Crioconservazione cellule staminali da cordone ombelicale

Le cellule staminali

Sono cellule “non differenziate” o “non specializzate”, ossia cellule che nell’organismo non svolgono nessuna attività particolare, a differenza, ad esempio, delle cellule della cute o del fegato. Sono in grado però di moltiplicarsi e di differenziare in altri tipi cellulari specializzati, sostituendo in tal modo cellule danneggiate o invecchiate.

Per poter essere definita come “staminale”, una cellula deve avere le seguenti caratteristiche:

• autoreplicarsi, ossia dividersi formando un’altra cellula staminale e una cellula invece tipica di un determinato tessuto
• differenziare, ossia dare origine, dopo la divisione, ad un tipo cellulare particolare (ad esempio una cellula della cute, del fegato o del sangue).

Il sangue cordonale

Il sangue cordonale è quel quantitativo di sangue che rimane normalmente all’interno del cordone ombelicale dopo la nascita del bambino e che nella stragrande maggioranza dei casi viene semplicemente eliminato insieme al cordone. A partire dal 1974, i ricercatori hanno scoperto che nel sangue cordonale sono presenti, oltre alle normali cellule del sangue, cellule staminali che, in base alle due classificazioni riportate alla pagina “Cellule Staminali”, possono essere definite come cellule staminali somatiche adulte di tipo multipotente ed unipotente. Per questo motivo, il sangue cordonale deve essere visto come una fonte di cellule staminali utilizzabili in terapia, e non come un semplice rifiuto della sala parto.

Il prelievo, la conservazione e l’utilizzo a fine terapeutico delle cellule staminali ottenute dal sangue cordonale non pongono problematiche di carattere etico- legale o religioso (poiché sono staminali somatiche adulte) ed inoltre queste cellule sono in grado di differenziare in diversi tipi di cellule specializzate (poiché sono cellule multipotenti).

Più in dettaglio, le cellule staminali contenute nel sangue cordonale appartengono a tre diverse popolazioni principali:

• Cellule staminali ematopoietiche (HSC), in grado di dare origine agli elementi caratteristici del sangue, quindi globuli rossi, globuli bianchi e piastrine.
• Cellule staminali mesenchimali (MSC), in grado di dare origine a cartilagine, osso, muscolo, adipe.
• Cellule progenitrici endoteliali (EPC), in grado di dare origine alle cellule che rivestono l’epitelio dei vasi sanguigni.

Più recentemente sono state inoltre identificate nel sangue cordonale almeno altre tre popolazioni cellulari:

• Cellule staminali embrionic-like, ossia cellule simil embrionali.
• Cellule staminali VSEL, ossia “very small embrionic-like”.
• Cellule USSC, ossia “unrestricted somatic stem cells”.

La presenza di diverse popolazioni di cellule staminali nel sangue cordonale è particolarmente importante perché ogni popolazione cellulare può avere un potenziale terapeutico differente, ossia può essere utilizzata per trattare patologie differenti o per diversi approcci terapeutici. Al momento, le due popolazioni più note, più studiate ed utilizzate in terapia sono rappresentate dalle cellule staminali ematopoietiche e dalle cellule staminali mesenchimali.

Le cellule staminali cordonali possono essere raccolte subito dopo il parto, naturale o cesareo, al fine di essere crioconservate per un eventuale utilizzo futuro in terapia. È ormai noto che le staminali ematopoietiche cordonali possono essere impiegate nella cura di patologie onco-ematologiche e metaboliche in sostituzione del trapianto di midollo classico. Inoltre sono attivi molti studi clinici in tutto il mondo che impiegano cellule staminali mesenchimali cordonali per la cura di svariate patologie (medicina rigenerativa).

Secondo la vigente normativa italiana dopo la raccolta, che può avvenire presso qualunque struttura ospedaliera, il campione destinato alla conservazione privata familiare deve essere conservato presso una banca estera autorizzata, come avviene con il nostro servizio.

Utilizzi terapeutici

Trapianto allogenico di cellule staminali ematopoietiche

Diverse patologie sono trattabili con cellule staminali ematopoietiche ottenute da un donatore (esterno o interno alla famiglia) e recuperate da diverse fonti, quali il midollo osseo, il sangue periferico ed il sangue cordonale. La probabilità di trovare donatori istocompatibili all’esterno della famiglia è molto bassa, al contrario conservando il campione di sangue cordonale si ha il 25% di probabilità che questo sia totalmente compatibile con un fratello/ sorella ed il 39% di probabilità che sia parzialmente compatibile e comunque utilizzabile.

I trapianti di maggior successo e più frequenti sono quelli eseguiti utilizzando un campione di cellule staminali ematopoietiche da donatori all’interno della famiglia (uso familiare). Infatti, 1/3 dei trapianti eseguiti a livello mondiale viene effettuato utilizzando donatori appartenenti allo stesso nucleo familiare.

L’utilizzo di staminali ematopoietiche allogeniche è consigliato nel trattamento di:

• Leucemie
  • Leucemie acute mieloidi e linfoidi (Broxmeyer et al 2009)
  • Leucemie croniche mieloidi e linfoidi 1 (Hough et al. 2010)
  • Mielofibrosi primaria -Sindrome mielodisplastica
  • Leucemia cronica linfocitaria
  • Leucemia mielomonocitica cronica
• Linfomi
  • Linfoma di Hodgkin
  • Linfoma non Hodgkin
  • Linfoma follicolare
  • Linfoma cellule mantello
  • Linfoma cellule-T
  • Linfoma di Burkitt
  • Linfoma linfoblastico
• Patologie non maligne e tumori solidi
  • Anemia severa aplastica
  • Anemia di Fanconi
  • Anemia refrattaria
  • Anemia refrattaria con eccesso di blasti
  • Talassemia
  • Anemia falciforme
  • Anemia Blackfan
  • Diamond -CGD
  • Patologia di Kostman
  • Sindrome di Hurler
  • Osteopetrosi
  • Emoglobinuria parossistica notturna
  • Neuroblastoma
  • Aplasia dei globuli rossi
  • Anemia congenita diseritropoietica
• Altre patologie
  • Mieloma
  • Amiloidosi
• Trapianti per disordini ereditari del sistema immunitario e altri organi
  • Ipoplasia cartilage-hair
  • Malattia di Gunther
  • Sindrome di Hermansky
  • Pudiak
  • Sindrome di Shwachman-diamond
  • Mastocitosi sistemica
• Disordini ereditari immunitari
  • SCID con deficienza di adenosina deaminasi
  • SCID legata all’X -SCID con assenza di cellule Te B
  • SCID con assenza di cellule T e cellule B normali
  • Sindrome di Omenn
  • Neutropenia
  • Mielocatesi
  • Atassia teleangiectasica
  • Sindrome dei linfociti di Bare
  • Immunodeficienza comune variabile
  • Sindrome di Di George
  • Deficienza di adesione dei leucociti
  • Disordini linfoproliferativi
  • Disordini linfoproliferativi legati alla X
  • Sindrome di Wiskott-Aldrich
• Trapianti per disordini metabolici ereditari
  • Mucopolissaccaridosi
  • Sindrome di Hurler (Staba SL. Et al. 2004)
  • Adrenoleucodistrofia
  • Malattia di Krabbe (Escolar ML et al. 2005)
  • Malattia di Gaucher
  • Malattia di Niemann
  • Pick
  • Sindrome di Lesch
  • Nyhan
  • Osteopetrosi
• Disordini dei fagociti
  • Sindrome di Chediak-Higashi
  • Granulomatosi cronica
  • Deficienza da actina neutrofila
  • Disgenesi reticolare
• Disordini mieloproliferativi
  • Mielofibrosi acuta
  • Metaplasia mieloide agnogenica
  • Trombocitemia essenziale
• Cancro nel midollo osseo
  • Mieloma multiplo
  • Leucemia delle plasma cellule
  • Macroglobulinemia di Waldenstrom
• Anomalie piastriniche ereditarie
  • Amegacariocitosi
  • Tromboastenia di Glanzmann

Trapianto autologo di cellule staminali ematopoietiche

Con il termine di trapianto autologo si intende, come si è detto, l’infusione di cellule staminali nella stessa persona a cui sono state prelevate. Nel caso del sangue cordonale, ciò vuol dire utilizzare sullo stesso bambino/ bambina il campione raccolto e conservato al momento del parto.

L’utilizzo di staminali ematopoietiche autologhe è consigliato come prima scelta nel trattamento di:

Cellule staminali mesenchimali

In alcune applicazioni terapeutiche emergenti, quali, ad esempio, il trattamento della paralisi cerebrale infantile o del diabete di tipo 1, l’effetto terapeutico è prevalentemente espletato dalle cellule staminali mesenchimali e dalle cellule staminali embrionic-like o very small embrionic-like.

Le cellule staminali mesenchimali sono state scoperte nel 1970. Sono cellule pluripotenti in grado di auto rinnovarsi e differenziarsi in cellule specifiche di un tessuto. In particolare riescono a generare osteoblasti, condrociti, adipociti, cellule muscolari e cellule endoteliali (Gang E.J. et al., 2007).

Cellule staminali mesenchimali si trovano nel midollo osseo in una concentrazione di circa 1-4/100.000 cellule nucleate, nel tessuto adiposo e nel sangue cordonale, nel quale risultano essere abbondanti, non producono risposta immunitaria e rigetto e possono essere congelate in banche cellulari.

Altra fonte di cellule staminali di tipo mesenchimale è rappresentata dagli annessi embrionali quali placenta e cordone ombelicale. In particolare dall’amnion e dal chorion della placenta e dalla gelatina di Wharton del cordone ombelicale, si possono ottenere alti numeri di cellule staminali mesenchimali (Friedman et al 2007) (Parolini O. et al., 2007).

• Leucemie
  • CLL
  • Linfomi
  • Linfoma diffuso delle cellule B (ricaduta)
  • Linfoma cellule mantello
  • Linfoma linfoblastico
  • Linfoma di Burkitt
  • Linfoma follicolare cellule B
  • NHL cellule T
  • Linfoma di Hodgkin (ricaduta)
  • Linfoma non-Hodgkin
• Altre patologie
  • Mieloma
  • Amiloidosi
  • Neuroblastoma
  • Retinoblastoma
  • Disordini autoimmuni

Le cellule staminali mesenchimali sono estremamente importanti per i seguenti motivi:

• Utilizzo con cellule staminali ematopoietiche: Se utilizzate in combinazione ad un trapianto di cellule staminali ematopoietiche, le staminali mesenchimali esercitano una forte azione immunosoppressiva che diminuisce la severità e l’incidenza della GVHD, una pericolosa complicazione che può insorgere nei trapiantati (Uccelli A. et al. 2007).
• Azione immunomodulatrice: Per la stessa capacità immunomodulatoria, le cellule staminali mesenchimali possono trovare applicazione nel trattamento di patologie caratterizzate da disordini autoimmuni, quali il diabete di tipo 1, la sclerosi multipla o l’artrite reumatoide.
• Differenziazione in altri tipi cellulari: Le cellule staminali mesenchimali hanno dimostrato grande plasticità cioè capacità di generare sia in vitro che in vivo cellule tessuto-specifiche come cellule nervose, muscolari, adipose, endoteliali ecc. È quindi possibile pensare all’utilizzo di tali cellule nella riparazione dei tessuti danneggiati.

Risultati positivi sono stati ottenuti in diversi centri di ricerca in tutto il mondo con l’utilizzo di cellule staminali mesenchimali sia allogeniche (ottenute da un donatore compatibile, familiare o estraneo) che autologhe (ottenute dallo stesso soggetto in cui vengono utilizzate). Tali terapie sono oggi attuate solo nell’ambito di trial clinici. Un trial clinico consiste nella somministrazione di una terapia nuova in gruppi di pazienti, al fine di valutare l’efficacia e la sicurezza di alcuni trattamenti sotto stretto controllo medico e secondo precisi protocolli clinici, prima che la terapia possa, in caso di successo divenire standard.

Trial clinici che utilizzano di cellule staminali mesenchimali autologhe

• Malattia di Crohn (Northwestern University 2006)
• Diabete di tipo 1 (American diabetes association, 2007)
• Paralisi cerebrale infantile, ipossia, encefalopatia (Duke University 2009)
• Sclerosi multipla (Saccardi et al 2010)
• Lesioni traumatiche del cervello
• Terapia genica -Sarcoma di Ewing
• Tumori cerebrali -Sarcoma

Trial clinici che utilizzano di cellule staminali mesenchimali allogeniche

• Malattia di Crohn -Diabete di tipo 1
• Traumi del midollo spinale
• Cancro del seno
• Sarcoma di Ewing
• Carcinoma delle cellule renali