Modello sperimentale per lo studio degli effetti del plasma ricco di piastrine nei processi di riparazione muscolare

Platelets contain, within the α-granules, preformed inactive growth factors, including PDGF, TGF-ß, FGF, IGF-I and IGF-II, VEGF and EGF. The use of platelet-rich plasma (PRP) is actually applied in many clinical fields and it is mostly based on empirical evidence and knowledge of healing mechanisms supporting the use of supra physiological concentrations of growth factors. In literature there is still a lack of standardization that concerns both PRP preparation and the modality of application. The aim of this project was to identify a suitable experimental animal model to study the effects resulting from the administration of PRP on muscle repair process. It has also been investigated the modifications of leukocyte infiltration and the behavior of inflammatory cells into the injury site in short and long term and the possibility of a potential systemic effect of PRP. Following the selection of rat as animal model, it has been established as site of lesion the flexor digitorum sublimis muscle of the upper limb on which a standardized and reproducible lesion has been made by scalpel; this lesion simulates a muscle strain. The parameters for blood centrifugation were determined, following the blood intracardiac sampling, in order to concentrate the platelets approximately four times with a reduced amount of white blood cells. The PRP obtained has been placed directly on the lesion site. The healing time of untreated animals was about one week, and for this reason the experiments were concentrated in the first six days after the surgery. Our data showed that in muscles treated with PRP there was an amplification of the physiological response but not qualitative changes. The volume of leukocyte infiltration and the number of cells were significantly higher in treated muscles than in the control group but the treated muscles did not show significant differences from controls in terms of percentage of lymphocytes and polymorphonucleated. One month after the surgery, our data did not show significant differences between the control group and treated one. To assess the potential systemic effect we analyzed "contralateral" muscles (the same animal was injured on both limbs, one of which was treated with PRP while the other, the contralateral, no) and in the first three days, in terms of cellular infiltration and number of cells, the contralateral muscles showed an intermediate response between the control group and the treated one. So it seems that there is a systemic effect but it is no longer detectable later. The PRP is a promising treatment for muscle injuries but there are still unanswered questions. Further experimental studies are needed to fully understand the local and systemic mechanism of action before apply PRP in routine clinical practice.

Le piastrine contengono, all'interno degli α-granuli, fattori di crescita preformati in forma inattiva, tra cui PDGF, TGF-ß, FGF, IGF-I e IGF-II, VEGF ed EGF. Il plasma ricco di piastrine (PRP) viene attualmente utilizzato in diversi ambiti clinici basandosi per lo più sull'evidenza empirica e sulla conoscenza dei meccanismi di guarigione che supportano l'utilizzo di concentrazioni sovra fisiologiche di fattori di crescita. La letteratura evidenzia altresì una mancanza di standardizzazione sia per quanto attiene alle tecniche di preparazione del PRP che per le sue modalità di applicazione. Il presente progetto si è posto l'obiettivo di identificare un modello sperimentale animale adatto per lo studio degli effetti derivanti dalla somministrazione del PRP sui processi di riparazione muscolare. Si è inoltre indagato sulle modificazioni dell'infiltrato leucocitario e sul comportamento delle cellule infiammatorie nel sito di lesione a breve e a lungo termine e si è verificato un potenziale effetto sistemico del PRP. Scelto quale modello animale il ratto si è stabilito come sito di lesione il muscolo flessore comune delle dita dell'arto superiore su cui è stata effettuata una lesione da bisturi standardizzabile e riproducibile che simula una lesione da strappo. Si sono determinati i parametri utili per la centrifugazione del sangue, prelevato tramite prelievo intracardiaco, al fine di concentrare le piastrine di circa quattro volte con un ridotto contenuto di globuli bianchi. Il PRP ottenuto è stato inserito direttamente sulla lesione muscolare nei campioni da trattare. Il tempo di guarigione di animali non trattati è di circa una settimana per cui gli esperimenti sono stati concentrati nei primi sei giorni post-intervento. Dai nostri dati è emerso che nei muscoli trattati con PRP c'è un'amplificazione della normale risposta fisiologica senza però modificarla qualitativamente. Il volume di infiltrato leucocitario e la numerosità cellulare sono significativamente maggiori nei trattati rispetto al gruppo di controllo ma i muscoli trattati non mostrano differenze significative rispetto ai controlli in termini di percentuale di linfociti e polimorfonucleati presenti nell'infiltrato. Per quel che riguarda l'effetto del PRP a lungo termine i nostri dati non riportano differenze significative tra il gruppo di controllo e quello trattato a un mese dall'intervento. Per valutare il potenziale effetto sistemico si sono analizzati i muscoli ¿controlaterali¿ (uno stesso animale è stato lesionato su entrambe gli arti di cui uno è stato trattato con PRP mentre l'altro, il controlaterale, no) ed è emerso che nei primi tre giorni, in termini di infiltrato cellulare e di numerosità cellulare, i muscoli controlaterali hanno un comportamento intermedio tra quello dei controlli e quello dei trattati. Sembra quindi che ci sia un effetto sistemico che però non è più evidenziabile successivamente. Il PRP è un promettente trattamento per le lesioni muscolari ma rimangono ancora delle domande irrisolte. Ulteriori studi sperimentali sono necessari per comprendere a pieno il suo meccanismo d'azione locale e sistemico affinché possa essere applicato routinariamente nella pratica clinica.