Caratterizzazione dell'azione paracrina di cellule staminali mesenchimali umane allocate in un idrogelo per il trattamento della lesione al midollo spinale

Spinal cord injury (SCI) is a spinal cord (SC) damage, which leads to serious complications from physical, social and vocation point of view, for the patients and their families. From the neuropathological point of view, traumatic SCI is characterized by a cascade of multifactorial events that determines a progressive neurodegeneration and limits neuroregeneration. Among the new therapeutic strategies, transplantation of mesenchymal stem cells (MSCs) is considered particularly promising; the therapeutic effect of these cells seems related to factors secreted by MSCs themselves. However, MSCs transplantation has some limitations related to routes of administration, which tissue engineering could solve with the development of biomaterials, able to maximize cell survival in the injury site and to allow the controlled release of biofactors in situ. In this work we characterized the release of CCL2 secreted by MSCs loaded in a previously developed hydrogel. We demonstrated that CCL2 secreted by MSCs is delivered efficaciously in the injury site of murine models of SCI and it’s able to recruit macrophages, converting them to an M2 neuroprotective phenotype. Furthermore, CCL2 improves significantly the motor recovery in murine models of SCI.

La lesione al midollo spinale (LMS) è un danno al midollo spinale (MS) che porta a gravi conseguenze dal punto di vista fisico, sociale e vocazionale per i pazienti e le loro famiglie. Dal punto di vista neuropatologico, la LMS di origine traumatica è caratterizzata da una serie di eventi multifattoriali che determina una progressiva neurodegenerazione e limita la neurorigenerazione. Tra le nuove strategie terapeutiche, il trapianto di cellule staminali mesenchimali (MSC) è considerato particolarmente promettente; l’effetto terapeutico di queste cellule sembra essere dovuto ai fattori da esse secreti. Tuttavia il trapianto di MSC presenta dei limiti legati alle vie di somministrazione, che l’ingegneria dei tessuti si propone di risolvere con lo sviluppo di biomateriali in grado di massimizzare la sopravvivenza delle cellule nel sito di lesione e per consentire il rilascio controllato di biofattori in situ. In questo lavoro di tesi è stato caratterizzato il rilascio di CCL2 da parte di MSC umane caricate in un idrogelo precedentemente sviluppato. È stato dimostrato che CCL2 secreto dalle MSC viene rilasciato efficacemente nel sito di lesione di modelli murini di LMS ed è in grado di reclutare macrofagi, convertendoli verso un fenotipo M2 neuroprotettivo. Inoltre CCL2 induce un miglioramento significativo del recupero motorio in modelli murini di LMS.