Le cellule staminali. tra scienza, pratica clinica e legislazione

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1 Le cellule staminali. tra scienza, pratica clinica e legislazione 1

2 Sommario 1. Informazioni scientifiche sulle cellule staminali... 3 Una preziosa riserva per la famiglia Cosa sono e come, dove si formano Fonti di prelievo e tipologie delle cellule staminali somatiche o adulte Le cellule staminali del cordone ombelicale Le cellule staminali nella pratica clinica... 7 Per questo è importante conservarle I tipi di trapianto L uso terapeutico Statistiche sui trapianti di cellule staminali Legislazione: banking pubblico e privato Il valore dell informazione Cosa prevede la legge in Italia Differenze tra il banking privato e banking pubblico Legislazione su esportazione cordone ombelicale, sangue e tessuto Legislazione sul rimpatrio delle cellule staminali per uso terapeutico Le controversie sulle staminali, tra etica e legislazione

3 1. Informazioni scientifiche sulle cellule staminali Una preziosa riserva per la famiglia 1.1 Cosa sono e come, dove si formano Le cellule staminali sono cellule indifferenziate presenti in tutti gli organismi multicellulari, caratterizzate dalla capacità di riprodursi in maniera illimitata attraverso divisioni cellulari, asimmetriche (capacità detta: long-term selfrenewal): in questo modo possono, quindi, creare sia copie identiche a loro stesse, sia cellule figlie (progenitori) che a loro volta si dividono in linee cellulari mature, con particolari caratteristiche morfologiche e funzioni specifiche, perdendo, quindi, la propria staminalità. La progenie, pertanto, a mano a mano si differenzia o specializza in diversi tipi di cellule staminali. Le cellule staminali nascono al momento della fecondazione, dall'incontro della cellula sessuale femminile (ovocita) e di quella maschile (spermatozoo). Con il processo di fusione dei due nuclei che, con i 23 cromosomi maschili e i 23 cromosomi femminili, danno origine ad una nuova cellula con l'intero patrimonio genetico di 46 cromosomi (zigote). La formazione dello zigote richiede circa 20 ore e successivamente, con un ritmo di circa 14 ore, si susseguono le divisioni cellulari. Nei primi 2-3 giorni il pre-embrione in divisione è delicatamente trasportato all'interno della tuba nel fluido tubarico. Quando si ritrova in cavità uterina, tre giorni dopo la fecondazione, ha già raggiunto uno stadio di sviluppo di 8-16 cellule, dando vita alla "Morula", un "grappolo" di cellule somigliante al frutto di una mora. Nei successivi 3 giorni si suddivide ulteriormente dando vita alla "Blastocisti" che identifica, nella cavità uterina, un punto adeguato per l'attecchimento. Alcune cellule embrionali si dedicano alla formazione degli "annessiembrionali" o tessuti extra-embrionali", come la placenta, il sacco vitellino, il cordone ombelicale, necessari a proteggere e nutrire il feto; mentre le altre si dedicano allo sviluppo del feto, maturando e specializzandosi sempre più, fino a stabilirsi in ogni organo e tessuto. E' all'interno della blastocisti che avviene l'importante processo di "gastrulazione", durante il quale le cellule si organizzano in tre foglietti germinali: mesoderma. ectoderma, endoderma, L ectoderma (foglietto esterno) da cui originano: la pelle (e precisamente l'epidermide con i suoi annessi - peli, unghie e mammelle); il sistema nervoso centrale (il cervello e il midollo spinale) e il sistema nervoso periferico; gli organi di senso; L'endoderma (foglietto interno) che da origine alle cellule endoteliali, per la formazione di: visceri (trachea, polmoni, esofago, stomaco, pancreas, intestino); Il mesoderma (foglietto di mezzo) che da origine alle cellule mesenchimali, per la formazione del: sistema scheletrico e muscolare derma e sistema adiposo sistema cardiocircolatorio (compresi i vasi sanguigni e il sangue) e uro-genitale Dal 7 mese di gravidanza le cellule staminali si sono ormai specializzate ed il loro compito sarà di rinnovare e sostituire le cellule del tessuto a cui appartengono, a causa dell'invecchiamento. 3

4 A seconda, quindi, del grado di differenziazione o specializzazione, le cellule staminali si definiscono: totipotenti quando possono dare vita a tessuti embrionali e extraembrionali. Presenti nella morula, un aggregato di cellule che si forma nei primi stadi di sviluppo embrionale; pluripotenti quando possono specializzarsi in tutti i tipi di cellule di un individuo adulto ma non in cellule che compongono i tessuti extra-embrionali, come la placenta (es. le cellule della blastocisti); multipotenti quando sono in grado di specializzarsi unicamente in alcuni tipi di cellule (rientrano nella categoria le cellule cordonali, midollari, del sangue periferico e tessuto-specifiche quali cellule epiteliali e adipose); unipotenti quando possono generare solamente un tipo di cellule specializzate. Le cellule staminali vengono anche classificate in: somatiche e embrionali. Le cellule staminali embrionali sono un aggregato di cellule progenitrici dell embrione. Le cellule staminali somatiche sono cellule etiche, multipotenti, che hanno il compito di rinnovare le cellule di specifici tessuti di un individuo che invecchiando perdono di funzionalità. 1.2 Fonti di prelievo e tipologie di cellule staminali somatiche Le fonti da cui si possono prelevare le cellule staminali somatiche o adulte sono 7: il midollo osseo, il sangue periferico, il sangue venoso cordonale, il tessuto cordonale, il tessuto adiposo, la polpa dentale e il liquido amniotico. Nella tabella accanto sono elencate le tipologie di cellule presenti in ciascuna fonte, diverse anche per varietà di tipologie cellulari; attualmente le tipologie di cellule staminali principali sono: Le cellule emopoietiche (HSC), in grado di generare le cellule del sangue ossia globuli rossi, bianchi, piastrine; Le cellule mesenchimali (MSC) in grado di generare tessuto osseo, cartilagineo, muscolare, adiposo, pancreatico; Le cellule endoteliali (EPC), in grado di generare il tessuto che riveste la superficie interna dei vasi sanguigni, dei vasi linfatici e del cuore (endocardio); Fino ad oggi, il principale utilizzo delle cellule staminali è stato per patologie del sangue o onco-ematologiche. FONTI DI PRELIEVO NEL SANGUE CORDONALE NEL MIDOLLO OSSEO NEL TESSUTO CORDONALE NEL TESSUTO ADIPOSO NELLA POLPA DENTALE NEL LIQUIDO AMNIOTICO NEL SANGUE PERIFERICO TIPOLOGIE DI CELLULE STAMINALI 1. Emopoietiche (HSC) 2. Mesenchimali (MSC) 3. Endoteliali (EPC) 4. Unrestricted Somatic Stem Cells (USSC) 5. Very small embryonic cells 1. Emopoietiche (HSC) 2. Mesenchimali (MSC) 3. Very Small Embryonic Cells Mesenchimali (MSC) Mesenchimali (MSC) Mesenchimali (MSC) Mesenchimali (MSC) Per questo sono state privilegiate le fonti che contengono Emopoietiche (HSC) (post emaferesi) le cellule ematopoietiche; tra queste il sangue del cordone ombelicale è la fonte che ha aperto la strada a nuove strategie terapeutiche, in quanto trattasi di una fonte facilmente reperibile, con caratteristiche uniche e irripetibili, di seguito descritte. 4

5 1.3 Le cellule staminali del cordone ombelicale Il cordone ombelicale si forma intorno alla 5 settimana di gestazione, sostituendo il sacco vitellino. Di norma, all interno del cordone decorrono 3 vasi sanguigni: 2 arterie, che trasportano il sangue venoso verso l esterno con le sostanze di rifiuto, e 1 vena che trasporta il sangue necessario al bimbo ricco di ossigeno e nutrienti. Per la sua particolare ricchezza di tipologie cellulari, differenti sia dalle cellule staminali embrionali che dalle cellule staminali di un bambino o persona adulta, il sangue del cordone ombelicale, dalla fine degli anni 90, è stato studiato al fine di comprenderne meglio la costituzione. Il sangue cordonale, raccolto subito dopo il parto in modo semplice, indolore e senza rischio per la mamma e il bimbo, è ricco di varie tipologie di cellule staminali, altamente sterili rispetto a quelle di una persona adulta, essendo prive di vissuto immunologico, e molto più compatibili: un vero e proprio salvavita per combattere malattie del sangue molto gravi come la leucemia, l anemia, la talassemia e altre rare patologie onco-ematologiche, circa 80, e malattie meno gravi ma, sfortunatamente, più comuni come il diabete di tipo 1 o la paralisi cerebrale o lesioni midollari. Recente è la scoperta che anche il tessuto cordonale, ovvero la Gelatina di Wharton, è un'ulteriore fonte di cellule staminali di tipo mesenchimale (Mesenchymal StemCells - MSC), con caratteristiche più spiccate rispetto a quelle del midollo osseo e del sangue cordonale, in quanto più primitive e con maggiori capacità: 1. Capacità di differenziarsi in numerosi tipi di cellule tissutali, in vitro e in vivo; 2. Capacità di proliferare e rigenerare tessuti, di essere attratte dalle lesioni oncologiche e di altra natura e di fungere da veicolo antitumorale ; 3. capacità immunomodulanti, ossia di reprimere e controllare la risposta immunitaria, malattia del trapianto verso l'ospite o Graft-Versus-Host Disease (GVHD), con un minore effetto anti-rigetto post-trapianto, specie nei trapianti allogenici; Le cellule mesenchimali (MSCs) che originano dal mesoderma sono cellule multipotenti in grado di differenziarsi in tessuto osseo, cartilagineo, muscolare, adiposo, pancreatico, epiteliale. L'uso e la compatibilità tra familiari rispetto a non consanguinei La probabilità di essere compatibili con 1 fratello va dal 25% al 39%. Ovviamente con 2 fratelli, la probabilità cresce fino al 44%. La probabilità che due soggetti non consanguinei siano istocompatibili è, invece, molto bassa: da 1/ a 1/ a seconda dell etnia, mentre la probabilità di reperire un campione dai registri internazionali è tra il 50% e l 80% per la sola etnia caucasica (per le altre è molto più bassa). (Fonte: Haematologica, luglio 2011). Per questo, vista l elevata probabilità di essere compatibili tra soggetti appartenenti allo stesso nucleo familiare, in trapiantologia l uso più frequente e di maggior successo è l uso intra-familiare: a livello mondiale, oltre 1/3 dei trapianti viene effettuato tra consanguinei. Fino agli inizi del 2000, la percentuale di sopravvivenza dei trapianti tra consanguinei era nettamente superiore rispetto a quelli tra non consanguinei, come evidenziato nel grafico a fianco. (Fonte: dr. Gluckman The New England Journal of Medecine nel 1997) 5

6 Grazie alle nuove tecniche di preparazione al trapianto, negli ultimi anni la differenza delle percentuali di sopravvivenza si è, fortunatamente, ridotta ma le cellule staminali da cordone ombelicale rappresentano sempre un alternativa efficace specie per quei pazienti che non dispongono di un donatore familiare o volontario compatibile. Vantaggi delle cellule cordonali rispetto a quelle del midollo osseo: Più sterili: raccogliendole alla nascita non sono contaminate da agenti infettivi o ambientali; Più compatibili: si possono trapiantare anche con un grado inferiore di compatibilità; Subito reperibili: a differenza dei tempi di attesa dai 4 agli 8 mesi per il midollo ; Più versatili: la ricchezza delle sue tipologie cellulari ne permette l impiego in numerose applicazioni terapeutiche; Più proliferative: in quanto possono rigenerare un numero di cellule circa 7 volte maggiore rispetto alle staminali del midollo osseo; Etiche: la loro raccolta non comporta la loro distruzione; Minore rischio di rigetto post-trapianto e di reazione verso il paziente (GVHD) La conservazione permette di sviluppare indagini diagnostiche retroattive su patologie a carattere ereditario e/o tumorale. Unico svantaggio: un recupero post-impianto più lento in termini di neutrofili e piastrine. Il limite quantitativo dei campioni cordonali Ai fini del successo del trapianto onco-ematologico è essenziale infondere un numero di cellule ematopoietiche congruo: i protocolli sulle modalità di trapianto per endovena delle cellule staminali ematopoietiche prevedono una dose minima per kilogrammo di peso corporeo del ricevente, equivalente a 3 x 10 7 (30 milioni) di cellule mononucleate; ma quante più cellule si riescono a trapiantare, tanto maggiori sono le probabilità di successo del trapianto. Questo potrebbe essere il limite dei campioni cordonali che solitamente tranne alcune eccezioni forniscono un quantitativo di cellule sufficiente per soggetti dal peso di kg. Per questo negli ultimi anni sono stati sviluppati studi mirati a superare il limite numerico di cellule ottenute da unità di sangue cordonale, attraverso: l infusione endovenosa di due campioni cordonali (cd. Trapianto combinato ), a favore di un miglior attecchimento; l espansione ex-vivo di cellule cordonali, al fine di replicarne il numero; l infusione delle staminali per iniezione intramidollare diretta, che evidenziano un recupero più rapido del numero di cellule mononucleate (in particolare neutrofili) e delle piastrine. Durata e vitalità delle cellule staminali crioconservate I risultati dei trapianti non hanno dato alcuna differenza tra campioni appena crioconservati e campioni conservati da tempo. Come dimostrato da H.E. Broxmeyer e pubblicato su Cord Blood Hematopoietic Stem Cell Transplantation 26 Maggio 2008, campioni crioconservati da oltre 24 anni hanno mantenuto efficacemente la loro vitalità per un uso terapeutico. 6

7 2. Le cellule staminali nella pratica clinica Per questo è importante conservarle. 2.1 I tipi di trapianto Le cellule staminali ematopoietiche, da cui ha origine il sangue, sono le più applicate nella pratica clinica, come dimostrano le statistiche sui trapiantiprevalentemente relative a patologie onco-ematologiche, in oltre 20 anni di attività. In base alla loro natura, le patologie onco-ematologiche vengono trattate mediante: Trapianto autologo e allogenico, se le patologie non sono di natura genetica. trapianto solo allogenico (donatore diverso dal ricevente), se le patologie sono di origine genetica; Il trapianto autologo Nel trapianto autologo il problema della compatibilità tra due diversi tessuti non sussiste, in quanto si utilizzano cellule staminali appartenenti allo stesso paziente, e quindi non si verificano rischi di sviluppare rigetto e GVHD (Graft Versus Host Disease, una severa complicanza post-trapianto che consiste in una reazione da parte delle cellule del donatore contro il paziente-ricevente. Tuttavia, si manifesta negativamente contro il paziente, ma in maniera del tutto positiva anche contro la leucemia, effetto anti-leucemico della GVHD, che, infatti, non guarisce solo per la radio o chemioterapia, ma anche per la reazione ad essa delle cellule donate). Nel trapianto autologo, vista l'assenza di GVHD, questo importante effetto benefico, presente, invece, nei trapianti allogenici, viene meno. L'uso autologo di cellule staminali ematopoietiche è consigliato come prima scelta nel trattament o di: LINFOMI LEUCEMIE ALTRE PATOLOGIE Linfoma di Hodgkin (ricaduta) Leucemia Linfoide Cronica Amiloidosi Linfoma non-hodgkin Disordini autoimmuni Linfoma diffuso delle cellule B (ricaduta) Mieloma Linfoma cellule mantello Neuroblastoma Linfoma linfoblastico Retinoblastoma Linfoma di Burkitt Linfoma follicolare cellule B NHL cellule T Il trapianto allogenico (o eterologo) Nel trapianto allogenico le cellule provengono da un donatore sano, sufficientemente compatibile, e più frequentemente è un familiare consanguineo, come si vede nel grafico a fianco. Fonte: EBMT la possibilità per il ricevente di sviluppare rigetto, grande svantaggio del trapianto allogenico è più elevata ma recentemente sono state sviluppate tecniche diverse ( minitrapianto ), soprattutto per soggetti di età superiore ai 60 anni o molto debilitati che, fino a 5 anni fa, sarebbero stati esclusi da qualsiasi lista di trapianto. Ulteriori progressi sono stati fatti nella ricerca di tecniche per consentire il trapianto anche tra soggetti non HLA identici o parzialmente identici. 7

8 2.2 L uso terapeutico L uso autologo è escluso nei casi di patologie di natura genetica che vengono trattate solo mediante trapianto allogenico (o eterologo); quelle che non hanno un origine genetica possono, invece, essere trattate sia mediante trapianto allogenico che autologo. Di seguito si riporta l elenco delle patologie trattabili suddivise per tipologie di uso. PATOLOGIE TRATTABILI PER USO SOLO ALLOGENICO Leucemia e linfomi Leucemia Linfoide Acuta (ALL) Leucemia Mieloide Acuta (AML) Leucemia Linfoide Cronica (CLL) Altri Disturbi EreditariIpoplasia della Cartilagine e dei Capelli Porfiria Eritropoietica Congenita (Patologia di Gunther) Sindrome di DiGeorge Osteopetrosi Emoglobinopatie Talassemia di Tipo Beta Disturbi Ereditari del Metabolismo Adrenoleucodistrofia Fucosidosi Patologia di Gaucher Sindrome di Hunter (MPS-II) Sindrome di Hurler (MPS-IH) Patologia di Krabbe Sindrome di Lesch- NyhanMannosidosiSindrome di Maroteaux-Lamy (MPS VI) Leucodistrofia Metacromatica Mucolipidosi di tipo II (I-cell patologia) Malattia di Batten Malattia di Niemann-Pick Malattia di Sandhoff Sindrome di Sanfilippo (MPS-III) Sindrome di Scheie (MPS-IS) Sindrome di Sly Malattia di Tay Sachs Morbo di Wolman Disturbi del midollo osseo Amegacariocitosi Anemia Aplastica Severa Anemia di Fanconi Disturbi Ereditari del Sistema Immune Patologia Granulomatosa Cronica Neutropenia Congenita Deficienza di Adesione Leucocitaria Immunodeficienze Combinate Severe (SCID) includenti: Deficienza di Adenosina Deaminasi Sindrome di Bare Sindrome di Chediak-Higashi Sindrome di Kostmann Sindrome di Omenn Deficienza della Purina Nucleoside Fosforilasi Diagenesi Reticolare Sindrome di Wiskott-Aldrich Disordine Linfoproliferativo legato al Cromosoma X PATOLOGIE TRATTABILI PER USO AUTOLOGO E ALLOGENICO Disturbi del midollo osseo Anemia di Blackfan-Diamond Citopenia Congenita Anemia Diseritropoietica Congenita Discheratosi Congenita Emoglobunuria Parossistica Notturna Aplasia Pura dei Globuli Rossi Emoglobinopatie Anemia Falciforme Istiocitosi Linfoistiocitosi Eritrofagocitica Familiare Emofagocitosi Istiocitosi delle Cellule di Langerhans Leucemia e linfomi Leucemia Acuta Bifenotipica Leucemia Indifferenziata Acuta Leucemia/Linfoma delle Cellule Adulte T Leucemia Mieloide Cronica (CML) Linfoma di Hodgkin Leucemia Giovanile Mieloide Cronica Leucemia Giovanile Mielomonocitica Leucemia Acuta delle Cellule Precursore Mieloidi/Natural Killer (NK) Linfoma Non-Hodgkin Leucemia Prolinfocitica Disturbi mielodisplatici e mieloproliferativi Mielofibrosi Acuta Metaplasia Mieloide Agnogenica Amiloidosi Leucemia Mielomonocitica Cronica (CMML) Trombocitemia Essenziale Policitemia Vera Anemie Refrattarie (RA) includenti: anemia refrattaria con eccesso di blasti (RAEB); anemia refrattaria con eccesso di blasti in trasformazione (RAEB-T); anemia refrattaria con sideroblasti ad anello (RARS); Disturbi delle PlasmaCellule Mieloma Multiplo Leucemia delle PlasmaCellule Macroglobulinemia di Waldenstrom Altri tipi di Tumori Tumori al Cervello Sarcoma di wing Neuroblastoma Tumore Ovarico Carcinoma delle Cellule Renali Rabdomiosarcoma Tumore del polmone a piccole cellule Tumore Testicolare Carcinoma Timico Applicazioni Emergenti di Medicina Rigenerativa Diabete di tipo I Insulino dipendente Trapianto di cornea Ictus Paralisi cerebrale Danno cerebrale Rigenerazione ossea Rigenerazione cartilaginea Patologie Cardiache Patologie Epatiche Distrofia Muscolare Lesione al Midollo Spinale Morbo di Parkinson Le Applicazioni emergenti sono trattate con protocolli sperimentali o protocolli ancora in fase di sperimentazione. 8

9 Il Ministero della Salute, nel Decreto Min.le del 18/11/2009 ritiene opportuna la raccolta dedicata di sangue cordonale al neonato stesso o a consanguineo con patologia in atto. La donazione dedicata del campione, quindi, è consentita solo se la patologia, tra quelle previste nel decreto e di seguito elencate, è presente in un familiare o nel bimbo alla nascita. Elenco patologie per la DONAZIONE PER USO DEDICATO. Leucemie e linfomi Leucemia linfoblastica acuta Leucemia mieloide acuta Leucemia acuta bifenotipica Leucemia acuta indifferenziata Leucemia/linfoma a cellule T dell adulto Linfoma di Hodgkin Linfomi non-hodgkin Leucemia linfatica cronica Leucemia prolinfocitica Disordini mielodisplastici/mieloproliferativi Sindromi mielodisplastiche, includenti: Anemia refrattaria (AR) Anemia refrattaria con sideroblasti ad anello (ARSA) Anemia refrattaria con eccesso di blasti (AREB) Anemia refrattaria con eccesso di blasti in trasformaz. (AREB-t) Leucemia mielomonocitica cronica Leucemia mielomonocitica giovanile Citopenia refrattaria Leucemia mieloide cronica Philadelphia positiva Mielofibrosi idiopatica Policitemia vera Trombocitemia essenziale Disordini della plasmacellula Mieloma multiplo Leucemia plasmacellulare Macroglobulinemia di Waldenstrom Amiloidosi Insufficienze midollari mono/plurilineari Anemia aplastica acquisita Anemia di Fanconi Discheratosi congenita Emoglobinuria parossistica notturna Anemia di Blackfan-Diamond Anemia diseritropoietica congenita Aplasia pura della serie eritroide acquisita Porpora amegacariocitica congenita (da mutazione del gene delrecettore per la trombopoietina) Disordini congeniti delle piastrine (Bernard-Soullier, trombo astenia Glanzmann) Agranulocitosi congenita (sindrome di Kostmann) Sindrome di Shwachman-Diamond Istiocitosi Linfoistiocitosiemofagocitica familiare Sindrome di Griscelli Sindrome di Chediak-Higashi Istiocitosi a cellule di Langerhans (Istiocitosi X) Altri disordini ereditari Porfiria eritropoietica congenita (malattia di Gunther) Disordini congeniti del sistema immunitario Malattia granulomatosa cronica Deficit delle proteine di adesione leucocitaria Immunodeficienze combinate gravi (SCID), includenti: Deficit di adenosin-deaminasi, Difetto delle molecole HLA di classe I e II, Difetto di Zap70, Sindrome di Omenn, Deficit di purin-nucleosidefosforilasi, Disgenesia reticolare Difetto della catena gamma comune a multiple citochine Difetto di JAK3Sindrome da iper-igm Sindrome di Wiskott-Aldrich Sindrome linfoproliferativa X-linked (Sindrome Duncan o Sindrome Purtillo) Ipoplasia cartilagine-capillizio Sindrome di DiGeorge Sindrome IPEX (immunodeficienza con poliendocrinopatia,enteropatia, X- linked) Errori congeniti del metabolismo Sindrome di Hurler (MPS-IH) Sindrome di Scheie (MPS-IS) Sindrome di Maroteaux-Lamy (MPS-VI) Sindrome di Sly (MPS-VII) Adrenoleucodistrofia Fucosidosi Malattia di Gaucher Malattia di Krabbe Mannosidosi Leucodistrofia metacromatica Mucolipidosi II (I-celldisease) Lipofuscinosiceroido neuronale (malattia di Batten) Malattia di Sandhoff Osteopetrosi Osteogenesisimperfecta Emoglobinopatie Beta Thalassemia Anemia a cellule falciformi Selezionati casi di deficit di piruvato-kinasi con dipendenza trasfusionale Altre neoplasie Sarcoma di Ewing Neuroblastoma Carcinoma a cellule chiare del rene Rabdomiosarcoma Altre indicazioni Sindrome di Evans Sindrome linfoproliferative autoimmune (da difetto di FAS, FAS-L, Caspasi) Sclerosi sistemica progressiva Neoplasie in età pediatrica trattate con chemio/radioterapia (per aumentato rischio di sviluppo di s. mielodisplastiche e leucemie acute secondarie) 9

10 Terapie sperimentali L aumento dell aspettativa di vita ha portato alla nascita di nuove discipline atte a migliorarne anche la qualità e a risolvere parte dei problemi dovuti all età; tra queste, la medicina rigenerativa e l ingegneria tissutale. La medicina rigenerativa rappresenta un nuovo approccio terapeutico finalizzato alla ricostruzione biologica di un tessuto o di un organo, piuttosto che alla sua sostituzione. Al riguardo, le cellule staminali possono essere considerate una classe distinta di medicinali in quanto, a differenza dei normali farmaci, contengono cellule vive che possono essere modificate con biomolecole e componenti non cellulari. L elevata capacità delle cellule staminali di differenziare in tipi cellulari specializzati a formare nuovi tessuti le rende un ingrediente fondamentale nella terapia rigenerativa. I primi prodotti biologici messi a punto ed entrati in studi clinici sono stati: la cute artificiale, la cartilagine e il tessuto osseo. L ingegneria tissutale si occupa, invece, della rigenerazione dei tessuti e del ripristino della funzione degli organi costruendo sostituti biologici, utilizzando cellule da donatore o prelevate dal paziente stesso. In tal modo si intravedono nuove potenzialità di cura, la possibilità di diminuire le percentuali di rigetto con le staminali autologhe, ma soprattutto quella di sopperire alla cronica mancanza di organi e tessuti da trapiantare. Le cellule utilizzate per la terapia cellulare sono le staminali mesenchimali stromali (multipotenti), le staminali embrionali, le cellule ematopoietiche, le cellule IPs (cellule pluripotenti indotte, cioè riprogrammate ). Le popolazioni di staminali presenti nel sangue cordonale, se pre-differenziate in vitro, possono dare vita alla serie di tipologie cellulari utilizzabili nel trattamento delle seguenti patologie: Cellule nervose Cardiomiociti Osteoblasti Cellule pancreatiche Epatociti Cellule endoteliali Cellule epiteliali TIPOLOGIE CELLULARI PREDIFFERENZIATE IN VITRO DEL SANGUE CORDONALE ictus, sclerosi laterale amiotrofica, danno al midollo spinale, paralisi cerebrale, morbo di Parkinson infarto acuto del miocardio, patologie cardiovascolari rigenerazione ossea, tendinea e cartilaginea diabete di tipo I danno epatico patologie ischemiche trapianti di cornea trapianti di retina, enfisema polmonare, fibrosi cistica, rigenerazione epiteliale La capacità di differenziazione e di rigenerazione tissutale delle staminali mesenchimali permette loro di dare origine, quindi, a molti tessuti, come quello osseo, muscolare e cartilagineo, suggerendo potenzialità applicative nell'ambito di patologie diverse da quelle ematologiche, come le malattie degenerative, traumatiche, congenite e neoplastiche. La lista comprende malattie cardiache e muscolari come l infarto e la distrofia muscolare, il diabete, disordini del sistema immunitario, tumori e in ultimo la malattia di Parkinson. Un potenziale terapeutico importante, quindi, per il trattamento di un gran numero di patologie che si è notevolmente ampliato nel tempo e attualmente si suddivide in: patologie trattate con protocolli sperimentali, che utilizzano anche le cellule staminali mesenchimali, tra cui troviamo i seguenti trial clinici: 10

11 Malattie autoimmuni: Diabete di tipo 1 (American Diabetes Association, 2007) Lupus Malattie del sistema nervoso centrale: Sclerosi multipla (Saccardi et al 2010) Paralisi cerebrale infantile, ipossia, encefalopatia (Duke University 2009) Tumori cerebrali (Sarcoma) Lesioni traumatiche del cervello Tumori Solidi: Sarcoma di Ewing Cancro del seno Carcinoma delle cellule renali E inoltre: Traumi del midollo spinale Istiocitosi familiare eritrofagica Emofagocitosi Istiocitosi delle cellule di Langherhans (o Istiocitosi-X) SCID e ADA-SCID (Immunodeficienza Severa Combinata) Epidermolisi Bullosa E patologie che utilizzano, invece, protocolli ancora in fase di sperimentazione, tra cui troviamo: Malattia di Crohn (Northwestern University 2006) Artrite giovanile Artrite reumatoide Morbo di Alzheimer Morbo di Parkinson Lesioni traumatiche della colonna vertebrale Rigenerazione di organi (rene, fegato polmoni) (Fonte: ) 11

12 2.3 Statistiche sui trapianti di cellule staminali Da fonti riconosciute a livello mondiale: EBMT (European Group for Blood and Bone Marrow Transplantation) e Special Report activity survey , NMDP (National Marrow Donor Programme), Eurocord. Trapianti allogenici e autologhi di cellule ematopoietiche dal 1990 al 2010 Leucemia: pazienti (56%) di cui 68% allogenici, 32% autologhi; Linfomi: pazienti (26%) di cui 13% allogenici, 87% autologhi; Tumori solidi: 382 pazienti (9%) di cui 5 allogenici e 377 autologhi; Nel 2010 sono stati contattati 654 centri in 48 nazioni trapianti di staminali ematopoietiche (HSCT) per pazienti; 41% allogenici, 59% autologhi; da trapianti nel 1990, a nel

13 I trapianti allogenici del Registro Nazionale Italiano Gitmo I trapianti autologhi del Registro Nazionale Italiano Gitmo 13

14 Trapianti allogenici di staminali cordonali su adulti e bambini in Europa dal 94 al 09 Patologie per tipo di trapianto nel 2009 da midollo osseo, sangue periferico e cordonale 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 12% 8% 88% 92% 88% 94% 12% 6% Fonte: EBMT Disordini non maligni Leucemie Linfomi Tumori solidi Autologhi Allogenici Le patologie più frequenti trattate con protocolli sperimentali con cellule Mesenchimali 11% 11% 1% Cerebral Palsy Danni cerebrali 17% 60% Diabete di tipo 1 Non rigenerativi Altri rigenerativi Fonte: Parents Guide Cord Blood Foundation (2009) (ISCT Annual Meeting 2010) 14

15 Le nuove indicazioni cliniche previste dai protocolli sperimentali Il donatore tipo previsto nel trattamento dei protocolli sperimentali 15

16 3. Legislazione: banking pubblico e privato Il valore dell informazione. 3.1 Cosa prevede la legge in Italia Il nostro ordinamento giuridico offre ai genitori in attesa tre diverse possibilità di conservare le cellule staminali cordonali: la donazione ad una banca pubblica (D. Lgs n.191- G.U. N.261): le cellule sono prelevate, a fini solidaristici, solo in strutture pubbliche a ciò preposte ed è gratuita. la donazione per uso dedicato (D.Lgs 18/11/2009 G.U. N.303):le cellule staminali prelevate da sangue cordonale sono dedicate al neonato stesso o a consanguineo con patologia in atto, per il quale risulti appropriato il loro utilizzo; è permessa anche nel caso di famiglie a rischio di avere figli affetti da malattie genetiche, per i quali èconsolidato l uso per il trapianto di cellule staminali ematopoietiche. In questo caso, quindi, le cellule staminali prelevate gratuitamente dalla struttura sanitaria, in ragione della sua patologia, sono ad esclusiva disposizione del soggetto; la conservazione autologa o privata (D.Lgs 18/11/2009 e Accordo n.62 Conferenza Stato Regioni del 29 aprile 2010): le cellule staminali raccolte sono ad uso esclusivo dei genitori che ne fanno richiesta e del bambino dal compimento del 18 anno di età; la conservazione è a carico dei genitori e viene effettuata presso banche private estere, dopo aver ottenuto il nulla osta all esportazione da parte della struttura sanitaria sede del parto, previo pagamento di un Ticket regionale. La donazione ad una banca pubblica Può essere effettuata solo in una struttura sanitaria convenzionata con una delle 19 banche cordonali pubbliche esistenti in Italia; il campione raccolto, se di quantità e qualità adeguate, viene tipizzato (Test di compatibilità HLA) ed immesso nei registri nazionali pubblici, a disposizione del Sistema Sanitario Nazionale. Per la legge dell anonimato, una volta che il campione è stato raccolto e donato, si perde traccia del donatore. La mamma che vuole donare il proprio cordone, deve superare i seguenti criteri di selezione del donatore: sottoscrivere un consenso informato e sottoporsi all anamnesi familiare, assieme al padre, al fine di escludere la presenza di eventuali malattie genetiche. sottoporsi prima e dopo il parto ai test infettivologici (Epatite B, Anticorpi Epatite C, HIV); non aver avuto febbre o aver seguito una cura farmacologica durante la gestazione; aver avuto una rottura delle acque inferiore alle 12 ore; il volume di sangue raccolto deve essere almeno di 60 ml.; il sangue raccolto è, infine, sottoposto ai test previsti dalle disposizioni vigenti ai fini di accertarne l idoneità alla donazione. Ulteriori criteri di esclusione dalla donazione possono essere: Malformazioni fetali Parti durante giorni pre-festivi e festivi (la maggior parte delle strutture non garantisce il trasferimento del campione raccolto alla banca pubblica nei tempi necessari) Urgenze ostetriche particolari dovute al parto Questi criteri di esclusione, purtroppo, comportano un elevatissima quantità di scarti: solo 25 mamme su 100 riescono effettivamente a donare il proprio cordone (di chi ne fa richiesta); quindi, in media in Italia, i 2/3 dei campioni non possono essere conservati. Per garantire il sostentamento delle banche pubbliche, il ritiro e l utilizzo dei campioni donati, fissato dalle convenzioni internazionali, è di circa euro/cad., oltre ai costi di analisi e trasporto. In Italia, il costo è sostenuto dal Servizio Sanitario Naz.le (quindi, da tutti i cittadini), quindi, non ci sono spese in caso di bisogno. Dagli ultimi dati del Ministero della Salute al le unità di sangue cordonale conservate presso le banche pubbliche italiane sono circa e di queste, sono state rilasciate/utilizzate per trapianto: n.96 unità, pari ad un indice di rilascio dello 0.36%. 16

17 L intento del Sistema pubblico è quello di adottare strategie per garantire l autosufficienza nazionale, aumentando sia il numero di campioni bancati, sia la tempestività con cui questi campioni si rendono disponibili per i Centri Trapianti nazionali. La percentuale dei campioni conservati dalle banche private è, invece, pari a circa il 97% in rapporto a chi ne fa richiesta. La donazione per uso dedicato è descritta nel secondo capitolo, con l elenco della patologie trattate con terapie standard. La conservazione autologa delle cellule staminali cordonali La conservazione privata familiare può essere effettuata in tutte le strutture sanitarie pubbliche o private ed è consentita mediante esportazione in una banca privata estera, prescelta dai genitori. In questo modo il campione resta di esclusiva proprietà del/dei genitori (depositanti) e, quindi, può essere utilizzato nell ambito della famiglia. La conservazione autologa o privata necessita di minori criteri di selezione del donatore, di cui si conosce sempre la storia clinica ; ciò consente di tenere sotto stretto controllo l anamnesi familiare e la sopravvenienza di eventuali patologie che possano incidere sull uso del campione stesso, dato che il suo utilizzo avviene all interno della famiglia o per lo stesso bambino, proprietario biologico delle cellule. I criteri di esclusione del campione dalla conservazione sono: l eventuale presenza di patogeni o agenti infettivi non eliminabili malformazioni fetali la raccolta insufficiente di sangue o l eventuale idoneità all utilizzo. Attualmente circa mamme italiane hanno conservato le cellule staminali cordonali del loro bambino in banche private all estero. I costi di raccolta e stoccaggio presso una banca privata sono di circa euro, per una durata dai 20 ai 30 anni. 3.2 Differenze tra il banking privato e banking pubblico SmartBank, pur sostenendo qualsiasi decisione dei genitori, ritiene essenziale sensibilizzarli con una corretta informazione, per favorire il minor spreco possibile. Purtroppo, considerando che, oggi in Italia circa il 97% dei cordoni viene gettato tra i rifiuti ospedalieri, l efficienza delle banche pubbliche italiane - ben 19 nel nostro paese, contro ad es. 2 nel Regno Unito e 3 in Australia è scarsa. Probabilmente sarebbe più opportuno realizzare una rete di banche pubbliche selezionate per qualità e distribuzione territoriale (nord centro sud), con fondi più adeguati per ridurre gli sprechi e consentire di conservare una quantità minima annua di campioni cordonali ( ) che giustifichino i costi di ogni banca pubblica. La diversa comunicazione tra banking privato all estero e banking privato in Italia. Il Banking privato all estero: Il Banking privato in Italia: Il Banking privato in Italia: la comunicazione adottata tende a creare tra i due sistemi una è inteso ed equiparato al banking per la la comunicazione istituzionale/pubblica tende contrapposizione che non corrisponde al vero: con la conservazione privatail Banking privato in Italia: la famiglia; comunicazione sono i genitori, adottata fino tende al 18 a creare anno di tra i il campione a contrapporre è a disposizione i due della sistemi famiglia ma e non l uso solo del età donatore. del donatore biologico, a decidere la terapeutico del campione non è solo disponibilità del campione nel tempo. autologo, cioè del donatore (proprietario biologico) bensì della famiglia. 17

18 3.3 Legislazione su esportazione cordone ombelicale: sangue e tessuto La possibilità, in Italia, di conservare privatamente un campione di cellule staminali da sangue cordonale è stata introdotta con la Legge del 21 Ottobre del 2005 n.219, Nuova disciplina delle attività trasfusionali e della produzione nazionale degli emoderivati. Negli anni il diritto dei genitori italiani ad esportare il proprio campione di sangue cordonale è stato confermato e attualmente la materia è disciplinata dall Ordinanza Ministeriale del , Disposizioni in materia di conservazione di cellule staminali da sangue del cordone ombelicale e dall Accordo n. 62 tra Stato, Regioni e Province Autonome del che ne ha recentemente modificato l iter procedurale. Per il rilascio dell Autorizzazione all esportazione del sangue cordonale, la mamma deve effettuare, obbligatoriamente nell ultimo mese di gravidanza, 3 analisi del sangue (Epatite B, Epatite C, HIV 1e2), i cui referti, appena pronti, devono essere consegnati assieme ai certificati di conformità del kit/trasporto, fornito dalla banca di conservazione, alla propria Direzione Sanitaria che rilascerà la necessaria Autorizzazione, previo pagamento di un Ticket (tra i euro), da parte dei genitori. In considerazione di questa procedura e del pagamento del Ticket alla Direzione sanitaria, SmartBank prevede anche il rimborso del costo del kit se ci fosse un impedimento alla conservazione delle cellule. Per quanto concerne il trasferimento (esportazione) del tessuto cordonale (e più in generale di un qualsiasi tessuto contenente cellule umane destinate ad applicazioni sull uomo), dall Italia ad altro Stato Membro, al contrario di quanto avviene per il sangue cordonale, non è sottoposta ad alcun divieto o autorizzazione, laddove tale tessuto venga inviato presso un istituto debitamente accreditato dalle competenti Autorità nazionali dello Stato Membro in cui esso opera. L art. 9.2 del D.lgs. 191/2007, analogamente a quanto disposto dalla direttiva 2004/23/CE, si occupa esclusivamente dell esportazione dei tessuti verso Paesi Terzi, prevedendo l adozione di specifiche misure (dato che per esportazioni provenienti da uno Stato Membro e dirette verso un istituto autorizzato di un altro Stato Membro -come nel caso di SmartBank- la conformità alle norme di qualità e sicurezza fissate dalla direttiva 2004/23/CE è garantita dagli istituti di tessuti accreditati presso gli Stati Membri che ricevono e lavorano campioni di tessuti. Il laboratorio Biovault ltd. presso cui vengono inviati e crioconservati i campioni di tessuto raccolti in Italia, in quanto Istituto di tessuti (HTA licensed), ufficialmente accreditato ai sensi della direttiva 2004/23/CE dal Ministero della Salute Inglese (NHS, National Health Service) è, dunque, autorizzato a ricevere campioni di cordone ombelicale provenienti da altri Stati Membri per la loro successiva crioconservazione. 3.4 Legislazione sull importazione di cellule staminali per uso terapeutico Per il riutilizzo del campione conservato all estero è necessario ottenere un Autorizzazione all importazione del campione, rilasciata di volta in volta dal Ministero della Salute Ufficio VIII dipartimento della Prevenzione e Comunicazione Direzione Generale Prevenzione Sanitaria, in conformità alla legge 219/2005. La garanzia di poter importare in Italia un campione conservato all estero è subordinata al rispetto delle linee guida fornite dalle autorità preposte, di competenza territoriale e dal rispetto delle Direttive europee e dalla qualità del laboratorio scelto per la conservazione. SmartBank, fin dalla sua nascita, ha incluso nel proprio servizio di crioconservazione la garanzia di utilizzo del campione in qualsiasi centro trapianti accreditato nel mondo, senza oneri aggiuntivi per i genitori. Questo grazie alle certificazioni del proprio laboratorio e al rispetto delle Direttive europee, essenziali per il trasferimento di materiale biologico a livello internazionale. 3.5 Le controversie sulle staminali, tra etica e legislazione Come abbiamo già visto, per la loro plasticità cellulare, l isolamento e l utilizzo delle cellule staminali dei tessuti adulti, del cordone ombelicale e della placenta, è un problema strettamente giuridico che riguarda la donazione, la privacy, ecc sia per il mondo scientifico che per quello religioso. Tutti sono a favore del loro utilizzo in campo terapeutico e nella ricerca; ma le fonti di provenienza cellulare (feti abortiti,embrioni soprannumerari prodotti tramite fertilizzazione in vitro, e più recentemente, da cellule riprogrammate con manipolazione genica le cellule staminali pluripotenti indotte o IPSCs) costituiscono un 18

19 terreno di scontro tra politica, religione e scienza. Tutto ruota intorno al fondamentale concetto: l embrione umano deve essere considerato un soggetto/persona umana? La maggior parte delle nazioni dell Unione europea distingue lo status giuridico dell essere umano prima e dopo la nascita. Quando si parla di persona si indica sempre l individuo dopo la nascita. Sullo stato giuridico dell individuo prima della nascita non vi è chiarezza. Dopo il varo della legge n.40 del 19/02/2004, e gli oltre 4 milioni di firme per il referendum abrogativo che però non raggiunse il quorum necessario (a causa della forte campagna politica avversa basata sul non andare a votare), in Italia una coppia in cui l uomo è sterile, non può ricorrere alla procreazione assistita per concepire un figlio. Questo è un primo motivo per cui esiste un esodo verso quei paesi in cui questa procedura è possibile. Altro punto di discussione è il divieto della diagnosi genetica pre-impianto dell embrione, inconcepibile con la legge attuale, che rende possibile interrompere la gravidanza (legge n.197 del 22/05/1978). Non solo: stabilisce che possono essere prodotti solo 3 embrioni, tutti da impiantare nell utero in un unica soluzione. Ed una volta che l oocita è stato fecondato, la volontà della coppia non può essere più revocata. Yamanaka, Jaenish e altri ricercatori, per la creazione delle ipsc (cellule staminali pluripotenti indotte) si sono ispirati alle cellule embrionali. Come si potrebbe studiare la variabilità biologica ed il suo potenziale terapeutico nella medicina rigenerativa senza usare come standard le cellule embrionali? Inoltre, non servirebbe generare nuovi embrioni per isolarle: sarebbe sufficiente l utilizzo degli embrioni soprannumerari che giacciono inutilizzati in azoto liquido per soddisfare le richieste di ricerca per i prossimi 100 anni! Riguardo alla conservazione autologa, un accenno a quanto avviene nel resto d Europa. L Italia e la Francia sono gli unici due paesi in Europa a recepire la Legislazione Europea in modo discriminante: tanti genitori sono costretti a cercare all estero soluzioni per conservare privatamente, per l uso familiare, le cellule staminali del cordone ombelicale del loro bambino. L origine di tale discriminante dovrebbe essere meglio esplorato in quanto poco motivato da ragioni di solidarietà sociale o dalla mancanza di evidenze scientifiche. Un analisi delle opinioni riguardo alla conservazione del cordone ombelicale, condotta in 5 paesi europei e pubblicata dall autorevole rivista Transfusion, dichiara che l 11% delle donne in attesa vorrebbero conservare le cellule staminali del cordone ombelicale del loro bambino in una banca privata: in realtà in Europa circa l 1% delle cellule staminali cordonali sono conservate in banche private. 19

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