Osteoarthritis (OA) is a progressive, degenerative disease characterized by the deterioration of articular cartilage. It primarily affects older dogs, and the resulting changes are associated with chronic pain and a significant decline in quality of life. The onset of the disease is influenced by both environmental factors, such as trauma, diet, exercise, and growth environment, as well as intrinsic factors, such as genetic and breed predisposition, obesity, and hormonal status. Current therapeutic approaches are primarily aimed at preventing, or at least slowing, the structural and functional changes associated with osteoarthritis (OA). These interventions are primarily pharmacological or surgical. Pharmacological treatments include the use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), corticosteroids, or repeated hyaluronic acid injections. Surgical options, however, include techniques such as arthrodesis or hip replacement surgery preceded by excisional arthroplasty. However, these procedures carry significant risks, including immunosuppression, postoperative infections, joint instability, or periprosthetic fractures. To reduce the incidence of these complications, regenerative medicine is increasingly focusing on the use of mesenchymal stem cells (MSCs) to promote repair and regeneration in damaged tissue. Stem cells can be classified as embryonic (ESC) and adult (ASC). Adult stem cells have a significantly lower capacity than embryonic stem cells for self-renewal and differentiation into multiple cell lineages. Despite these limitations, adult stem cells have been widely demonstrated to play a key role in reducing chronic pain, thanks to the production of molecules with immunosuppressive and anti-inflammatory activity, as well as their ability to regenerate damaged tissue. The aim of this thesis is to evaluate the benefits of long-term treatment in patients with hip OA. Specifically, the clinical cases examined involved patients of different breeds and ages, with varying degrees of clinical signs, who underwent two ultrasound-guided injections of MSCs isolated from adipose tissue. Before treatment with MSCs, each animal underwent an orthopaedic examination by the attending veterinarian. At the same time, owners were asked to complete the validated Liverpool Osteoarthritis in Dogs (LOAD) questionnaire, in order to assess the impact of the pathology on the animal's quality of life. Treatments were administered at variable intervals, based on clinical response and the patient's specific conditions, with intervals ranging from three to eight months. Two months after each injection, the animals underwent a clinical check-up, accompanied by the completion of a follow-up questionnaire by the owners. A joint analysis of the data collected by veterinarians and owners revealed that the use of mesenchymal stem cells (MSCs) resulted in overall clinical benefits in treated patients. Specifically, a significant improvement in symptoms was observed in younger animals, while the treatment's efficacy was less pronounced in older patients.

L’osteoartrite (OA) è una patologia degenerativa e progressiva caratterizzata dalla compromissione dell’integrità della cartilagine articolare. Colpisce principalmente cani in età avanzata e le alterazioni che ne derivano si associano a dolore cronico e a un peggioramento significativo della qualità della vita. L’insorgenza della malattia è influenzata sia da fattori ambientali, quali traumi, alimentazione, esercizio fisico e ambiente di crescita, sia da fattori intrinseci, come la predisposizione genetica e di razza, obesità, stato ormonale. Gli attuali approcci terapeutici sono finalizzati principalmente alla prevenzione, o quantomeno al rallentamento, delle alterazioni strutturali e funzionali associate all’osteoartrite (OA). Tali interventi si articolano prevalentemente in strategie di tipo farmacologico o chirurgico. I trattamenti farmacologici includono l'impiego di farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS), corticosteroidi o iniezioni ripetute di acido ialuronico. Le opzioni chirurgiche, invece, comprendono tecniche quali l’artrodesi o l’impianto di protesi d’anca preceduto da artroplastica escissionale. Tuttavia, tali interventi comportano rischi significativi, tra cui immunosoppressione, infezioni post-operatorie, instabilità articolare o fratture periprotesiche. Per ridurre l’incidenza di queste complicanze, la medicina rigenerativa sta orientandosi sempre più verso l’impiego di cellule staminali mesenchimali (MSCs), al fine di promuovere processi riparativi e rigenerativi nei tessuti danneggiati. Le cellule staminali possono essere classificate in embrionali (ESC) e adulte (ASC). Queste ultime presentano una capacità significativamente inferiore, rispetto alle cellule staminali embrionali, di auto rinnovarsi e di differenziarsi in più linee cellulari. Nonostante tali limitazioni, è stato ampiamente dimostrato che le cellule staminali adulte svolgano un ruolo fondamentale nella riduzione del dolore cronico, grazie alla produzione di molecole dotate di attività immunosoppressiva e antinfiammatoria, nonché alla loro capacità rigenerativa di tessuti danneggiati. Lo scopo della tesi è valutare i benefici del trattamento nel lungo termine in pazienti affetti da OA dell’articolazione coxofemorale. In particolare, i casi clinici esaminati riguardano pazienti di razza ed età diverse, con segni clinici più o meno evidenti, sottoposti a due iniezioni eco guidate di MSCs isolate da tessuto adiposo. Prima del trattamento con MSCs, ciascun animale è stato sottoposto a una visita ortopedica da parte del medico veterinario curante. Contestualmente, ai proprietari è stato richiesto di compilare il questionario validato Helsinki Chronic Pain Index (HCPI), al fine di valutare l’impatto della patologia sulla qualità di vita dell’animale. I trattamenti sono stati somministrati a intervalli variabili, sulla base della risposta clinica e delle condizioni specifiche del paziente, con intervalli compresi tra tre e otto mesi. Due mesi dopo ciascuna iniezione, gli animali sono stati sottoposti a una visita clinica di controllo, accompagnata dalla compilazione di un questionario di follow-up da parte dei proprietari. Dall’analisi congiunta dei dati raccolti dai medici veterinari e dai proprietari, è emerso che l’impiego delle cellule staminali mesenchimali (MSCs) ha complessivamente determinato benefici clinici nei pazienti trattati. In particolare, si è osservato un netto miglioramento della sintomatologia nei soggetti più giovani, mentre nei pazienti più anziani l’efficacia del trattamento è risultata meno marcata.

Applicazione clinica di cellule staminali mesenchimali in cani trattati a livello di articolazione coxo-femorale.

RAMPAZZO, ANNA
2024/2025

Abstract

Osteoarthritis (OA) is a progressive, degenerative disease characterized by the deterioration of articular cartilage. It primarily affects older dogs, and the resulting changes are associated with chronic pain and a significant decline in quality of life. The onset of the disease is influenced by both environmental factors, such as trauma, diet, exercise, and growth environment, as well as intrinsic factors, such as genetic and breed predisposition, obesity, and hormonal status. Current therapeutic approaches are primarily aimed at preventing, or at least slowing, the structural and functional changes associated with osteoarthritis (OA). These interventions are primarily pharmacological or surgical. Pharmacological treatments include the use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), corticosteroids, or repeated hyaluronic acid injections. Surgical options, however, include techniques such as arthrodesis or hip replacement surgery preceded by excisional arthroplasty. However, these procedures carry significant risks, including immunosuppression, postoperative infections, joint instability, or periprosthetic fractures. To reduce the incidence of these complications, regenerative medicine is increasingly focusing on the use of mesenchymal stem cells (MSCs) to promote repair and regeneration in damaged tissue. Stem cells can be classified as embryonic (ESC) and adult (ASC). Adult stem cells have a significantly lower capacity than embryonic stem cells for self-renewal and differentiation into multiple cell lineages. Despite these limitations, adult stem cells have been widely demonstrated to play a key role in reducing chronic pain, thanks to the production of molecules with immunosuppressive and anti-inflammatory activity, as well as their ability to regenerate damaged tissue. The aim of this thesis is to evaluate the benefits of long-term treatment in patients with hip OA. Specifically, the clinical cases examined involved patients of different breeds and ages, with varying degrees of clinical signs, who underwent two ultrasound-guided injections of MSCs isolated from adipose tissue. Before treatment with MSCs, each animal underwent an orthopaedic examination by the attending veterinarian. At the same time, owners were asked to complete the validated Liverpool Osteoarthritis in Dogs (LOAD) questionnaire, in order to assess the impact of the pathology on the animal's quality of life. Treatments were administered at variable intervals, based on clinical response and the patient's specific conditions, with intervals ranging from three to eight months. Two months after each injection, the animals underwent a clinical check-up, accompanied by the completion of a follow-up questionnaire by the owners. A joint analysis of the data collected by veterinarians and owners revealed that the use of mesenchymal stem cells (MSCs) resulted in overall clinical benefits in treated patients. Specifically, a significant improvement in symptoms was observed in younger animals, while the treatment's efficacy was less pronounced in older patients.
2024
Clinical application of mesenchymal stem cells in dogs treated in the hip joint.
L’osteoartrite (OA) è una patologia degenerativa e progressiva caratterizzata dalla compromissione dell’integrità della cartilagine articolare. Colpisce principalmente cani in età avanzata e le alterazioni che ne derivano si associano a dolore cronico e a un peggioramento significativo della qualità della vita. L’insorgenza della malattia è influenzata sia da fattori ambientali, quali traumi, alimentazione, esercizio fisico e ambiente di crescita, sia da fattori intrinseci, come la predisposizione genetica e di razza, obesità, stato ormonale. Gli attuali approcci terapeutici sono finalizzati principalmente alla prevenzione, o quantomeno al rallentamento, delle alterazioni strutturali e funzionali associate all’osteoartrite (OA). Tali interventi si articolano prevalentemente in strategie di tipo farmacologico o chirurgico. I trattamenti farmacologici includono l'impiego di farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS), corticosteroidi o iniezioni ripetute di acido ialuronico. Le opzioni chirurgiche, invece, comprendono tecniche quali l’artrodesi o l’impianto di protesi d’anca preceduto da artroplastica escissionale. Tuttavia, tali interventi comportano rischi significativi, tra cui immunosoppressione, infezioni post-operatorie, instabilità articolare o fratture periprotesiche. Per ridurre l’incidenza di queste complicanze, la medicina rigenerativa sta orientandosi sempre più verso l’impiego di cellule staminali mesenchimali (MSCs), al fine di promuovere processi riparativi e rigenerativi nei tessuti danneggiati. Le cellule staminali possono essere classificate in embrionali (ESC) e adulte (ASC). Queste ultime presentano una capacità significativamente inferiore, rispetto alle cellule staminali embrionali, di auto rinnovarsi e di differenziarsi in più linee cellulari. Nonostante tali limitazioni, è stato ampiamente dimostrato che le cellule staminali adulte svolgano un ruolo fondamentale nella riduzione del dolore cronico, grazie alla produzione di molecole dotate di attività immunosoppressiva e antinfiammatoria, nonché alla loro capacità rigenerativa di tessuti danneggiati. Lo scopo della tesi è valutare i benefici del trattamento nel lungo termine in pazienti affetti da OA dell’articolazione coxofemorale. In particolare, i casi clinici esaminati riguardano pazienti di razza ed età diverse, con segni clinici più o meno evidenti, sottoposti a due iniezioni eco guidate di MSCs isolate da tessuto adiposo. Prima del trattamento con MSCs, ciascun animale è stato sottoposto a una visita ortopedica da parte del medico veterinario curante. Contestualmente, ai proprietari è stato richiesto di compilare il questionario validato Helsinki Chronic Pain Index (HCPI), al fine di valutare l’impatto della patologia sulla qualità di vita dell’animale. I trattamenti sono stati somministrati a intervalli variabili, sulla base della risposta clinica e delle condizioni specifiche del paziente, con intervalli compresi tra tre e otto mesi. Due mesi dopo ciascuna iniezione, gli animali sono stati sottoposti a una visita clinica di controllo, accompagnata dalla compilazione di un questionario di follow-up da parte dei proprietari. Dall’analisi congiunta dei dati raccolti dai medici veterinari e dai proprietari, è emerso che l’impiego delle cellule staminali mesenchimali (MSCs) ha complessivamente determinato benefici clinici nei pazienti trattati. In particolare, si è osservato un netto miglioramento della sintomatologia nei soggetti più giovani, mentre nei pazienti più anziani l’efficacia del trattamento è risultata meno marcata.
OA
MSCs
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