Nuova pelle coraggiosa

La natura sapeva cosa stava facendo quando ha progettato la pelle, l'organo più grande del corpo. Come copertura per il corpo, nient'altro si avvicina come primo livello di difesa contro infezioni, traumi e disidratazione. Il problema è che la pelle è sempre scarsa per i 4 milioni di persone afflitte da ferite croniche e per le oltre 50.000 persone ricoverate ogni anno negli Stati Uniti per il trattamento delle ustioni.

I trattamenti tradizionali per queste condizioni dolorose e spesso pericolose per la vita includono medicazioni che proteggono le ferite più piccole e consentono passivamente al corpo di guarire. Il trattamento per ferite grandi o ostinate può comportare un innesto cutaneo. Ma un'operazione di innesto cutaneo richiede il ricovero in ospedale e crea un'altra ferita nel sito donatore. E dopo una grande quantità di dolore, problemi e spese, l'innesto semplicemente non sempre sopravvive.

Questa storia faceva parte del nostro numero di luglio 1997

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Insoddisfatti di questi trattamenti convenzionali, i ricercatori negli anni '80 hanno cercato avidamente di isolare i fattori di crescita naturali che promuovono la guarigione. Ma i risultati con i singoli fattori di crescita sono stati generalmente deludenti perché la guarigione delle ferite si è rivelata più complessa di quanto originariamente pensato dai ricercatori e capire quali fattori applicare su una ferita, quando e a quale dose rimane un compito arduo.

Gli scienziati si sono quindi rivolti alla pelle coltivata, sperando che non solo fornisse una copertura tanto necessaria, ma fosse anche pronta per l'uso senza la necessità di abbinare il donatore. In effetti, un nuovo tipo di pelle coltivata, chiamata Apligraf Living Skin Equivalent, ha mostrato grandi promesse al riguardo. Secondo il suo produttore, Organogenesis of Canton, Mass., quando il tessuto cutaneo vivo veniva utilizzato negli studi clinici su pazienti con ulcere venose, che normalmente si verificano alle gambe e ai piedi a causa di un drenaggio anomalo del sangue, le ferite guarivano in media in 57 giorni. Ferite comparabili trattate con terapia standard utilizzando medicazioni a pressione guarite in media in 181 giorni. E il 57 percento dei pazienti che hanno combattuto contro le ulcere per più di un anno ha visto le proprie ferite chiudersi completamente, rispetto al 17 percento di quelli che hanno ricevuto un trattamento convenzionale.

Altre aziende come Advanced Tissue Sciences a La Jolla, in California, stanno lavorando su prodotti di pelle coltivata, ma la pelle Organogenesis è unica perché, a differenza di altri prodotti, ha due strati viventi: un'epidermide esterna e un derma sottostante. Senza entrambe le parti, non hai davvero la pelle, afferma David Heimbach, direttore dell'Università di Washington Burn Center.

L'epidermide, lo strato superiore sottile e protettivo, è nutrita dallo strato più spesso e sensibile del derma sottostante. Man mano che le cellule morte e piatte che compongono la parte più esterna dell'epidermide si consumano, vengono sostituite da cellule in rapida divisione dal basso chiamate cheratinociti, che producono una proteina dura e una sostanza grassa unica che rende la pelle impermeabile. Il derma, composto principalmente da cellule di fibroblasti, contiene i vasi sanguigni della pelle, i vasi linfatici, i nervi, i follicoli piliferi, le ghiandole sudoripare, le ghiandole sebacee e una rete di collagene proteico fibroso, che conferisce flessibilità alla pelle e supporto strutturale.

La chiave per sviluppare la nuova pelle cresciuta in laboratorio è coltivare solo le cellule funzionali dominanti: cheratinociti e fibroblasti. Mentre il sistema immunitario rifiuta altre cellule trapiantate trovate nella pelle, per qualche ragione sconosciuta accetta queste due come benigne.

Il processo di produzione inizia con la pelle che normalmente verrebbe scartata: prepuzi di neonati circoncisi. Un pezzo di pelle delle dimensioni di un francobollo può produrre circa quattro acri di pelle equivalente. Una volta che il tessuto è scomposto meccanicamente ed enzimaticamente a livello cellulare, condizioni di crescita altamente selettive nutrono solo i cheratinociti e i fibroblasti, eliminando così la coltura di tipi cellulari indesiderati. I tecnici quindi mescolano i fibroblasti con una soluzione di collagene appositamente preparata, che forma un gel che le cellule rimodellano in un reticolo denso. I cheratinociti posti su questo strato si attaccano e, quando esposti all'aria, iniziano a formare l'epidermide.

La pelle risultante appare, si sente e si comporta come la normale pelle umana. Se ferito, può anche guarire da solo. E può essere coltivato in qualsiasi dimensione o forma, anche se per comodità medica l'Organogenesi lo fornisce in dischi da tre pollici e rettangoli di quattro per otto pollici che i chirurghi ustionati sono abituati a usare. Anche la pelle coltivata si adatta molto bene al suo nuovo ambiente. Infatti, nessuno dei pazienti nello studio clinico ha mostrato segni di rigetto immunologico. E, cosa forse più straordinaria, le cellule del paziente alla fine sostituiscono il tessuto estraneo e le cellule responsabili della pigmentazione ritornano, insieme al normale colore della pelle.

I risultati sono stati drammatici, afferma Morton Altman, un consulente di ricerca con il California College of Podiatric Medicine di San Francisco che ha contribuito a testare la pelle coltivata. I pazienti hanno riportato una riduzione del dolore quasi istantanea e la guarigione è stata rapida, dice.

Nonostante tale entusiasmo, rimangono due ostacoli. L'organogenesi ha richiesto l'approvazione della FDA e ha ricevuto lo stato di revisione accelerata. Ma un cenno della FDA, sebbene sia ancora necessario, non è più sufficiente per il successo, afferma Howard Jones, che dirige gli affari regolatori e le licenze per le tecnologie curative, che monitora da vicino il mercato della cura della pelle nel corso della gestione di una rete nazionale di ferite. - centri di cura. Nella nuova era del Managed Care, i produttori devono sostenere l'efficacia in termini di costi dei nuovi prodotti.

Ma sebbene non sia stato ancora fissato un prezzo per la sua pelle coltivata, Organogenesis stima che potrebbe essere valutato a più di $ 1.000 per un trattamento dell'ulcera venosa, ad esempio, e si rivelerà comunque più economico della terapia standard. E gli sviluppatori sono fiduciosi di poterlo produrre a un prezzo inferiore. Sebbene la coltura cellulare possa essere un processo scrupoloso, i grandi lotti di produzione dovrebbero fornire economie di scala.

Se il prodotto supera questi ostacoli, diventerà il primo tessuto vivente ingegnerizzato ad arrivare sul mercato. E questa nuova pelle coraggiosa potrebbe essere solo l'inizio. Gli scienziati stanno anche sviluppando altri prodotti in tessuto come vasi sanguigni, valvole cardiache, cartilagine e persino interi organi. Come per la pelle coltivata, stanno scoprendo che i loro alleati più importanti sono le cellule che sanno già come creare questi tessuti complessi.

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