Ο ρόλος της αποκυτταροποίησης στην αλλομεταμόσχευση κοιλιακού τοιχώματος και η σύγκριση της με την χορήγηση κυκλοσπορίνης: πιλοτικό μοντέλο στους επιμύες

Abstract

The aim of this doctoral thesis was to comparatively evaluate full-thickness abdominal wall allotransplantation in an experimental animal model using two different approaches: the conventional transplantation method with cyclosporine-based immunosuppression and the transplantation of decellularized allografts without postoperative immunosuppressive treatment. The ultimate objective was to investigate the feasibility of developing biologictissue-engineered scaffolds with reduced immunogenicity and preserved structural competence for the future reconstruction of complex abdominal wall defects. Materials and methods: This was an experimental preclinical study conducted in a rat model. Full-thickness abdominal wall grafts were evaluated in two distinct experimental settings. In thefirst, conventional allotransplantation was performed with postoperative cyclosporine administration. In the second, the allografts were subjected to a decellularization protocol prior to transplantation, without any postoperative immunosuppressive therapy. Assessment included histological, biochemical, molecular and biomechanical analyses in order to evaluate decellularization efficacy, preservation of extracellular matrix architecture and mechanical performance of the grafts. In addition, the biocompatibility of the decellularized grafts was investigated following implantation, through histological and immunohistochemical assessment of the local inflammatory and immune response. Results: Decellularization resulted in substantial removal of cellular elements and marked reduction of graft immunogenicity, while preserving the core architecture of the extracellular matrix. Although partial loss of specific extracellular matrix components, such asglycosaminoglycans, was observed, the decellularized grafts retained satisfactory mechanical strength and structural integrity. In vivo evaluation demonstrated a milder inflammatory and immune response in the decellularized grafts, along with evidence of host integration and tissue remodeling. By contrast, the conventional allotransplantation approach required systemic immunosuppression for graft maintenance. Conclusions: Decellularization of abdominal wall allografts appears to represent a highly promising alternative to conventional transplantation with immunosuppression, as it achieves substantial reduction of immunogenicity while preserving essential structural properties and satisfactory biocompatibility. The findings of the present thesis support the further development of decellularized tissue-engineered scaffolds derived from larger animal models, with the prospect of future clinical application in abdominal wall reconstruction.

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η συγκριτική αξιολόγηση τηςαλλομεταμόσχευσης κοιλιακού τοιχώματος ολικού πάχους σε ζωικό πρότυπο, με δύο διαφορετικές θεραπευτικές προσεγγίσεις: αφενός της συμβατικής μεταμοσχευτικής μεθόδου με χορήγηση ανοσοκαταστολής με κυκλοσπορίνη και αφετέρου της μεταμόσχευσης αποκυτταροποιημένου αλλομοσχεύματος χωρίς μετεγχειρητική ανοσοκατασταλτική αγωγή. Απώτερος στόχος της μελέτης ήταν η διερεύνηση της δυνατότητας ανάπτυξης βιολογικών ιστομηχανικών ικριωμάτων με ελαττωμένη ανοσογονικότητα και διατηρημένη δομική επάρκεια, με προοπτική μελλοντικής εφαρμογής στην αποκατάσταση σύνθετων ελλειμμάτων του κοιλιακού τοιχώματος. Υλικό και μέθοδος: Πρόκειται για πειραματική, προκλινική μελέτη σε ζωικό πρότυπο επιμύων. Στο πλαίσιο της μελέτης χρησιμοποιήθηκαν μοσχεύματα κοιλιακού τοιχώματος ολικού πάχους, τα οποία αξιολογήθηκαν σε δύο διακριτά πειραματικά σκέλη. Στο πρώτο σκέλος εφαρμόσθηκε η κλασική μέθοδος αλλομεταμόσχευσης με μετεγχειρητική ανοσοκαταστολή με κυκλοσπορίνη. Στο δεύτερο σκέλος, τα αλλομοσχεύματα υποβλήθηκαν σε πρωτόκολλο αποκυτταροποίησης πριν από τη μεταμόσχευση, χωρίς χορήγηση μετεγχειρητικής ανοσοκατασταλτικής θεραπείας. Η αξιολόγηση περιέλαβε ιστολογικές, βιοχημικές, μοριακές και βιομηχανικές δοκιμασίες, με σκοπό τον έλεγχο της αποτελεσματικότητας της αποκυτταροποίησης, της διατήρησης της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας και της μηχανικής συμπεριφοράς των μοσχευμάτων. Επιπλέον,διερευνήθηκε η βιοσυμβατότητα των αποκυτταροποιημένων μοσχευμάτων μετά από εμφύτευση, με ιστολογική και ανοσοϊστοχημική εκτίμηση της τοπικής φλεγμονώδους και ανοσολογικής απάντησης. Αποτελέσματα: Η διαδικασία της αποκυτταροποίησης οδήγησε σε ουσιαστική απομάκρυνση των κυτταρικών στοιχείων και σε σημαντική μείωση της ανοσογονικότητας των μοσχευμάτων, με παράλληλη διατήρηση της βασικής αρχιτεκτονικής της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας. Παρά τη μερική απώλεια επιμέρους συστατικών της, όπως οι γλυκοζαμινογλυκάνες, τα αποκυτταροποιημένα μοσχεύματα διατήρησαν ικανοποιητική μηχανική αντοχή και δομική συνοχή. Η in vivo αξιολόγηση κατέδειξε ηπιότερη φλεγμονώδη και ανοσολογική αντίδραση στα αποκυτταροποιημένα μοσχεύματα, συνοδευόμενη από ενδείξεις ενσωμάτωσης και αναδιαμόρφωσης από τον ξενιστή. Αντιθέτως, η κλασική προσέγγιση αλλομεταμόσχευσης προϋπέθετε συστηματική ανοσοκαταστολή για τη διατήρηση του μοσχεύματος. Συμπεράσματα: Η αποκυτταροποίηση των αλλομοσχευμάτων κοιλιακού τοιχώματος αναδεικνύεται ως ιδιαίτερα υποσχόμενη εναλλακτική προσέγγιση έναντι της συμβατικής αλλομεταμόσχευσης με ανοσοκαταστολή, καθώς επιτυγχάνει ουσιώδη μείωση της ανοσογονικότητας, διατήρηση βασικών δομικών χαρακτηριστικών και ικανοποιητική βιοσυμβατότητα. Τα ευρήματα της παρούσας διατριβής υποστηρίζουν την περαιτέρω ανάπτυξη αποκυτταροποιημένων ιστομηχανικών ικριωμάτων από μεγαλύτερα ζωικά πρότυπα, με προοπτική μελλοντικής εφαρμογής τους στην κλινική πράξη για την αποκατάσταση σύνθετων ελλειμμάτων του κοιλιακού τοιχώματος.