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Nei pazienti con lesioni del Sistema Nervoso Centrale (SNC) i fenomeni di neuroplasticità rappresentano i meccanismi alla base del recupero spontaneo. La sfida delle neuroscienze consiste nel comprendere pienamente questi processi di riorganizzazione funzionale con lo scopo di individuare modi e mezzi per ”evocarla, guidarla e ottimizzarla”, in maniera da promuovere approcci riabilitativi sempre più personalizzati e specifici.
Il lavoro presentato in questa tesi è la prima parte di un progetto di ricerca che ha come scopo principale quello di valutare gli effetti di un intervento riabilitativo combinato con l’impianto di cellule staminali, in un modello sperimentale di ictus cerebrale.
L’ipotesi chiave che sta dietro questa ricerca è che, il trattamento riabilitativo motorio sia in grado di modificare alcuni parametri biochimici che possono avere un ruolo nella proliferazione e differenziamento di neuroblasti impiantati, e che sia in grado quindi di modificare positivamente l’outcome funzionale in un modello sperimentale di ictus.
In particolare abbiamo voluto identificare il tipo di trattamento riabilitativo più appropriato da somministrare, in modo da definire le variabili implicate, e ottimizzare al meglio gli eventuali effetti della riabilitazione sull’impianto di cellule staminali.
La prima fase di questo studio è stata svolta su una popolazione di ratti sani sottoposti a due differenti protocolli riabilitativi, ovvero Treadmill ed Elettrostimolazione muscolare localizzata (E-stim), al fine di valutare gli effetti dei due diversi approcci su parametri biochimici e funzionali. Entrambi i trattamenti sono stati somministrati ad intensità diverse su popolazioni diverse di animali.
Nella seconda fase dello studio sono stati utilizzati ratti sottoposti ad intervento di Occlusione dell’Arteria Cerebrale Media (MCAO). Questa popolazione è stata poi successivamente divisa in maniera random in due gruppi, di cui uno è stato sottoposto ad intervento riabilitativo e l’altro ha rappresentato la popolazione di controllo.
I risultati hanno evidenziato delle differenze statisticamente significative per quel che riguarda la popolazione sottoposta al trattamento su treadmill, per tutte le intensità selezionate, confrontate con la popolazione di controllo. In particolare le due popolazioni sottoposte a trattamento su treadmill a media ed alta intensità hanno mostrato valori di velocità significativamente maggiori anche rispetto al trattamento su treadmill a bassa intensità, risultando pertanto i due trattamenti in cui la funzione muscolare raggiungeva le performances migliori. Nessuna differenza è risultata dal confronto tra il trattamento su treadmill a media e ad alta intensità.
Inoltre, è stato osservato un trend in aumento della forza muscolare al termine delle 4 settimane di trattamento nel gruppo sottoposto ad E-Stim a varie intensità, popolazione in cui il suddetto arto veniva stimolato. Tali differenze non sono però risultate statisticamente significative, per cui abbiamo considerato questi trattamenti non impattanti per quel che riguarda la forza muscolare distrettuale. È stato inoltre ipotizzato che questo parametro non sia affidabile per una corretta valutazione del follow-up funzionale.
Un significativo aumento dei livelli sierici di BDNF è stato riscontrato solamente negli animali sottoposti a training su treadmill.
Per quanto riguarda la seconda parte dello studio, eseguita sul modello di stroke, nessuna differenza è risultata statisticamente significativa nel confronto tra il gruppo trattato su treadmill (approccio riabilitativo risultato più impattante) e quello di controllo. Questo ha suggerito che il trattamento riabilitativo somministrato non ha avuto, almeno nella fase in cui sono state effettuate le valutazioni, nessun impatto nel miglioramento dell’outcome funzionale, rispetto al recupero spontaneo osservato nella popolazione di controllo.
In conclusione, i risultati della prima fase di questo studio estensivo sull’efficacia del trattamento cellulare combinato con la riabilitazione, hanno permesso di identificare meglio una strategia riabilitativa specifica, adeguata in termini di modalità, timing, intensità e durata, potenzialmente capace di modulare in senso positivo la plasticità cerebrale.
Questi risultati incoraggiano l’approccio scientifico verso i meccanismi molecolari di plasticità cerebrale, che necessitano un approfondimento nell’ambito della ricerca di base e della ricerca clinica al fine di sviluppare tecniche e strategie capaci di potenziare i fenomeni plastici nell’organismo adulto.