Staminali da sangue
del cordone ombelicale
Alternative a trapianto
di midollo osseo
In bambini leucemici
Alcuni problemi con trapianto di midollo osseo:
Si esige una elevata istocompatibilità tra ricevente e donatore
per evitare il pericolo grave di rigetto
Potrebbe verificarsi una distruzione delle staminali donate da parte
di eventuali cellule linfocitarie del paziente, non completamente eliminate
Potrebbe verificarsi che le cellule trapiantate ritengono estraneo
l’organismo del ricevente e danneggiarne le cellule: rigetto eterologo
Anche i fratelli possono non essere sufficientemente istocompatibili
( eccetto i gemelli omozigotici), avendo ricevuto dai genitori
i cromosomi 6 con la probabilità che siano identici solo del 25%
4 possibili genotipi
probabile che due figli
abbiano lo stesso
genotipo 6 risulta solo
del 25%
In ogni individuo esiste un insieme di cellule con funzione di difesa
contro ogni agente estraneo , virus, batteri, cellule …:
sistema immunitario, dotato della capacità di
distinguere cellule appartenenti all’individuo stesso oppure
estranee:allo scopo sono utilizzati specifici marcatori presenti sulle
membrane delle cellule (linfociti) con funzione di difesa,
capaci di riconoscere altri marcatori (proteine di membrana, antigeni)
presenti in tutte le cellule dello stesso organismo
tale gruppo di proteine (HLA:antigeni leucocitari umani)
incontrate dai linfociti fin dalla nascita assicurano il riconoscimento delle
cellule come appartenenti all’organismo e non vengono danneggiate:
altre proteine HLA , riconosciute come estranee, portano alla distruzione
delle cellule portatrici: fenomeno di rigetto.
Cellule con proteine del gruppo HLA 1
Cellule con proteine del gruppo HLA 2
Linfocita con marcatori che riconoscono HLA 1, rigettano cellule con HLA 2
Le informazioni per codificare le proteine del sistema HLA umano
sono localizzate nel cromosoma 6 in 4 regioni A, B, C, D
A-B-C per molecole di classe 1 ,le più responsabili del rigetto
D per molecole di classe 2
tra B e D per molecole di classe 3
Esistono sei tipi di HLA principali , suddivise in classi,
e centinaia di HLA secondarie
MHC 1^ classe
MHC 2^ classe
Membrana
plasmatica
citoplasma
Tipi di trapianti:
Xenogenico/xenotrapianto > trapianti di organi
tra individui di specie diverse
allogenico/allotrapianto >trapianti tra individui
della stessa specie, geneticamente diversi
singenico/isotrapianto > trapianti
tra individui della stessa specie, geneticamente identici
autotrapianto > trapianti di tessuti nello stesso individuo
Specie diverse
Stessa specie, stessi genotipi
Stessa specie, genotipi diversi
autotrapianto
Le leggi del trapianto stabiliscono che il trapianto verrà accettato
se il ricevente condivide con il donatore alcuni geni:
geni di istocompatibilità (sono vari) ma il principale è
il complesso maggiore di istocompatibilità MHC
donatore
ricevente
risultato
a>a
accettato
a
a
B …-B
B
a
rigettato
B > a+B
B
aB
a + B …-a
aB
accettato
B
rigettato
Problema :
come intervenire nel caso della leucemia infantile
nella quale i leucociti ,prodotti nel midollo spinale, proliferano in modo
incontrollato , abnorme, e devono essere eliminati
mediante agenti chemioterapici, irradiazione…
Una soluzione sarebbe quella di fornire, mediante trapianto , midollo
osseo normale , ricco di cellule staminali generatrici di nuove emazie,
piastrine, leucociti, proveniente da un donatore istocompatibile.
Si preleva in genere , dalla cresta iliaca , con siringa, midollo rosso:
verrà trasferito nella circolazione del paziente: le cellule staminali si
portano nelle strutture ossee e iniziano a proliferare rigenerando le
diverse componenti del sangue
Iniezione del tessuto midollare ricco di staminali
Eliminazione del midollo osseo anormale
Donatore istocompatibile
Bambino leucemico
Le cellule staminali possono essere prelevate anche dal sangue, dove
vengono immesse in quantità dopo aver stimolato la loro proliferazione
nel midollo, con fattori di accrescimento ; oppure da altre
strutture ossee (sterno, arti.), oppure dal sangue presente nel
cordone ombelicale (ottenuto col permesso della madre)
Si cerca di ovviare alla difficoltà di trovare donatori istocompatibili
creando delle banche di sangue di note caratteristiche, con volontari sani,
per aumentare la probabilità di trovare riceventi e donatori tra loro
il più altamente istocompatibili: tra individui non imparentati la
probabilità risulta di circa 1 / 400 ( ancora più bassa per gruppi razziali
più differenziati al loro interno)
Per evitare al massimo il rigetto
vengono confrontati i gruppi sanguigni ABO e le caratteristiche
delle classi 1^ e 2^ della HLA
Più numerose sono le specificità comuni , maggiore risulta la
probabilità di non rigetto
Cordone ombelicale e sangue ricco di cellule ematopoietiche staminali
circa 100 g. sufficienti per curare un bambino leucemico
Utilizzabili anche per altre terapie:
generare eritrociti per individui colpiti da anemia falciforme
ripristinare il sistema immunitario in neonati affetti
da immunodeficienza combinata
e altre..
Essendo il sistema immunitario del neonato ancora immaturo,
è probabile che le cellule immunitarie del sangue presente nel cordone
ombelicale donate al paziente non sappiano ancora riconoscere come
estranee le cellule del ricevente
Risulta più grande la possibilità di poter utilizzare le staminali del sangue
del cordone ombelicale perché numerosi sono i parti per anno fornitori
Per verificare la istocompatibilità di donatori di midollo , non imparentati,
servono almeno 4 mesi e richiedono vari incontri informativi con donatori
Il sangue da cordone risulta invece subito disponibile, conservato nei
congelatori delle banche, già analizzato e tipizzato: bastano 3- 4 giorni
Problemi connessi all’uso del sangue da cordone ombelicale
e possibili rimedi
Possibile trasmettere con staminali da cordone, malattie genetiche
che si manifestano tardivamente nel donatore (anemia, leucemia
congenita)
soluzione:conservare per 6-12 mesi il sangue del donatore e tenersi
informati per conoscere lo stato di salute del bambino donatore
Risulta piuttosto limitato il numero di staminali in 100g , per curare
un adulto o un bambino pesante più di 15 kg:
soluzione:cercare di aumentare il numero di staminali con fattori nutritivi
e di crescita
Possibile intervenire per curare immunodeficienza combinata grave:
prelevare cellule staminali dal cordone del paziente,
inserire i geni normali,
reintrodurre le staminali modificate nel paziente
Probabilmente risulterebbe anche esente da un virus, citomegalovirus,
responsabile di 10% di decessi con trapianto di midollo:donatori
portatori trasmetterebbero il virus mediante il trapianto a ricevente
immunodepresso, facilmente colpito dal virus