Trapianto di Cellule Staminali: Cos’è, A Cosa Serve e Come Funziona
Ultima modifica 06.04.2023
INDICE
  1. Generalità
  2. A Cosa Serve
  3. In Cosa Consiste
  4. Dopo il Trapianto

Generalità

Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche è una tecnica utilizzata con crescente frequenza per il trattamento di numerose malattie maligne e non maligne.

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Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche consiste nel prelievo di cellule di midollo osseo o sangue periferico, dal paziente stesso o da un donatore istocompatibile, e nella loro successiva reinfusione endovenosa, generalmente previa terapia ablativa (chemio/radio) per ridurre il residuo patologico. Lo scopo di questa tecnica è quello di ristabilire la produzione di cellule del sangue in pazienti il cui midollo osseo o sistema immunitario è danneggiato o difettoso.

L'elenco delle malattie per le quali viene utilizzato il trapianto di staminali è in progressivo aumento (attualmente, ne sono incluse più di 70), anche grazie ai progressi che hanno consentito l'estensione di questa procedura a situazioni cliniche non maligne (come nel caso delle emoglobinopatie) e hanno migliorato le indicazioni per quanto riguarda il tipo di trapianto (allogenico, autologo, non mieloablativo).  

Più della metà dei trapianti autologhi (dal paziente al paziente stesso) viene eseguita per mieloma multiplo e linfoma non Hodgkin e la stragrande maggioranza dei trapianti allogenici (da un donatore al paziente) viene eseguita per tumori ematologici e neoplasie linfoidi.

Trapianto Autologo, Donatori e Sorgenti di Cellule Staminali

Le cellule per il trapianto di cellule staminali ematopoietiche possono essere ottenute dal paziente stesso (trapianto autologo) o da un'altra persona, come un fratello o un donatore non imparentato (trapianto allogenico) o un gemello identico (trapianto singenico).

Trapianto di Cellule Staminali

  • Autologo: il paziente dona a sé stesso le cellule staminali
  • Allogenico: le cellule staminali sono di un donatore idoneo parzialmente o totalmente istocompatibile (es. fratello HLA-identico, familiare aploidentico o donatore HLA-identico non familiare)

Le fonti cellulari includono: midollo osseo, sangue periferico, sangue del cordone ombelicale o, raramente, fegato fetale. Ognuna di queste sorgenti cellulari presenta vantaggi e svantaggi specifici e ciascuna ha trovato applicazioni cliniche particolari.

Approfondimento: Cosa Sono le Cellule Staminali e Caratteristiche

Il sangue contiene una grande varietà di cellule, ognuna delle quali ha una funzione essenziale da svolgere:

Tutte queste cellule originano da un'unica categoria di cellule capostipiti: le cellule staminali emopoietiche, la cui sede primaria è il midollo osseo.

Le cellule staminali emopoietiche sono dotate di due proprietà fondamentali:

  1. Automantenimento: queste cellule sono in grado di replicarsi o autoriprodursi, mantenendo il loro numero invariato durante tutta la vita;
  2. Capacità di differenziarsi.

Grazie a queste caratteristiche, il midollo osseo mantiene per tutto l'arco della vita dell'individuo la capacità di sostituire quotidianamente l'enorme numero di cellule ematiche senescenti (dopo la loro immissione nel sangue periferico vanno incontro a progressiva perdita di capacità replicativa). Questa attività è svolta da cellule staminali emopoietiche pluripotenti, morfologicamente indifferenziate e capaci di generare tutte le cellule mature circolanti nel sangue periferico. Le cellule staminali pluripotenti danno origine a cellule figlie che seguono vie differenti:

  • Una si manterrà in uno stato quiescente impedendo l'esaurimento della quota di progenitori indifferenziati (pari a circa 0,05% delle cellule presenti nel midollo osseo);
  • La seconda andrà incontro a un processo di differenziazione, dando origine ai progenitori "committed" orientati in un senso mieloide o linfoide, capostipiti delle diverse filiere ematiche. Questi progenitori sono forniti di minore potenzialità evolutiva e non sono in grado di automantenersi (sono, infatti, progenitori oligo- o uni-potenti).

A Cosa Serve

Perché Si Fa il Trapianto di Cellule Staminali?

Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche è una procedura che ha come obiettivo quello di sostituire il midollo osseo alterato con un patrimonio di cellule sane, ottenuto da un donatore o dal paziente stesso, capace di ricostituire il sistema emopoietico e immunitario del ricevente.

Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche viene spesso eseguito come parte della terapia per eliminare un processo infiltrativo del midollo osseo, come la leucemia, o per correggere i disturbi da immunodeficienza congenita. Inoltre, il trapianto di staminali viene utilizzato per consentire ai pazienti con cancro di ricevere dosi di chemioterapia più elevate di quelle normalmente tollerate dal midollo osseo.

La funzione del midollo osseo viene salvata, quindi, sostituendo il midollo con cellule staminali precedentemente raccolte.

Indicazioni Trapianto di Staminali Autologo più Comuni

Il trapianto di cellule staminali autologo è usato per trattare le seguenti condizioni:

Indicazioni Trapianto di Staminali Allogenico più Comuni

Il trapianto di cellule staminali allogenico è usato per trattare i seguenti disturbi:

Esempi di indicazioni emergenti per il trapianto di cellule staminali ematopoietiche includono la sostituzione di progenitori del midollo allo scopo di produrre globuli rossi normali (es. emoglobinopatie), produrre enzimi correttivi (es. disturbi da accumulo) e mediare la riparazione dei tessuti (es. nell'epidermolisi bollosa).

In Cosa Consiste

Come Si Fa il Trapianto di Cellule Staminali Emopoietiche?

Il processo di trapianto di cellule staminali emopoietiche generalmente si articola nelle seguenti fasi:

1.    MOBILIZZAZIONE DELLE STAMINALI

La mobilizzazione prevede un ciclo di chemioterapia e/o la somministrazione di "fattori di crescita" per stimolare la crescita delle cellule staminali. La durata di questa fase varia da persona a persona e da patologia a patologia. Quando la quantità di progenitori emopoietici circolanti nel sangue periferico (cioè il sangue delle vene) avrà raggiunto il livello richiesto, è possibile procedere con la leucaferesi (procedura che permette di raccogliere e separare le cellule staminali emopoietiche da globuli rossi e globuli bianchi). Al termine dell'aferesi, le cellule staminali vengono trasferite in sacche da infusione per la preparazione alla crioconservazione e allo stoccaggio fino al trapianto.

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2.    CONDIZIONAMENTO

Il periodo di condizionamento dura, in genere, 7-14 giorni. Lo scopo di questa fase consiste nel somministrare chemioterapia, immunoterapia e/o radiazioni per:

  • Ridurre le cellule patologiche residue;
  • Prevenire il rigetto delle nuove cellule staminali;
  • Creare spazio per le nuove cellule.

Il regime di condizionamento può essere:

  • Mieloablativo: cioè progettato per distruggere il midollo osseo malato (cellule tumorali residue) nel trapianto autologo o allogenico e causare immunosoppressione per l'attecchimento nel trapianto allogenico;
  • Non ablativo: è immunosopressivo, ma non mieloablativo; si basa sull'effetto anti-tumorale immunomediato, chiamato "Graft Versus Leukemia", con cui le cellule staminali reinfuse con trapianto allogenico (da donatore) possono reagire contro gli eventuali cloni leucemici residui, oltre a consentire la ricostituzione immunologica.

Il condizionamento con la terapia citostatica (chemioterapia e/o radioterapia) ha, quindi, il duplice scopo:

  • Indurre un'aplasia (insufficienza midollare) prolungata o irreversibile utile al recupero della funzione dell'organo ematopoietico dopo il trapianto con le cellule staminali.
  • Nel trapianto allogenico, "preparare" l'attecchimento delle cellule staminali del donatore, provocando una profonda immunosoppressione e prevenire così il rigetto.

In seguito, l'organo ematopoietico, in condizione di aplasia midollare, deve essere ricostruito, mediante:

  • Trapianto di cellule staminali: le cellule sono prelevate dal sangue periferico (mediante mobilizzazione con terapia citostatica ad alte dosi) dal ricevente stesso oppure raccolte da un donatore compatibile e, in seguito, reinfuse nel paziente tramite una trasfusione di sangue. La sospensione di cellule staminali aiuterà a ricostruire il midollo osseo.
  • Trapianto di midollo osseo: le cellule staminali sono prelevate direttamente dall'organo ematopoietico mediante agoaspirato.

3.   REINFUSIONE

Nella fase del trapianto vero e proprio, le cellule sane, in precedenza raccolte e crioconservate, vengono reinfuse per via endovenosa. Si tratta di un processo relativamente semplice che viene eseguito al letto del paziente.

Vantaggi della procedura (rispetto al trapianto di midollo osseo):

  • Evitare l'anestesia generale;
  • Raccogliere cellule staminali, anche in caso di pregressa radioterapia sul bacino;
  • Attecchimento più rapido dopo l'infusione;
  • Riduzione della tossicità infettiva ed emorragica legate alla citopenia dopo il condizionamento.

Dopo il Trapianto

Cosa Succede Dopo il Trapianto Cellule Staminali?

Meccanismi di riconoscimento mediati da molecole specifiche permettono l'homing delle cellule staminali (in pratica, queste sono in grado di trovare da sole la strada fino al midollo osseo) nelle nicchie della spongiosa dell'organo emopoietico.

Durante la FASE NEUTROPENICA (2-4 settimane), il paziente non ha essenzialmente un sistema immunitario efficace. La guarigione è scarsa e la suscettibilità alle infezioni è alta. La terapia di supporto e la terapia antibiotica empirica sono i pilastri del successo del passaggio attraverso questa fase.

Nella successiva fase di ATTECCHIMENTO, le cellule staminali infuse sono in grado di insediarsi nel microambiente midollare e di avviare la ripresa dell'emopoiesi con la risalita della conta leucocitaria, piastrinica ed emoglobinica. Il processo di guarigione inizia con la risoluzione della mucosite (complicanza a breve termine più comune dei regimi preparatori mieloablativi) e di altre lesioni acquisite; la febbre inizia a diminuire e spesso le infezioni iniziano a scomparire. Le maggiori sfide in questo momento includono la gestione della Graft versus Host disease (GVHD: le cellule reinfuse rigettano l'organismo in cui sono state trapiantate) e la prevenzione delle infezioni virali, in particolare del citomegalovirus (CMV).

L'obiettivo del trapianto di cellule staminali ematopoietiche s'identifica con la guarigione.

Il raggiungimento di questa condizione dipende dalla realizzazione dei seguenti fattori:

  1. La scomparsa totale del compartimento di cellule staminali totipotenti del paziente per mezzo di una terapia citostatica eradicante (chemioterapia o radioterapia) nella fase precedente al trapianto (condizionamento).
  2. Per l'esito positivo dell'attecchimento ematopoietico delle cellule staminali reinfuse, è fondamentale superare la reazione al trapianto, mediata dalle cellule immunocompetenti:
  • Del paziente, responsabili del rigetto (una complicazione grave in cui l'organismo rifiuta le cellule trapiantate);
  • Del donatore, responsabili della malattia del trapianto contro l'ospite (Graft versus Host disease, GVHD), in cui le cellule reinfuse rigettano l'organismo in cui sono state trapiantate.

Autore

Dott.ssa Giulia Bertelli

Dott.ssa Giulia Bertelli

Biotecnologa Medico-Farmaceutica
Laureata in Biotecnologie Medico-Farmaceutiche, ha prestato attività lavorativa in qualità di Addetto alla Ricerca e Sviluppo in aziende di Integratori Alimentari e Alimenti Dietetici