Sindrome del naso vuoto: sviluppo di un approccio di ingegneria tissutale per la ricostruzione di uno pseudo-turbinato nasale

Nasal turbinates are bony and cartilage structures surrounded by respiratory epithelium with the function of cleaning, warming, and humidifying the inhaled air. An extensive reduction of these structures can cause a clinical syndrome known as Empty Nose Syndrome (ENS). ENS patients’ quality of life is deeply impaired by the loss of nasal physiological functions, causing rhino pharyngeal dryness, while the loss of the anatomical structure causes a paradoxical sensation nasal obstruction and a choking’s perception. Current turbinate reconstruction attempts focus on the reduction of the empty nasal cavity volume through the implantation of different materials but rely on the presence of some residual turbinate and do not consider the regeneration of mucosal tissue. This project aims at regenerating a tissue-engineered pseudo-turbinate composed of a biocompatible scaffold seeded with chondrocyte to obtain a mature cartilaginous graft and a completely functional airway epithelium. We characterized the human airway epithelium lining the turbinates and tested the interaction between the epithelial cells and a clinically applied scaffold, either engineered with chondrocytes or not. Once seeded onto the scaffold, keratinocytes were able to adhere, proliferate and differentiate in a clinical-grade culture system without any acute or chronic cytopathic effect, maintaining their proliferative and differentiative potential. Further studies are ongoing to investigate the interaction between cartilage and epithelial cells, as well as the possibility to recreate a vascular network within the scaffold and favour the construct’s post-implant survival and integration.

I turbinati nasali sono strutture ossee e cartilaginee rivestite da epitelio respiratorio, il quale ha la funzione di pulire, riscaldare e umidificare l’aria inalata. Una significativa riduzione di queste strutture può causare una sindrome conosciuta sotto il nome di Sindrome del Naso Vuoto. La qualità di vita dei pazienti affetti da questa sindrome è gravemente influenzata dalla perdita delle funzioni fisiologiche descritte, con conseguente secchezza rinofaringea, mentre la perdita delle strutture anatomiche causa una paradossale sensazione di ostruzione nasale e soffocamento. Le attuali strategie di ricostruzione dei turbinati sono focalizzate sulla riduzione del volume della cavità nasale vuota attraverso l’impianto di diversi materiali, ma sono applicabili solo previa presenza di turbinati residui e non prendono in considerazione la rigenerazione della mucosa respiratoria. Attraverso un approccio di ingegneria tissutale, questo progetto mira a rigenerare uno pseudo-turbinato composto da uno scaffold biocompatibile ricellularizzato con condrociti per ottenere un graft di matrice cartilaginea matura e un epitelio respiratorio completamente funzionale. Questo studio ha previsto quindi la caratterizzazione dell’epitelio respiratorio umano che riveste i turbinati e lo studio dell’interazione fra le cellule epiteliali e uno scaffold clinicamente applicato ingegnerizzato con condrociti o nella sua forma nativa. Una volta seminati sullo scaffold, i cheratinociti sono stati in grado di aderire, proliferare e differenziare nell’ambito di un sistema di cultura clinical-grade senza mostrare effetti citopatici acuti o cronici, mantenendo il loro potenziale proliferativo e differenziativo. Ulteriori studi mirati a investigare l’interazione fra la cartilagine e le cellule epiteliali sono on going, così come si sta indagando la possibilità di ricreare una rete vascolare all’interno dello scaffold per favorirne la sopravvivenza e integrazione una volta impiantato.