione che una popola-
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zione non selezionata può sfruttare appieno i segnali In conclusione, resta pertanto a nostro avviso im-
intercellulari fra i diversi tipi di cellule, necessari per portante cercare di indirizzare la ricerca preclinica nel-
la differenziazione e maturazione in loco in cellule en- la messa a punto di modelli sperimentali di angiogene-
doteliali; al contrario, probabilmente, la frazione EPC si che siano più vicini alla fisiopatologia del quadro cli-
se inoculata da sola nel tessuto ischemico potrebbe nico dell’ischemia critica; di sviluppare e migliorare le
avere maggiori difficoltà a differenziarsi in cellule en- tecniche di coltura e differenziamento cellulare invitro
doteliali mature e a formare neovasi in quanto verreb- per poter sperare di applicare la terapia cellulare angio-
be a mancare il ruolo che svolgono le altre cellule nel genica con le migliori possibilità di successo.
processo di differenziazione. Le cellule CD34 negati-
ve (cellule mesenchimali) infatti, non sintetizzano sol-
tanto fattori di crescita angiogenetici (VEGF e bFGF), Riassunto
ma anche l’Ang1, che abbiamo visto avere un’impor-
tante funzione nella maturazione e nel mantenimento È stimato che l’arteriopatia obliterante, di cui l’i-
del sistema vascolare. schemia critica rappresenta il quadro evolutivo più
A favore dell’utilizzo di EPC espanse in coltura c’è drammatico, interessi il 15% degli adulti > 55 anni. I
sicuramente la possibilità di ottenerle mediante un pre- pazienti con ischemia critica degli arti inferiori che non
lievo non invasivo; l’esiguità del numero nel sangue pe- sono candidabili ad interventi di rivascolarizzazione
riferico può essere risolta mediante opportune metodi- chirurgica o percutanea sono destinati alla perdita di un
che di amplificazione in vitro110. Si calcola che, da 1 arto. Coloro che possono beneficiare di una rivascola-
milione di cellule mononucleate del sangue periferico rizzazione spesso vanno incontro a ricomparsa dei sin-
si possano selezionare circa 3 (cid:5)102EPC, cioè circa lo tomi o ad ulteriori interventi di revisione chirurgica o
0.05%. Tramite espansione ex vivo, invece, dallo stesso ad amputazioni progressive. Nessuna terapia medica è
numero di cellule, si possono ottenere circa 4-5 (cid:5)104 ad oggi ritenuta valida per il trattamento del dolore a ri-
EPC, con un guadagno dell’ordine di 80-90 volte. poso o la guarigione delle lesioni trofiche che spesso
Uno studio recente in pazienti con infarto miocardi- affliggono questi pazienti.
co acuto ha peraltro dimostrato che l’infusione intraco- La neoangiogenesi terapeutica, che ha lo scopo di
ronarica di EPC autologhe isolate da sangue periferico migliorare il flusso ematico dei tessuti ischemici indu-
dello stesso paziente ed espanse in coltura determina ri- cendo la formazione di nuovi vasi sanguigni, potrebbe
spetto all’impiego di cellule staminali del midollo os- rappresentare un’opzione terapeutica. La scoperta del-
seo in totoi medesimi risultati clinici, in termini di fra- la possibilità di indurre la “gemmazione” di nuovi vasi
zione di eiezione, miglioramento del quadro clinico e da vasi preesistenti (angiogenesi) o di formare nuovi
prevenzione del rimodellamento postinfartuale111. vasi tramite la differenziazione in situ di cellule endo-
L’espansione ex vivo presenta inoltre il notevole teliali da precursori staminali (vasculogenesi) ha aper-
vantaggio di poter assicurare un pool di EPC autolo- to nuovi orizzonti per questa patologia estremamente
ghe numericamente significativo anche in quei sog- invalidante.
getti che, a causa di disfunzioni midollari legate ad al- Sebbene di fatto ad oggi la maggior parte della spe-
tre patologie o all’età, non hanno un numero suffi- rimentazione è stata ottenuta in modelli animali che
ciente di precursori midollari. Nella prospettiva di as- non rappresentano appieno la reale situazione clinica, i
sociare la terapia genica a quella cellulare, sappiamo risultati di alcuni trial clinici incoraggiano a proseguire
inoltre che il trasferimento di geni è più facile in cel- su questa nuova frontiera della ricerca. Questa revisio-
lule committed(come le EPC) rispetto a cellule meno ne della letteratura è volta ad esaminare le potenziali
differenziate. applicazioni della terapia angiogenetica come possibi-
Abbiamo visto infine come alcuni studi abbiano le trattamento dell’ischemia degli arti inferiori. L’atten-
proposto come altra fonte di terapia cellulare angioge- zione è stata posta in particolare alla lettura dei lavori
nica i semplici leucociti e le piastrine presenti del san- sperimentali sulla terapia angiogenetica mediante cel-
gue periferico. I leucociti (granulociti, monociti, ma- lule staminali.
crofagi) e le piastrine sono infatti capaci di per sé di ri-
lasciare un gran numero di citochine angiogeniche. È Parole chiave:Angiogenesi; Cellule; Ischemia.
stato dimostrato che la loro iniezione diretta nel tessu-
to ischemico è in grado di indurre angiogenesi. Questa
Bibliografia
metodica che non presenterebbe effetti collaterali, è si-
curamente meno invasiva e meno costosa (non richie- 1.Hockel M, Schlenger K, Doctrow S, Kissel T, Vaupel P.
dendo particolari tecnologie) rispetto a quella che si ba- Therapeutic angiogenesis. Arch Surg 1993; 128: 423-9.
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dei dati ottenuti nell’animale, non sembrano confer-
31 (Part 2): S1-S296.
marne la stessa efficacia nell’uomo, se confrontate con
3.Second European Consensus Document on chronic critical
le cellule staminali. leg ischemia. Circulation 1991; 84 (Suppl): IV1-IV26.
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