Verso la traslazione clinica del trapianto di cellule staminali mesenchimali per la rigenerazione del disco intervertebrale

Low back pain is a very frequent clinical condition associated with high morbidity. It is the main cause of disability in the population under 45 and represents one of the main economic expenses in developed countries. The main cause of low back pain is intervertebral disc degeneration (IDD). Recent advances in understanding the biology of the intervertebral disc (IVD - Intervertebral Disc) have led to a greater interest in the development of new biological therapies. Stem cell therapy has the potential to promote IVD regeneration by overcoming the limited self-regenerative capacity of disc tissue. The use of different types of adult stem cells, such as mesenchymal stem cells (MSCs) of the bone marrow has been described with promising prospects. Recent scientific evidence has shown that intradiscal injection of MSC positively modifies the course of disc degeneration in vivo. This new cell therapy has the potential to become a powerful therapeutic tool for the future treatment of IDD. However, many unresolved issues remain in the process of transferring these results to the clinic, such as the choice of the ideal carrier and the optimal cell dose. In an attempt to introduce this new biological treatment into clinical practice, the following PhD thesis describes the work carried out with the aim of solving these problems. The ultimate goal is to transfer stem cell therapy for the treatment of IDD from the laboratory and animal model to a clinical trial.

La lombalgia è una condizione clinica molto frequente associata ad elevata morbilità. Essa è la principale causa di disabilità nella popolazione al di sotto dei 45 anni e rappresenta una delle principali spese economiche nei paesi sviluppati. La causa principale della lombalgia è la degenerazione del disco intervertebrale (IDD – Intervertebral Disc Degeneration). I recenti avanzamenti nella conoscenza della biologia del disco intervertebrale (IVD – Intervertebral Disc) hanno portato ad un maggiore interesse per lo sviluppo di nuove terapie biologiche. La terapia con cellule staminali ha la potenzialità di favorire la rigenerazione dell'IVD superando le limitate capacità auto-rigenerative del tessuto discale. L'utilizzo di diversi tipi di cellule staminali dell'adulto, quali le cellule staminale mesenchimali (MSC – Mesenchymal Stem/Stromal Cells) del midollo osseo è stato descritto con prospettive promettenti. Recenti evidenze scientifiche hanno dimostrato che l'iniezione intradiscale di MSC modifica positivamente il corso della degenerazione discale in vivo. Questa nuova terapia cellulare ha la potenzialità di diventare un potente strumento terapeutico per il futuro trattamento dell'IDD. Tuttavia rimangono molte problematiche irrisolte nel processo di trasferimento di questi risultati alla clinica, come la scelta del carrier ideale e la dose cellulare ottimale. Nel tentativo di introdurre questo nuovo trattamento biologico nella pratica clinica, la seguente tesi di Dottorato di Ricerca descrive i lavori svolti con lo scopo di risolvere queste problematiche. L'obiettivo finale è di trasferire la terapia con cellule staminali per il trattamento dell'IDD dal laboratorio ed dal modello animale fino ad uno studio clinico.