Versione Italiana:
Background. L’ipoparatiroidismo postchirurgico rappresenta un’evenienza tutt’altro che rara dopo intervento di tiroidectomia totale e/o paratiroidectomia totale. I tentativi di trapiantare tessuto paratiroideo sono iniziati nel 1975 con Wells ed i risultati ancora oggi sono alquanto deludenti. Negli ultimi anni grazie a tecniche di ingegneria tissutale si cerca di costruire paratiroidi artificiali,capaci di secernere paratormone, disponibili per il trapianto in pazienti affetti da ipoparatiroidismo iatrogeno.
Pazienti e metodi. I paratireociti sono stati ottenuti da paratiroidi di tre pazienti, uremici cronici in emodialisi, operati per iperparatiroidismo secondario. Le colture cellulari ottenute in RPMI sono state successivamente seminate sugli scaffold di collagene (supporti tridimensionali a lenta biodegradazione). Il collagene rappresenta la componente maggioritaria della matrice extracellulare e quindi costituisce un buon substrato su cui le cellule aderiscono e crescono. I terreni di coltura adeguatamente supplementati contenevano bassa concentrazione di calcio e quindi stimolavano in maniera fisiologica i paratireociti a produrre paratormone in maniera costante. Le colture cellulari sono state osservate in microscopia ottica ed in ESEM e sono state sottoposte al test di vitalità MTT fino alla decima settimana. Inoltre è stata misurata la concentrazione di paratormone nel liquido colturale a varie settimane.
Risultati. Dopo 24 ore di coltura in RPMI le cellule estratte dalle paratiroidi umane erano quasi tutte adese e raggruppate in clusters tra di loro, a ricordare l’organizzazione ghiandolare. La popolazione cellulare era costituita prevalentemente da paratireociti (90-95%). Seminate sugli scaffold collagenici, a 10 settimane le cellule mantengono una morfologia epithelial-like, arrivando a colonizzare la superficie dello scaffold, conservano una buona progressione proliferativa, associata alla produzione di paratormone.
Conclusioni. La scelta di utilizzare paratireociti di pazienti affetti da iperparatiroidismo secondario ha certamente contribuito ad ottenere questi risultati, che, seppur parziali ed in vitro, vanno sperimentati in vivo su modello animale. Il costrutto bioingegnerizzato in scaffold impiantabile nel sottocutaneo può evitare la temuta dispersione delle cellule paratiroidee impiantate e dunque favore la loro agevole rimozione in caso di complicanze. La nostra ricerca ha avuto come obiettivi innanzitutto la realizzazione di colture cellulari di paratireociti umani e successivamente la ingegnerizzazione in vitro di paratiroidi umane all’interno di scaffold tridimensionali collagenici.
English version:
Background. The postoperative hypoparathyroidism is a not rare complication after total thyroidectomy and/or total parathyroidectomy. Attempts to transplant parathyroid tissue began in 1975 with the work of Wells, but still today results are disappointing. However, with the development of tissue engineering techniques, some experimental approaches to build artificial parathyroid are been made. Bioengineered device, actively secreting PTH, for transplant in patients with iatrogenic hypoparathyroidism is unavailable.
Patients and methods. Parathyroid cells were obtained from three chronic uremic patients in hemodialysis, operated for secondary hyperparathyroidism. Cell cultures in RPMI medium were subsequently seeded on collagen scaffold (three-dimensional matrix with slow biodegradation). Collagen is the major component of the extracellular matrix and thus is a good substrate for cell adhesion and growth. Culture media, with a low calcium concentration, were optimised to physiologically stimulate parathyroid hormone secretion. Cell cultures were morphologically observed in optical and electron (ESEM) microscopy and metabolically assayed by MTT method until the tenth week. Besides, concentration of parathyroid hormone in the culture medium has been measured for several weeks.
Results. After 24 hours of culture in RPMI, cells extracted from human parathyroid glands were nearly all adherent and organised in clusters to resemble the glandular organization. The cellular population consisted predominantly of parathyroid cells (90-95%). On collagen scaffolds, cells maintains an epithelial-like morphology also after 10 weeks, colonizing the scaffold surface and keeping a good proliferative rate with a discrete production of parathyroid hormone.
Conclusion. The use of parathyroid cells extracted from patients with secondary hyperparathyroidism was certainly an appropriate choice that enabled us to achieve these results, that albeit partial bode well for the experimental in vivo animal model. The bioengineered scaffolds when implanted in the subcutaneous can avoid the dispersion of parathyroid cells, assuring also the possibility to easily remove the implant in case of complications. Our research was aimed primarily to the optimisation of PTH secreting human parathyroid cells cultures and then to the in vitro engineering of human parathyroid glands in three-dimensional collagen scaffolds.
