Diabete di tipo 1 e cellule staminali

Secondo l’Oms, sono circa 346 milioni le persone affette da diabete in tutto il mondo

Cos’è il diabete di tipo 1

Il diabete di tipo 1, definito anche diabete giovanile, è una malattia autoimmune in cui i linfociti attaccano e distruggono particolari cellule del pancreas (definite cellule ß) che producono l’insulina, cioè l’ormone che ha la funzione di regolare a livello dei tessuti l’utilizzo del glucosio presente nel sangue.
I soggetti affetti da diabete giovanile hanno dunque una  progressiva riduzione di insulina che determina uno squilibrio nel metabolismo del glucosio; quest’ultimo, non più disponibile nei tessuti, si accumula nel sangue e può portare ad una serie di complicazioni a livello organico che vanno dalle cardiomiopatie a problemi di tipo neurologico.

Il trapianto di pancreas

Attualmente una delle terapie possibili per il trattamento del diabete è rappresentata dal trapianto delle isole pancreatiche, agglomerati cellulari che costituiscono una parte dell’organo e che sono deputati alla produzione di una serie di ormoni, tra cui l’insulina.
I candidati al trapianto sono, generalmente, pazienti per i quali il trattamento convenzionale con insulina non è più efficace.
Questa procedura nella maggior parte dei casi risulta valida anche se invasiva; inoltre la carenza di donatori associata a problemi di compatibilità può comprometterne l’esito.

Alcune terapie innovative

Cellule staminali

Recentemente i ricercatori stanno tentando nuovi approcci terapeutici per la cura del diabete di tipo 1.
Uno di questi si basa sul differenziamento delle cellule staminali in cellule produttrici di insulina; dopo i primi incoraggianti risultati ottenuti con le cellule staminali embrionali si sta lavorando con cellule staminali adulte, ad esempio quelle presenti nel tessuto adiposo.
I vantaggi sono molteplici: l’utilizzo di cellule autologhe (cellule proprie del paziente) semplifica notevolmente i problemi di compatibilità tissutale che costringono il soggetto trapiantato ad assumere a vita farmaci immunosoppressori (fondamentali per impedire il rigetto).
Inoltre l’impiego di cellule adulte estratte dai tessuti del paziente elimina le problematiche di natura etica legate all’utilizzo delle cellule embrionali.

CELLULE STAMINALI DEL CORDONE OMBELICALE: STEM CELL Educator

Anche le cellule staminali del cordone ombelicale, in virtù delle loro proprietà immunomodulanti* possono essere sfruttate per la cura di una patologia autoimmune come il diabete di tipo 1. E’ in corso una sperimentazione clinica di fase II * che prevede il trattamento di pazienti affetti da diabete di tipo 1 con “ Stem Cell Educator”, un dispositivo a circuito chiuso nel quale i linfociti isolati dal paziente sono messi a contatto con cellule staminali provenienti dal cordone ombelicale di un soggetto sano. Il risultato di questa interazione è una “rieducazione” dei linfociti il cui malfunzionamento sta alla base della patologia diabetica.

1*Ovvero la capacità di esercitare un controllo su alcune popolazioni del sistema immunitario

2* Se la sicurezza della terapia viene accertata nella sperimentazione clinica di fase I, nella sperimentazione clinica di fase II lo scopo principale è quello di valutare l’efficacia della terapia in un ristretto numero di pazienti affetti dalla malattia o dalla condizione clinica per la quale la terapia è proposta. 


Linfoma

Il linfoma è una malattia neoplastica che coinvolge il sistema linfatico, cioè quell’insieme di strutture (linfonodi, milza, timo, midollo osseo, linfociti, tessuto linfoide associato alla cute e alle mucose) che costituiscono nel loro complesso il sistema immunitario (sistema di difesa dell’organismo da agenti infettivi e agenti esterni).
Derivano dall’espansione clonale di popolazioni di linfociti T o B e si suddividono in due categorie fondamentali:

  • Linfoma di Hodgkin
  • Linfoma-non-Hodgkin

Da un punto di vista clinico i linfomi si manifestano attraverso l’aumento di volume di una serie di organi, principalmente:

  • linfonodi superficiali
  • linfonodi profondi
  • milza

I linfomi vengono trattati attraverso:

  • chemioterapia
  • radioterapia
  • terapia a base di anticorpi monoclonali: molecole biologiche che attaccano e distruggono la cellula tumorale bloccando recettori di superficie a cui si legano in maniera specifica

Distrofia muscolare

La distrofia muscolare è una malattia genetica di tipo degenerativo che colpisce la muscolatura scheletrica : essa determina una riduzione della massa muscolare associata alla progressiva perdita di tono e di funzionalità.
Esistono circa 30 patologie, clinicamente differenti, classificate come distrofie; di queste due sono le principali :

  1. Distrofia muscolare di Duchenne:

è la forma più frequente di distrofia che colpisce la prima infanzia; essa determina  la perdita del controllo del movimento fino alla totale immobilità e grosse difficoltà nella funzione respiratoria e cardiaca.
E’ associata a una prognosi infausta.

      2.      Distrofia muscolare di Becker:

colpisce esclusivamente il sesso maschile, ma più tardivamente e con sintomi meno aggressivi.
E’ caratterizzata da importanti complicazioni cardiache.
Se trattata adeguatamente è associata a buone aspettative di vita.

Entrambe le patologie sono determinate da un’alterazione nel gene che codifica per la proteina distrofina.

Ad oggi non esiste una terapia consolidata per la cura delle distrofie, ma solo numerosi trattamenti che rallentano la progressione della malattia, migliorando l’aspettativa di vita dei pazienti.
Molte speranze sono affidate alla ricerca scientifica, in particolare alla terapia genica e alla terapia cellulare.

Come faccio a conservare le cellule staminali del sangue del cordone ombelicale?

Come si conservano le cellule staminali del cordone ombelicale?

Per procedere con la conservazione autologa (ovvero per il proprio esclusivo utilizzo futuro) i genitori devono prendere contatto con la Direzione Sanitaria della struttura presso cui avverrà il parto.

Gli esami necessari e la certificazione

La Direzione sanitaria rilascia l’autorizzazione a eseguire la raccolta del sangue cordonale e a esportarlo presso la Banca (conservazione autologa) dopo aver verificato due tipi di documentazioni:

  1. Gli esami infettivologici che la futura mamma deve fare negli ultimi 30 giorni di gestazione relativi a:
  • epatite B
  • epatite C
  • HIV
  • sifilide
  • HTLV o virus linfotropo dei linfociti T

2.  La certificazione di conformità del kit fornito dalla Banca e presente all’interno dello stesso (questa  documentazione attesta che il materiale fornito dalla Banca rispetta la normativa vigente in materia).

Il contatto con la Banca

Nelle settimane precedenti al parto i genitori prendono contatto con la Banca per avviare le pratiche amministrative (ordine del kit) e per ricevere tutte le informazioni relative alle tempistiche e all’organizzazione del ritiro del campione di sangue cordonale.


Conservazione e donazione delle cellule staminali in Italia

La Legge italiana su donazione e conservazione delle cellule staminali

 Perché in Italia posso donare ma non conservare le cellule staminali?

In Italia la conservazione delle cellule staminali da sangue del cordone ombelicale è regolamentata dal Decreto Ministeriale 18 novembre 2009 il quale acquisisce e attua la precedente legge 219/2005.

Queste normative consentono di eseguire due diverse tipologie di conservazione del sangue cordonale:

  1. Donazione al Servizio Sanitario Nazionale Italiano (conservazione per uso allogenico a fini solidaristici)
  2. Conservazione autologa ad uso dedicato (ovvero conservazione a uso familiare legata a condizioni cliniche particolari del nascituro o dei familiari)
  • Donazione: i futuri genitori mettono a disposizione della comunità l’unità di sangue cordonale che verrà prelevata: il campione entra a far parte di un registro europeo che rende visibili in tutto il mondo i dati relativi a ogni unità donata; ciascun centro trapianto può attingere a tali informazioni.
  • Conservazione autologa ad uso dedicato: è possibile conservare il sangue cordonale presso una struttura pubblica presente sul territorio nazionale mantenendo il diritto esclusivo a utilizzarlo solo se il nascituro o un suo familiare presenti una patologia per la quale è possibile utilizzare le cellule staminali ad uso terapeutico, oppure deve esistere un elevato rischio di avere figli affetti da patologie curabili con tali cellule.

Non è invece possibile la conservazione ad uso personale presso le strutture pubbliche: è permessa la possibilità di esportare a proprie spese il campione di sangue presso banche operanti all’estero come Bioscience.


Cirrosi epatica

La cirrosi è una malattia cronica del fegato dovuta ad un processo infiammatorio che porta alla trasformazione dell’organo in tessuto fibroso.

Il fegato modifica in maniera irreversibile la propria architettura: i processi di riparazione che si attivano spontaneamente in risposta all’infiammazione determinano la formazione di tessuto cicatriziale (tessuto fibroso) che si sostituisce a quello sano e porta ad una progressiva perdita di funzione dell’organo.

Le cause di cirrosi sono molteplici:

  • Epatite virale cronica (causata dai virus dell’epatite B e dell’epatite C)
  • Abuso di alcool
  • Malattie autoimmuni (epatite autoimmune, colangite sclerosante, cirrosi biliare primitiva)
  • Disordini metabolici (Morbo di Wilson, emocromatosi primitiva, glicogenosi…)
  • Malattie congenite delle vie biliari
  • Malattie vascolari (malattia Veno-Occlusiva, Malattia di Budd-Chiari)

Nei paesi occidentali lo sviluppo di cirrosi è legato principalmente a infezione da epatite c o da epatite b e a situazioni di alcolismo.

Il trapianto d’organo rappresenta ad oggi l’unica terapia risolutiva per i pazienti con cirrosi epatica.

Laddove non sia possibile procedere in questo senso, è prevista una terapia farmacologica mirata a rallentare l’evoluzione della malattia, generalmente associata a indicazioni precise relative all’alimentazione e allo stile di vita da seguire.

 

Qual è l’utilizzo delle cellule staminali provenienti dal cordone ombelicale?

Le cellule staminali provenienti dal cordone ombelicale (che sono quindi cellule staminali adulte)

Qual è l'utilizzo delle cellule staminali: applicazioni possibili oggi ma in futuro chissà...

possono essere utilizzate per la cura di numerose patologie del sangue, come varie forme di:

  • leucemie
  • linfomi
  • mielomi

o del sistema immunitario, ad esempio forme di:

  • immunodeficienze combinate gravi (SCID)
  • malattia granulomatosa cronica

o del metabolismo:

  • Sindrome di Hurler
  • malattia di Krabbe

La Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana riporta nel numero 303 del 31 dicembre 2009 una lista dettagliata di malattie (più di 70) per le quali è consolidato l’utilizzo delle cellule staminali estratte da: sangue midollare (ovvero derivante dal midollo osseo) sangue periferico (che si ottiene da un normale prelievo venoso), cordone ombelicale (ottenuto attraverso prelievo dalla vena ombelicale) a fini terapeutici.

Parallelamente a questi aspetti esistono numerosi studi sperimentali condotti da gruppi di ricerca internazionali che stanno valutando l’applicazione delle cellule staminali per la cura di malattie quali:

  • diabete di tipo 1 (detto anche diabete giovanile)
  • infarto del miocardio
  • patologie del sistema nervoso (malattia di Parkinson, malattia di Alzheimer, paralisi cerebrale..)

In questo senso numerosi sono i protocolli clinici in corso che prevedono di utilizzare il sangue del cordone ombelicale come preziosa fonte di cellule staminali.


Che differenza c’è tra cellule staminali embrionali e cellule staminali adulte?

Spieghiamo la differenza fra cellule staminali embrionali e cellule staminali adulte

Esistono due categorie fondamentali di cellule staminali: quelle embrionali e quelle adulte.

1. Le cellule staminali embrionali sono definite totipotenti (letteralmente: che tutto possono) cioè in grado di differenziarsi in tutti i tipi cellulari e di dare origine a qualunque tessuto e organo maturo. Si tratta di cellule che derivano dall’embrione nelle primissime fasi del suo sviluppo (dal concepimento al 4° giorno di gestazione); il loro utilizzo porta con sé numerose problematiche di natura etica, poiché alimenta le polemiche dei vari movimenti che sostengono l’importanza di difendere la dignità dell’uomo, anche in uno stadio di vita così primordiale.

2. Le cellule staminali adulte, tra cui quelle provenienti dal cordone ombelicale, si trovano in tutti i tessuti umani e ne garantiscono il normale processo di ricambio. Sono cellule definite multipotenti (letteralmente: che possono molto) cioè in grado di dare origine a tipologie di cellule distinte dal tessuto di appartenenza, ma con un potenziale più ristretto rispetto a quello delle cellule staminali embrionali. L’impiego di questo tipo di cellule non presenta risvolti di natura etica e il loro utilizzo è attualmente sfruttato per la cura di molte patologie oltre ad essere oggetto di numerosi studi di carattere sperimentale.


Che cosa sono le cellule staminali?

La lavorazione delle cellule staminali in laboratorio

Le cellule staminali sono cellule immature non specializzate, che non hanno cioè ancora acquisito le caratteristiche morfologiche e le funzioni delle cellule mature.

Le cellule staminali si trovano alla base di una struttura gerarchica, presente in tutti i tessuti, che ne  permette il  normale rinnovo (definito turn-over) e il processo di riparazione necessario in caso di lesioni o ferite.

Queste cellule preziose possiedono due caratteristiche fondamentali:

  • sono in grado di riprodursi molto rapidamente generando in continuo nuove cellule; le cellule figlie neoformate si sostituiscono a quelle da cui hanno preso origine e mantengono così inalterata nel tempo questa importante fonte cellulare (capacità definita di automantenimento)
  • hanno la capacità di differenziarsi, ovvero permettono di dare origine a cellule progressivamente più mature fino alla formazione di nuovo tessuto ( ad es. le cellule staminali provenienti dal sangue midollare vanno incontro a una serie di trasformazioni che portano alla generazione di tutti gli elementi maturi del sangue: globuli rossi, globuli bianchi, piastrine).

 

Crioconservazione

La crioconservazione è quel processo che permette di “congelare” campioni biologici di varia natura (cellule o parti di tessuto) mantenendo inalterate le loro caratteristiche.
Per poter effettuare la crioconservazione si utilizzano particolari strumenti all’interno dei quali il campione subisce un abbassamento progressivo di temperatura: grazie ad una erogazione continua di azoto all’interno della camera di congelamento il campione passa da una temperatura iniziale  di 4°C ad una temperatura finale di -160°C circa.
Al termine del processo di congelamento il campione viene trasferito all’interno di criocontenitori in grado di mantenere una temperatura costante di -196°C; questa condizione garantisce il perfetto mantenimento delle caratteristiche morfologiche e delle funzioni del materiale congelato e ne permette l’eventuale futuro utilizzo.