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 rigettato B a B > a+B B a B accettato a + B …-a a B 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