SANGUE CORDONALE: STOCCAGGIO PER TRAPIANTO ED USO NON TRAPIANTOLOGICO

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1 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 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 8 banche di sangue cordonale distribuite su tutto il territorio nazionale. Al 3/2/200 sono state bancate oltre unità e di queste oltre sono disponibili per trapianto in Italia ed esposte attraverso l IBMDR di Genova per eventuale uso extra-nazionale. Delle unità conservate, 035 sono state utilizzate (in paesi esteri ed in Italia) per trapianto unrelated, cioè di un non consanguineo, e 29 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

2 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 9 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 202. 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 200 ed aumenteranno ulteriormente nel 20 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 Consensi Raccolte Bancate IBMDR

3 Questa disponibilità ha portato complessivamente all utilizzo dal 2003 al 200 di 7 staminali cordonali in trapianti eseguiti in tutto il mondo 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:. 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

4 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;

5 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.