Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche

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Quando si parla di cellule staminali ematopoietiche la prima associazione che naturalmente si tende a fare è il trapianto.
Ma che cos’è il trapianto di cellule staminali? In cosa consiste?
Si tratta di una pratica clinica che attraverso l’infusione per via endovenosa di cellule staminali ha lo scopo di ricostituire il tessuto midollare, cioè il materiale contenuto all’interno delle ossa che contiene varie popolazioni di cellule staminali da cui prendono origine tutti gli elementi maturi presenti nel sangue (globuli rossi, globuli bianchi, piastrine).
Molte malattie del sangue sono causate da una alterata attività del midollo osseo le cui popolazioni di cellule staminali sono malate o non correttamente funzionanti. Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche ha lo scopo di sostituire le popolazioni malate del midollo con cellule sane, che possono derivare dallo stesso paziente (trapianto autologo) o da un donatore( trapianto allogenico) e che ricostituiranno l’integrità del midollo.
Prima di procedere con l’infusione delle cellule staminali il paziente viene sottoposto ad un regime definito di “condizionamento” finalizzato a eradicare la malattia: la somministrazione di alte dosi di chemioterapia e/o radioterapia distrugge infatti tutte le popolazioni di cellule staminali presenti in questa sede, tra cui la popolazione malata che causa la patologia.
Lo scopo del regime di condizionamento, che dura in media 7-8 giorni, è duplice:

  • ripulire il midollo osseo delle popolazioni malate facendo spazio alle cellule sane che ripopoleranno normalmente questo ambiente.
  • abbattere le difese immunitarie del paziente, per evitare che le cellule sane appena inoculate possano essere aggredite dai linfociti del paziente e per scongiurare quindi che il trapianto stesso non vada a buon fine.

A distanza di 24-48 ore dal termine della fase di condizionamento il paziente riceve l’infusione di cellule staminali, che vengono introdotte attraverso un catetere venoso centrale nelle stesse modalità con cui si esegue una trasfusione di sangue e che successivamente migreranno nelle cavità midollari.
Inizia una fase molto delicata, definita di aplasia midollare e di pancitopenia periferica: i tempi sono troppo precoci affinchè le cellule staminali appena inoculate possano già proliferare e differenziarsi in cellule mature e il paziente, che ha livelli molto bassi di globuli rossi, globuli bianchi e piastrine, è particolarmente esposto al rischio di infezioni e di emorragie. Il supporto con una terapia antibiotica, antivirale e antiemorragica diventa fondamentale.
A distanza di qualche settimana dal trapianto inizia il recupero ematologico (ricostituzione ematologica): le cellule staminali hanno “attecchito” nella nuova sede e hanno iniziato a generare gli elementi maturi del sangue. Il paziente esce così dalla fase più critica e prosegue il percorso verso il pieno recupero clinico.

Il trattamento della piastrinopenia associata al trapianto di cellule staminali ematopoietiche.

Ucb e piastrinopenia da trapianto (Pic by wellcome images)

Esistono numerose malattie del sangue, quali leucemie, linfomi e mielomi, il cui trattamento consiste nel trapianto di cellule staminali ematopoietiche preceduto da chemioterapia e radioterapia ad alte dosi (regime di condizionamento).
Questo intervento ha l’obiettivo di eliminare tutte le popolazioni cellulari malate presenti nel midollo osseo, il quale verrà successivamente ripopolato attraverso l’infusione di cellule staminali che nell’arco di alcune settimane daranno origine a tutti gli elementi maturi del sangue.
I pazienti sottoposti a tale trattamento possono andare incontro ad una serie di complicazioni, di cui la più frequente è rappresentata dalla piastrinopenia: questa condizione, caratterizzata da un insufficiente numero di piastrine circolanti a causa della ridotta funzionalità midollare, determina difetti di coagulazione ed espone il soggetto trapiantato al rischio di sviluppare infezioni.
Una simile emergenza, per la quale l’unico trattamento efficace è rappresentato dall’infusione di piastrine provenienti da donatore allogenico, pone l’accento sulla costante richiesta di piastrine ed emoderivati in genere, che negli ultimi anni è aumentata esponenzialmente.
Nel tentativo di fornire una valida soluzione a questa problematica numerosi gruppi di ricerca hanno dimostrato che le cellule staminali ematopoietiche sono in grado di produrre in vitro precursori piastrinici, che infusi nel soggetto trapiantato danno origine a cellule mature nell’arco di alcuni giorni dal trapianto.
In particolare, un recente protocollo sperimentale di fase 1, pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Plos One  ha valutato la sicurezza e l’efficacia legate all’infusione di precursori piastrinici prodotti ex-vivo da cellule mononucleate provenienti dal sangue del cordone ombelicale.
Il gruppo di ricerca ha arruolato 24 pazienti affetti da malattia ematologica in fase avanzata (linfoma e mieloma multiplo) i quali sono stati attentamente monitorati in relazione alla comparsa di tossicità e di eventi avversi, a indicazione della sicurezza e della tollerabilità del protocollo sperimentale applicato.
I primi risultati, che dovranno essere confermati da studi successivi, sono stati incoraggianti poiché a distanza di un anno dal trapianto non si sono verificati eventi di rigetto né complicazioni cliniche non risolvibili.
La somministrazione di precursori piastrinici derivati da un processo di manipolazione cellulare risulta essere, pertanto, una pratica clinica realizzabile e sicura.
Questo studio rappresenta il primo trial clinico realizzato sull’uomo che prevede l’utilizzo di cellule di origine cordonale prodotte attraverso un processo di espansione cellulare ex-vivo per il trattamento della piastrinopenia associata al trapianto di cellule staminali ematopoietiche.