sangue cordonale: stoccaggio per trapianto ed uso non

SANGUE CORDONALE: STOCCAGGIO PER TRAPIANTO ED USO NON TRAPIANTOLOGICO
Intervento di Pasqualepaolo Pagliaro e Marina Buzzi al Convegno UniSalute
“Le cellule staminali e il loro impiego attuale nella clinica”
Bologna, 30 settembre 2011
Le cellule staminali ematopoietiche sono utilizzate in clinica per il trapianto di midollo
osseo: anche se nell’uso routinario si continua a usare questa terminologia, nella
maggior parte dei trapianti di midollo osseo che si effettuano attualmente, la fonte di
cellule staminali ematopoietiche (CSE) non è più il midollo espiantato dal bacino del
donatore, ma le cellule staminali ottenute tramite raccolta aferetica oppure dalla
donazione del sangue cordonale. Le difficoltà a reperire per alcuni pazienti un donatore
compatibile o la necessità di un intervento terapeutico rapido hanno spinto a ricercare
delle fonti alternative di CSE rispetto al midollo. L’identificazione di CSE nel sangue
cordonale e la possibilità di effettuare trapianti con queste cellule ha portato alla
costituzione di vere e proprie "banche", dove vengono conservate le unità di sangue
cordonale raccolte. In Italia sono attive 18 banche di sangue cordonale distribuite su
tutto il territorio nazionale. Al 31/12/2010 sono state bancate oltre 25.000 unità e di
queste oltre 23.000 sono disponibili per trapianto in Italia ed esposte attraverso l’IBMDR
di Genova per eventuale uso extra-nazionale. Delle unità conservate, 1035 sono state
utilizzate (in paesi esteri ed in Italia) per trapianto “unrelated”, cioè di un non
consanguineo, e 129 invece per trapianto “related”, cioè di un consanguineo. A Bologna
presso il Servizio di Immunoematologia e Trasfusionale del Policlinico S.Orsola-Malpighi
ha sede la Banca del Sangue Cordonale dell’Emilia-Romagna (ERCB). Tale Banca è stata
oggetto recentemente di un progetto riorganizzativo il cui obiettivo strategico era
incrementare il numero delle unità bancate effettivamente disponibili all’uso
trapiantologico per il fabbisogno nazionale ed internazionale garantendo i livelli di
qualità e sicurezza previsti dalle disposizioni normative nazionali e comunitarie vigenti e
dagli standard internazionalmente accettati. Gli obiettivi del progetto comprendevano:
a. I punti nascita devono aumentare in modo significativo la raccolta. E’ inoltre
necessario garantire una formazione iniziale ed il mantenimento delle
competenze del personale addetto alla raccolta attraverso corsi di formazione.
Inoltre sono previsti incentivi alle Ostetricie per sacca raccolta idonea con peso
lordo > 80 mL.
b. realizzazione degli adeguamenti strutturali, tecnologici, organizzativi finalizzati
all’applicazione dei requisiti di qualità e sicurezza previsti da requisiti cogenti e
standard nazionali ed internazionali. Dal momento che le unità cordonali vengono
inserite in una rete internazionale, è necessario che la Banca segua requisiti
accettati internazionalmente e che consegua l’accreditamento internazionale
FACT-NETCORD; parallelamente la gestione informatica va coerentemente
sviluppata e affinata
c. tipizzazione HLA DR ad alta risoluzione di tutti i cordoni bancati per facilitare la
scelta del cordone su IBMDR da parte dei Centri Trapianto.
d. campagne di informazione che prevedano oltre alla diffusione del materiale
informativo già disponibile, la realizzazione di attività di comunicazione e
Convegno UniSalute “Le cellule staminali e il loro impiego attuale nella clinica”
Bologna, 30 settembre 2011
sensibilizzazione dell’utenza e del personale sanitario direttamente coinvolto. Le
campagne di informazione preliminarmente condivise nell’ambito di un
coordinamento centrale sono effettuate in stretta collaborazione con associazioni
di volontariato già impegnate nel settore (ADISCO, ADMO).
Quello che è stato fatto può essere così riassunto:
a. l’estensione dell’attività di raccolta presso tutti i punti nascita pubblici (29) del
territorio con la garanzia di un adeguato livello di formazione e mantenimento
delle competenze degli operatori addetti alla raccolta nei punti nascita, è stato
realizzato con corsi per Ostetriche e Ginecologi.
b. l’nformatizzazione (software ELIOT) della Banca sullo stesso database delle
donazioni di sangue, con tracciabilità completa dalla raccolta alla distribuzione al
Centro Trapianti (con un contributo finanziario di ADISCO nell’ambito del Progetto
ENEL-Cuore).
c. realizzazione della rete di trasporti dai Punti nascita di tutta la Regione a Bologna
usufruendo della rete trasporti dei trapianti con coordinamento CRT.
d. l’estensione dei tempi di ricezione delle unità cordonali raccolte da parte della
Banca, finalizzato ad eliminare le limitazioni orarie e giornaliere della donazione
(raccolta h 24, 7 giorni su 7) è stata realizzata centralizzando sul Servizio
Trasfusionale del Policlinico S.Orsola-Malpighi l’accettazione dei cordoni ed il
congelamento del sangue cordonale, nella nuova sede realizzata dal Policlinico e
disponibile dallo scorso 19 Settembre.
e. sistematica applicazione dei requisiti di qualità e sicurezza previsti dalle
disposizioni normative vigenti e degli standard tecnici ed operativi condivisi
all’interno della rete delle banche: il percorso di accreditamento FACT potrà
verosimilmente essere concluso nell’anno 2012.
f. incremento dell’inventario regionale delle unità cordonali conservate: finora non
vi è stato un aumento significativo delle unità bancate annualmente, nonostante
l’aumento delle raccolte: ciò è dovuto alla necessità di aumentare la quantità di
sangue delle singole raccolte per raggiungere i livelli di staminali criopreservate
imposte dalla Conferenza Nazionale delle Banche del Cordone. Nonostante ciò i
cordoni esposti su IBMDR, che sono il dato qualificante sono aumentati nel 2010
ed aumenteranno ulteriormente nel 2011 grazie ad una maggiore tempestività
della tipizzazione HLA.
g. realizzazione di campagne di informazione, comunicazione e sensibilizzazione sul
territorio con l’obiettivo di informare e rendere consapevoli i cittadini del valore
della donazione solidaristica del sangue cordonale e sull’utilizzo appropriato del
sangue cordonale: finora è stato realizzato dalla Regione un piegevole
informativo: manca ancora una vera campagna sui mezzi d’informazione.
I risultati conseguiti da ERCB possono essere riassunti nei dati sottostanti.
2002
Consensi 670
Raccolte 650
Bancate 350
IBMDR
224
2003
1542
1411
602
287
2004
2431
2298
585
399
2005
2179
2056
487
205
2006
2078
1895
427
404
2007
1926
1756
321
379
2008
1886
1686
305
228
2009
2181
1986
439
244
2010
3158
2158
392
346
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Questa disponibilità ha portato complessivamente all’utilizzo dal 2003 al 2010 di 71
staminali cordonali in trapianti eseguiti in tutto il mondo.
1
33
23
9
1
1
1
2
L’evidente discrepanza quantitativa tra i cordoni bancati ed esposti su IBMDR (ad oggi
3553) e quelli utilizzati (ad oggi 77) e la quantità enorme di cordoni raccolti non idonei
dal punto della cellularità in staminali, che si evince dalla tabella dei risultati, ci spinge
a ricercare usi non trapianto logici dei cordoni raccolti. Una quota di essi viene utilizzata
per ricerca da Laboratori regionali che lavorano sulle cellule staminali. Un altro utilizzo
possibile è quelli di usare la piastrine del sangue cordonale per produrre gel piastrinico,
un prodotto per uso topico molto utile nel trattamento di ulcere cutanee ed in varie
tipologie di chirurgia ricostruttiva.
Inoltre due utilizzi che stiamo approfondendo sono:
1.
Il collirio da siero cordonale.
2.
La produzione in laboratorio di globuli rossi.
Collirio da siero cordonale.
L’integrità dell’epitelio corneale è importante pre-requisito per la qualità della visione
ed un danno, soprattutto nella porzione centrale, compromette di conseguenza l’intero
sistema. I difetti epiteliali minori riparano dall’ epitelio adiacente e si chiudono per
migrazione. Danni più estesi richiedono processi più complessi e sono favoriti da fattori
di crescita specifici, presenti nelle lacrime umane, in particolare l’Epidermal Growth
Factor (EGF), l’acido retinoico, il Nerve Growth Factor (NGF), il Transforming Growth
Factor-beta (TGF-β). Alla base di questo, sta il razionale della terapia mediante
somministrazione topica di siero autologo, di fatto un sostituto lacrimale naturale che
sta negli ultimi anni ottenendo una grande espansione soprattutto in quei casi ove più
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severo e il danno epiteliale e i comuni preparati commerciali (sostituti lacrimali o
lacrime artificiali) mancano di efficacia. Il siero autologo contiene infatti EGF, vitamina
A.
Più di recente, e stato proposto l’utilizzo di un lisato piastrinico autologo (PRP o Platelet
Rich Plasma) per la riepitelizzazione corneale, applicato topicamente e mantenuto in
situ attraverso l’applicazione di una lente a contatto morbida terapeutica.
Per entrambi i preparati, le controindicazioni maggiori si configurano come:
- dipendenza della fonte origine da prelievo di sangue periferico del paziente
- presenza nel sangue periferico dei pazienti di citochine infiammatorie, non abbattute
nel preparato da instillare, e pertanto innesco continuo di flogosi del distretto.
Nella comunità scientifica internazionale esistono sempre maggiori consensi sull’utilità
del sangue cordonale come sorgente di cellule staminali emopoietiche, cui e stato
associato l’impiego del siero (UCS o Umbilical Cord Serum) per la preparazione di colliri
per la cura dell’occhio secco di grado severo, malattie della superficie oculare e
cheratiti neurotrofiche. Anche qui il razionale si basa sulla presenza di fattori di crescita
-peraltro in concentrazioni 4-5 volte superiori al contenuto del sangue periferico, fattori
neurotrofici e componenti essenziali delle lacrime. Inoltre, l’immaturita immunologica
del campione rende la percentuale di probabilità di insorgenza di reazioni avverse
prossima allo zero, anche nel remoto caso di presenza nel collirio finale di elementi
particolati residui. L’UCS rappresenta la fonte che offre i maggiori vantaggi per la
applicazione in campo oftalmologico, in quanto supera la dipendenza dai prelievi di
sangue periferico del paziente e non contiene fattori pro-infiammatori.
L’efficacia del collirio a base di sangue cordonale prodotta da ERCB è stata testata dal
gruppo della Clinica Oftalmologica del Policlinico S.Orsola-Malpighi del Prof. Campos
attraverso uno Studio Pilota che ne ha dimostrato efficacia e sicurezza.
Generazione di globuli rossi umani in vitro a partire da cellule staminali isolate dal
cordone ombelicale.
Negli ultimi anni l’attenzione dei ricercatori e delle Company Biotecnologiche si è
focalizzata sulla possibilità di disporre di sorgenti complementari di sangue, e in
particolare della componente corpuscolare come i globuli rossi, per via della costante
difficoltà nel mantenere scorte adeguate di sangue ed emocomponenti, della mancanza
di gruppi rari e a causa della cronica insorgenza di problematiche cliniche rilevanti nei
pazienti politrasfusi.
In questo contesto la produzione ex vivo di globuli rossi rappresenta una nuova sfida per
la Medicina Trasfusionale. L’utilizzo di cellule staminali si colloca nelle nuove strategie
dell’ingegneria tissutale e della Medicina Rigenerative e la possibilità di avere a
disposizione sorgenti ricche di cellule staminali libere da controversie etiche come il
sangue del cordone ombelicale costituisce un valore aggiunto per questo tipo di ricerche.
Lo scopo del nostro progetto è quello di generare ex vivo una popolazione di globuli rossi
umani, a partire da cellule staminali emopoietiche isolate dal sangue cordonale con il
supporto di cellule mesenchimali stromali derivate dalla gelatina di Wharton del cordone
ombelicale stesso.
La ricerca si compone di tre fasi principali di sperimentazione che comprendono: la
purificazione e l’isolamento delle cellule staminali emopoietiche dal sangue cordonale;
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l’espansione in vitro delle cellule staminali emopoietiche in un opportuno cocktail di
growth factor atto a indurre la crescita senza compromettere la staminalità della
popolazione iniziale; il commissionamento in senso eritroide, l’espansione e la
maturazione della progenie orientata utilizzando specifici growth factor e cellule
mesenchimali stromali di supporto.
Il progetto prevede l’allestimento di un sistema tridimensionale per la crescita e la
maturazione della progenie eritroide commissionata al fine di aumentare la resa e
l’efficienza di produzione dei globuli rossi generati in vitro.
Obiettivo finale del progetto è raggiungere, in un sistema non industriale, il traguardo di
produzione di diverse unità costituite da globuli rossi potenzialmente trasfondibili, a
partire da un’unità di sangue cordonale, indirizzate all’uso mirato in pazienti con
fabbisogno cronico di trasfusioni (talassemie, mielodisplasie), per ottenere una migliore
sopravvivenza eritrocitaria in vivo.
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