Il coniglio come modello sperimentale per lo studio degli effetti neurologici indotti da Cobalto

Sono stati studiati gli effetti tossici dell’esposizione cronica a cobalto e cromo. In passato, questa tossicità, che colpiva lavoratori esposti per ragioni occupazionali, è stata un problema molto sentito. Tuttavia, recenti pubblicazioni hanno descritto una specifica tossicità mediata da elevati livelli di cobalto e cromo, anche in pazienti portatori di protesi metalliche, quali gli impianti d’anca. Anche se sintomi clinici tra cui, cecità, sordità e neuropatia periferica, suggeriscono uno specifico neurotropismo, ancora poco è conosciuto delle basi neuropatologiche di questo processo ed oltretutto non ne è ancora stata apportata un’evidenza sperimentale. In questo progetto di ricerca, quindi, si è voluto approfondire il meccanismo patogenetico da cui scaturiscono tali sintomi neurologici, utilizzando come modello sperimentale il coniglio. Conigli New Zealand White sono stati trattati con dosi endovenose ripetute di cobalto e cromo, inoculati singolarmente od in associazione tra loro. Nessuna evidente alterazione clinica o patologica è stata associata alla somministrazione di solo cromo, nonostante gli elevati livelli in sangue e tessuti, mentre i trattati con cobalto-cromo o solo cobalto hanno mostrato segni clinici gravanti sul sistema vestibolo-cocleare; il cobalto, quindi, è stato identificato come il maggiore elemento scatenante neurotossicità. Inoltre all’esame istopatologico gli animali hanno mostrato severa deplezione delle cellule gangliari retiniche e cocleari, assieme a danno al nervo ottico e perdita di cellule sensitive capellute dell’orecchio. È risultato infine evidente che la gravità delle alterazioni è stata correlata al dosaggio ed al tempo di esposizione; dati questi che confermano, quindi, le precedenti osservazioni fatte su pazienti umani esposti a rilascio abnorme di cobalto e cromo da usura di protesi d’anca. È stato ipotizzato che il cobalto agisca sui mitocondri provocando l’incremento di produzione di specie reattive dell’ossigeno e il rilascio di fattori proapoptotici, causando sulle cellule neuronali un danno proporzionale al loro fabbisogno energetico e grado di mielinizzazione.

Validation of a new method for human nerve decellularization: toward a new tool in peripheral nerve reconstructive surgery.

Defects of the peripheral nervous system are extremely frequent in trauma and surgeries and have high socioeconomic costs. In case of peripheral nerve injury, the first approach is primary neurorrhaphy, which is direct nerve repair with epineural microsutures of the two stumps. However, this is not feasible in case of stump retraction or in case of tissue loss (gap > 2 cm), where the main surgical options are autologous grafts, allogenic grafts, or nerve conduits. While the gold standard is the autograft, it has disadvantages related to its harvesting, with an inevitable donor site morbidity and functional deficit. Fresh nerve allografts have therefore become a viable alternative option, but they require immunosuppression, which is often contraindicated. Acellular Nerve Allografts (ANA) represent a valid alternative, they do not need immunosuppression and appear to be safe and effective based on recent studies. The purpose of this study is to propose and develop an innovative method of nerve decellularization (Rizzoli method), conforming to cleanroom requirements in order to perform the direct tissue manipulation step and the nerve decellularization process within five hours, so as to accelerate the detachment of myelin and cellular debris, without detrimental effects on nerve architecture. In this study, the safety and the efficacy of the new method are evaluated in vitro and in vivo by histological, immunohistochemical, and histomorphometric studies in rabbits and humans. The new method is rapid, safe, and cheaper if compared with available commercial ANAs. The present study shows that the method, previously optimized in vitro and in vivo on animal model presented by our group, can be applied on human nerve samples. This work represents the first step in providing a novel, safe, and inexpensive tool for use by European tissue banks to democratize the use of nerve tissue transplantation for nerve injury reconstruction.