Il donatore di emocomponenti e di cellule staminali emopoietiche: attualità e prospettive Compatibilità nel trapianto di CSE e sistema HLA Nicoletta Sacchi Italian Bone Marrow Donor Registry E.O. Ospedali Galliera - Genova
Topics Il sistema HLA
Il sistema HLA A*0101 Il sistema HLA è un insieme di geni strettamente collegati fra loro che controllano numerosi determinanti antigenici cellulari e una serie di funzioni biologiche altamente specializzate, correlata con la compatibilità tissutale e la risposta immune. DQB*0201 I geni che codificano le strutture presenti sulla superficie cellulare vengono trasmessi all interno della famiglia dai genitori ai figli.
Mappa cromosomica del sistema HLA Il sistema HLA è localizzato sul braccio corto del cromosoma 6 ed è composto da tre classi di geni
Il genotipo HLA La composizione genetica di una persona DRB1*0301 A*0302 B*0801 DQB1*0301 B*3501 A*0101 A*0302 DRB1*0401 C*0701 C*0401 DQB1*0201
Il fenotipo HLA A*01:01 Un gruppo di antigeni HLA espressi sulla superficie cellulare. DQB*02:01 DRB1*03:01 A*29:01:01:02N
Localizzazione del polimorfismo allelico delle molecole HLA Class I 2 3 1 2m 1 2 1 2 Class II (HLA-DR) Il polimorfismo delle molecole HLA è quasi esclusivamente a carico della tasca di riconoscimento antigenico
Caratterizzazione dell allele in tipizzazione molecolare
Caratterizzazione dell allele in alta risoluzione: tipizzazione molecolare
HLA e ereditarietà Aplotipo Ogni individuo possiede nel proprio patrimonio genetico due copie di geni di ciascun locus HLA, uno di origine paterna e uno di origine materna (il set di geni continui, ereditato in blocco, viene definito aplotipo) Dad Mum A*0101 B*0801 C*0701 DRB1*0301 DQB1*0201 A*0302 B*3501 A*0302 DRB1*0401 C*0401 DQB1*0301
Il donatore familiare 25% Probabilità di identificare un fratello HLA compatibile
Il donatore non familiare Il sistema HLA proprio perché è deputato al riconoscimento univoco dell organismo, ha una grande variabilità (polimorfismo). E molto difficile, pertanto, reperire fra individui non consanguinei, due soggetti HLA compatibili.
Numero alleli HLA
Numero alleli HLA Gene A B C E F G Alleles 1.884 1,884 2,490 2.490 1,384 1.384 11 22 49 Proteins 1.365 1,365 1,898 1.898 1,006 1.006 3 4 15 Nulls 92 78 37 0 0 2 Gene DRA DRB DQA1 DQB1 DPA1 DPB1 DMA DMB DOA DOB Alleles 7 1,194 1.194 47 165 34 155 7 13 12 13 Proteins 2 891 29 116 17 134 4 7 3 5 Nulls 0 22 1 1 0 3 0 0 1 0 HLA Class II - DRB Alleles Gene DRB1 DRB2 DRB3 DRB4 DRB5 DRB6 DRB7 DRB8 DRB9 Alleles 1.094 1,094 1 58 15 19 3 2 1 1 Proteins 821 0 46 8 16 0 0 0 0 Nulls 16 0 1 3 2 0 0 0 0 Totale: 7.299
Le possibili combinazioni (na-1). (na-2) na+ 2 (nb-1). (nb-2) nb+ 2 (ndr-1). (ndr-2) ndr+ 2
La geografia dell HLA
Frequenze degli alleli HLA nelle diverse etnie Le molecole HLA non sono distribuite in maniera casuale nella popolazione: gli alleli segregano secondo la progenie e la razza Group of alleles HLA-A1 HLA- A2 HLA- A3 HLA- A28 HLA- A36 Frequency (%) CAU AFR ASI 15.18 28.65 13.38 4.46 0.02 5.72 18.88 8.44 9.92 1.88 4.48 24.63 2.64 1.76 0.01
Frequenza alleli HLA in Italia Distribuzione della caratteristica HLA A3 in Italia
Frequenza alleli HLA in Italia Distribuzione della caratteristica HLA A30 in Italia
La funzione delle molecole HLA nel trapianto Nella risposta immunitaria normale, le molecole HLA-self legano i peptidi estranei e presentano questi antigeni ai recettori specifici per l'antigene presenti sulle cellule T. Trapianto d organi Ruolo nei trapianti Trapianto di CSE Rigetto Malattia trapianto contro ospite (GvH)
Topics ABC dell HLA Rispetto all HLA, come classifico il donatore?
Possibili opzioni nell identificazione del donatore per il trapianto di CSE allogenico Unrelated donor BM PBSC Cord blood Trapianto CSE BM PBSC Cord blood HLA-matched sibling BM PBSC Haplo-identical related donor
Il Fratello HLA identico Paz Don HLA-matched sibling Paziente: HLA A* 01,02; B* 08, 14; DRB1 *03 Fratello : HLA A* 01,02; B* 08, 14; DRB1 *03 Studio familiare
Il donatore familiare
Il Fratello HLA identico Paz Don Fratello HLA genotipicamente identico
Possibili opzioni nell identificazione del donatore per il trapianto di CSE allogenico Trapianto CSE BM PBSC Cord blood HLA-matched sibling 25% BM PBSC Haplo-identical related donor
Il donatore familiare aploidentico Paz Don Haplo-identical related donor Paziente: HLA A* 02,24; B* 14, 51; DRB1 *03,15 Fratello : HLA A* 01,02; B* 08, 14; DRB1 *03 Studio familiare
Il donatore familiare
Il donatore familiare
Possibili opzioni nell identificazione del donatore per il trapianto di CSE allogenico Unrelated donor BM PBSC Cord blood Trapianto CSE BM PBSC Cord blood HLA-matched sibling BM PBSC Haplo-identical related donor
Differenza fra un donatore HLA identico familiare e non familiare Paz Don Unrelated donor Unrelated fenotipicamente identico Studio familiare del paziente
Il donatore non familiare
Il trapianto da donatore non familiare 7000 6000 Europe Unrelated 5000 HLA id sib + twin H S C T 4000 3000 2000 1000 800 700 600 Italy 0 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 500 Year H S C T 400 300 200 100 * Data elaborated from EBMT and GITMO registries 0 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 Year
Il pool mondiale dei donatori Over 20 million adult volunteer donors 591.000 units available for unrelated transplantation
La selezione del donatore non familiare Factors to be considered in the selection of the unrelated donor as associated with HSCT survival HLA (and other genetic factors) DONOR (Age, gender, CMV, ABO) HSC (source, cell dose) PATIENT (Disease, Stage disease, Age, Status) TRANSPLANT (protocol, procedures, etc.)
Topics ABC dell HLA Rispetto all HLA, come classifico il donatore? Ricerca del donatore non familiare
Impact of HLA on hematopoietic cell transplantation outcome
Caratteristiche dei soggetti IBMDR che hanno donato nel 2012 40 35 30 Età mediana: 33 anni 29 25 20 15 22 19 22 14 16 10 5 0 8 9 6 4 3 3 2 1 18-25 26-30 31-35 36-40 41-45 46-50 51-55 Fasce di età 72% 28% F = 44 M = 114
Volontari IBMDR giunti alla donazione nel 2012 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 40% Donazioni 12% Inventario Donatori reclutati con HLA in intermedia /alta risoluzione
Trapianti di CSE nel mondo 18000 17000 16000 15000 14000 13000 12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 4.093 4.054 3.792 2.789 12.227 10.493 10.466 3.743 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 CSE da Midollo osseo CSE da Sangue periferico Sangue placentare
Trapianti di CSE unrelated in Italia 800 700 648 656 742 757 776 92 87 118 600 500 400 300 200 100 251 27 217 246 7 25 209 259 30 1220 222 339 18 63 248 382 29 126 227 430 59 180 191 493 504 77 72 205 244 211 188 126 316 206 114 347 195 414 210 420 250 459 225 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 CSE da Midollo osseo CSE da Sangue periferico Sangue placentare
Protocolli di Compatibilità nel trapianto di CSE