Trapianto di cellule staminali emopoietiche nelle patologie
ematologiche
G. Isacchi
Cattedra di Immunoematologia
Università Degli Studi “Tor Vergata”
----
Dipartimento di Oncoematologia Pediatrica e Medicina Trasfusionale
Ospedale Ped. Bambino Gesù
Roma
Quando l’embrione, durante il suo sviluppo,
raggiunge lo stadio di blastula, ogni sua cellula è
detta totipotente
Nelle successive fasi del loro sviluppo le cellule totipotenti perdono in parte
questa capacità e diventano cellule
multipotenti
ognuna delle quali può ancora evolvere verso molti tipi di cellule ma non
verso tutti i tipi.
Cellule staminali
Proseguendo lo sviluppo le cellule multipotenti
diventano prima
pluripotenti
e infine cellule
specializzate unipotenti
in grado di eseguire solo un compito..
Le cellule totipotenti sono dette anche embrionali
staminali
Cellule staminali
Alcuni tessuti già Alcuni tessuti già differenziati
differenziati (midollo (midollo osseo, fegato,
osseo, fegato, cervello, cordone cervello, cordone
ombelicale) ombelicale)
contengono cellule contengono cellule
pluripotenti pluripotenti
( ( staminali d'organo staminali d'organo ) ) che sono in grado di che sono in grado di riprodurre se stesse riprodurre se stesse
e di evolvere in e di evolvere in cellule mature cellule mature dell'organo al quale dell'organo al quale
appartengono appartengono
Cellule staminali
Cellule Staminali
Staminali fetali
Staminali embrionali
Staminali del cordone ombelicale Staminali del cordone ombelicale
Staminali d’organo
a) familiare, fratello compatibile b) familiare-aploidentico
c) donatore da Registro compatibile (±) d) cordone ombelicale compatibile (±)
a) familiare, fratello compatibile b) familiare-aploidentico
c) donatore da Registro compatibile (±) d) cordone ombelicale compatibile (±)
Donatore
Donatore
In Italia allo stato attuale l’impiego del G-CSF è In Italia allo stato attuale l’impiego del G-CSF è
consentito solo nei
consentito solo nei Donatori Adulti Intrafamiliari Donatori Adulti Intrafamiliari
Relativamente ai
Relativamente ai Donatori Non Consaguinei Donatori Non Consaguinei le le società scientifiche SIE GITMO SIMTI e SIdE
società scientifiche SIE GITMO SIMTI e SIdE Non ritengono proponibile come
Non ritengono proponibile come 1^scelta 1^scelta la la donazione di CSE
donazione di CSE dopo mobilizzazione con G-CSF dopo mobilizzazione con G-CSF Tale prelievo è possibile solo per le
Tale prelievo è possibile solo per le 2^donazioni 2^donazioni e e dopo la failure di un 1° trapianto effettuato con dopo la failure di un 1° trapianto effettuato con
progenitori emopoietici midollari
progenitori emopoietici midollari
In ambito pediatrico,
In ambito pediatrico, relativamente ai donatori relativamente ai donatori intrafamiliari, l’atteggiamento non è ben definito
intrafamiliari, l’atteggiamento non è ben definito
La fattibilità e la sicurezza della La fattibilità e la sicurezza della procedura di procedura di leucoaferesi
leucoaferesi sono state ormai ampiamente dimostrate sono state ormai ampiamente dimostrate anche per bambini molto piccoli e di peso <20 kg
anche per bambini molto piccoli e di peso <20 kg
La problematica degli La problematica degli accessi venosi accessi venosi può essere può essere affrontata e risolta
affrontata e risolta
I rischi sono accettabili e non superiori a quelli I rischi sono accettabili e non superiori a quelli relativi ad un prelievo di CSE da midollo in anestesia relativi ad un prelievo di CSE da midollo in anestesia
generale generale
L’efficacia e la sicurezza a breve termine L’efficacia e la sicurezza a breve termine dell’impiego del
dell’impiego del G-CSF G-CSF sono documentate in vari sono documentate in vari studi. Non si conoscono gli effetti a lungo termine
studi. Non si conoscono gli effetti a lungo termine
PBSCT vs BMT caratteristiche del Graft PBSCT vs BMT caratteristiche del Graft
Favre
Favre et al BMT 2003 et al BMT 2003
Leucemie Acute Linfoidi Leucemie Acute Mieloidi
Leucemie Croniche (Mieloidi) Sindromi Mieloproliferative Linfomi di Hodgkin
Linfomi non Hodgkin Mielodisplasie
Aplasia midollare Thalassemie
Leucemie Acute Linfoidi Leucemie Acute Mieloidi
Leucemie Croniche (Mieloidi) Sindromi Mieloproliferative Linfomi di Hodgkin
Linfomi non Hodgkin Mielodisplasie
Aplasia midollare Thalassemie
Patologie ematologiche che possono
giovarsi del trapianto di cellule staminali Patologie ematologiche che possono
giovarsi del trapianto di cellule staminali
PBSCT vs BMT in età pediatrica PBSCT vs BMT in età pediatrica Ricostituzione Ematologica
Ricostituzione Ematologica più rapida più rapida
PBSC PBSC BM BM
PMN 0.5 x 10
PMN 0.5 x 10
99/L /L 13 gg 13 gg 16 gg 16 gg
Plts >20 x 10
Plts >20 x 10
99/L /L 15 gg 15 gg 27 gg 27 gg
Levine
Levine et al. BMT 2000 et al. BMT 2000
PBSCT vs BMT in bambini con LAL PBSCT vs BMT in bambini con LAL Ricostituzione Ematologica
Ricostituzione Ematologica più rapida più rapida
PMN 0.5 x 10
PMN 0.5 x 10
99/L /L Plts >50 x 10 Plts >50 x 10
99/L /L
Madero
Madero et al.et al. BMT 2000BMT 2000
PBSCT vs BMT in età pediatrica PBSCT vs BMT in età pediatrica Ricostituzione Ematologica
Ricostituzione Ematologica più rapida più rapida
PBSC PBSC BM BM
PMN 0.5 x 10 PMN 0.5 x 10
99/L /L
giorni giorni
10 10 (7-18) (7-18)
14 14 (9-21)
(9-21) P< 0.0001 P< 0.0001 Plts >50 x 10
Plts >50 x 10
99/L /L
giorni giorni
13 13 (9-40) (9-40)
23 23 (15-165)
(15-165) P< 0.0001 P< 0.0001
Madero
Madero et al. BMT 2002 et al. BMT 2002
PBSCT vs BMT in età pediatrica PBSCT vs BMT in età pediatrica Ricostituzione Immunologica
Ricostituzione Immunologica più rapida più rapida
Ottinger et al. Blood ’96 Storek et al. Blood ’97
Linf.T Linf.T significativamente più elevati significativamente più elevati
soprattutto nei subsets CD4+CD45RA+/RO+ soprattutto nei subsets CD4+CD45RA+/RO+
Linf.B Linf.B significativamente più elevati significativamente più elevati
Trapianto di cellule staminali da sangue del cordone ombelicale
Il sangue placentare (placental blood, o
sangue di cordone ombelicale - cord blood) contiene una significativa quota di cellule
staminali emopoietiche multipotenti in grado di determinare un completo ripopolamento midollare dopo impiego di terapia
mieloablativa
(Broxmeyer et al, 1989; 1991; Hows et al, 1992; Nicol et al, 1994).
Vantaggi del trapianto di cellule staminali da CB
Vantaggi del trapianto di cellule staminali da CB
1. “Fonte illimitata di rifornimento” la cui raccolta è
tecnicamente semplice, non comporta alcun rischio né per la madre né per il bambino
2. Le frequenze HLA delle banche di CB riflettono quelle
della popolazione reale con rappresentanza adeguata delle minoranza etniche
3. Basso rischio di contaminazione virale (CMV, EBV)
4. Immediata disponibilità alla richiesta ed assenza di rischio di rinuncia finale
5. Drastico accorciamento dell’intervallo di tempo tra l’inizio della ricerca e la possibilità di trapianto (4-6 mesi vs 2-3 settimane)
6. Ridotta incidenza e gravità di GVHD
1. “Fonte illimitata di rifornimento” la cui raccolta è
tecnicamente semplice, non comporta alcun rischio né per la madre né per il bambino
2. Le frequenze HLA delle banche di CB riflettono quelle
della popolazione reale con rappresentanza adeguata delle minoranza etniche
3. Basso rischio di contaminazione virale (CMV, EBV)
4. Immediata disponibilità alla richiesta ed assenza di rischio di rinuncia finale
5. Drastico accorciamento dell’intervallo di tempo tra l’inizio della ricerca e la possibilità di trapianto (4-6 mesi vs 2-3 settimane)
6. Ridotta incidenza e gravità di GVHD
Svantaggi del trapianto di cellule C.B.
Svantaggi del trapianto di cellule C.B.
1. Ridotto numero di cellule progenitrici disponibili (maggior rischio di mancato attecchimento)
2. Non disponibilità del donatore per ulteriori donazioni in caso di mancato attecchimento o recidiva
3. Rischio di trasmissione di malattie genetiche non precedentemente
diagnosticate nella famiglia del donatore 1. Ridotto numero di cellule progenitrici
disponibili (maggior rischio di mancato attecchimento)
2. Non disponibilità del donatore per ulteriori donazioni in caso di mancato attecchimento o recidiva
3. Rischio di trasmissione di malattie genetiche non precedentemente
diagnosticate nella famiglia del donatore
• Degenza ~ 40 gg
• TRM 10-15%
• Degenza ~ 40 gg
• TRM 10-15%
Allogenico da fratello compatibile Allogenico da fratello compatibile
Trapianto di cellule staminali Trapianto di cellule staminali
Degenza ~ 60 gg TRM 10-15%
Degenza ~ 60 gg TRM 10-15%
Allogenico da MUD compatibile Allogenico da MUD compatibile
Degenza ~ 70 gg TRM 10-20%
Degenza ~ 70 gg TRM 10-20%
Allogenico da CB compatibile Allogenico da CB compatibile
Degenza ~ 80 gg TRM 20-40%
Degenza ~ 80 gg TRM 20-40%
Allogenico Aploidentico
Allogenico Aploidentico
Trapianto di cellule staminali
E’ essenziale definire in modo esatto le indicazioni del trapianto di cellule
emopoietiche
Trapianto di cellule staminali nelle LAL pediatriche in I RC
DONATORE HLA IDENTICO INTRAFAMILIARE INTRAFAMILIARE a) no RC giorno +33
b) PPR e fenotipo T , opp. Pre-preB , opp WBC>100.000 c) t(9;22) oppure bcr-abl
d) t(4;11) oppure MLL-AF4 e) persiste MMR fine fase IA f) persiste MMR fine fase IB
DONATORE HLA IDENTICO NON FAMILIARE NON FAMILIARE a) no RC giorno +33
b) PPR e t(9;22) oppure bcr-abl
c) PPR e t(4;11) oppure MLL-AF4
d) persiste MMR fine fase IB
Trapianto di cellule staminali nelle LAL pediatriche in II RC
DONATORE HLA IDENTICO INTRAFAMILIARE DONATORE HLA IDENTICO INTRAFAMILIARE
LAL alto rischio
LAL rischio interm.e standard (nonT >30<60) LAL in recidiva isolata extramidollare
DONATORE HLA IDENTICO NON-FAMILIARE DONATORE HLA IDENTICO NON-FAMILIARE
LAL alto rischio (MUD-SCO) (MUD-SCO)
LAL rischio intermedio e standard (nonT >30<36)
DONATORE APLOIDENTICO DONATORE APLOIDENTICO
LAL alto rischio (<18 mesi)
(intermedio e standard (nonT
Trapianto di cellule staminali
nelle LANL pediatriche in I RC
Studi comparativi in casistiche significative hanno dimostrato una EFS ed una OS
significativamente superiore nei pazienti
sottoposti ad allotrapianto. ( CCG , St Jude, AIEOP, MRC ).
Determinante nella decisione della necessità
di un approccio trapiantologico è l’alto
rischio secondo i dati citogenetici
CO AIEOP / FONOP Aprile 2001
A I E O
P - G
I T M
O A
I E O
P - G
I T M
O
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
ANNO
NUMERO TRAPIANTI
Totale ALLO cum.
AUTO cum.
Totale cum.
Registro AIEOP TMO
Numero di trapianti per anno
Registro AIEOP TMO
Numero di trapianti per anno
T M O d a d o n a t o r e v o l o n t a r i o i n I t a l i a
6 . 0 0 0 . 0 0 0 d o n a t o r i n e l m o n d o
1 9 8 9 c r e a z i o n e d e l l ’ I B M D R e 1 ° T M O d a D V 1 9 9 0 c r e a z i o n e d i A D M O
1 9 9 1 1 ° T M O d a d o n a t o r e i t a l i a n o 1 9 9 2 2 5 . 0 0 0 d o n a t o r i i t a l i a n i
2 0 0 1 2 8 0 . 0 0 0 d o n a t o r i i t a l i a n i
S e t t e m b r e 2 0 0 1 - 1
a f f i l i a t o a l l a S o c i e t à I t a l i a n a d i E m a t o l o g i aR i c e r c h e D V a v v i a t e p e r p a z i e n t i i t a l i a n i
0
500
1000
1500
2000
2500
0
250
500
750
1000
ALLOGENEIC STEM CELL SOURCES BY AGE 1995-2000
% OF TRANSPLANTS
SUM02_27.ppt
100
0 20 40 60 80
1995-1997 1998-2000 1995-1997 1998-2000
Bone Marrow Peripheral Blood Cord Blood
Age 20 yrs Age 20 yrs
A che cosa è dovuta la crescita esponenziale del numero di trapianti emopoietici
• Miglioramento tecniche trapiantologiche
• creazione di vari registri di donatori volontari non familiari
• uso delle cellule staminali circolanti
• uso dei fattori di crescita per la
mobilizzazione
Trapianto di cellule staminali da sangue del cordone ombelicale
Attualmente sono operative negli Stati Uniti la Banca del New York Blood Center e in Europa la European Cord Blood Bank (ECBB).
Nel 1995 è stato istituito in Italia il GRACE (Gruppo Raccolta e Amplificazione Cellule Emopoietiche) che ha attivato un network nazionale fra i centri che effettuano la raccolta del sangue cordonale (Milano, Torino, Roma
"Tor Vergata", Roma "La Sapienza", Firenze, Parma,
Padova).
Trapianto di cellule staminali da sangue del cordone ombelicale
grazie alla costituzione del Gruppo per
l'Amplificazione delle Cellule Emopoietiche GRACE
L'Italia è il primo Paese, che ha sviluppato una rete di
Banche di sangue placentare gestita con un sistema qualità, sottoposto dal 1998 a certificazione ISO 9002.
-
Gruppo per la Raccolta e l'Amplificazione delle Cellule Emopoietiche (GRACE), che
riunisce medici, biologi, ostetriche e ricercatori italiani interessati allo studio e
all'impiego clinico delle cellule staminali e gestisce un network di banche di sangue placentare che si propongono di
raccogliere e conservare un elevato numero di unità di sangue placentare con
livelli di qualità uniformi e predefiniti.
Trapianto di cellule staminali da sangue del cordone ombelicale
Indubbi vantaggi ottenibili attraverso l'uso di questo tipo di trapianto vanno riferiti
1. ad un basso rischio di contaminazione virale del sangue placentare (Cytomegalovirus, virus di Epstein-Barr,
ecc.),
2. ad una pronta disponibilità delle cellule staminali emopoietiche per quel che riguarda il trapianto tra
individui non consanguinei e
3. ad una ridotta incidenza e severità della malattia del
trapianto contro l'ospite (GVHD).
Trapianto di cellule staminali da sangue del cordone ombelicale
riduce il rischio di complicanze immuno-
mediate dopo trapianto da cordone ombelicale e rende attraente l'impiego di questo tipo di
terapia anche in situazioni di parziale
compatibilità fra donatore e ricevente o tra
soggetti non appartenenti allo stesso gruppo
familiare.
Trapianto di cellule staminali da sangue del cordone ombelicale
Patologie eleggibili per un trapianto di cellule staminali placentari I
•leucemia Linfoblastica Acuta in 2a o 3a RC
•leucemia mieloide acuta in 1a RC - leucemia secondaria;
•leucemia Mieloide Acuta in 2a RC
•leucemia Acuta Promielocitica in 1a o 2a RC ematologica con persistenza di malattia
molecolare;
•mielodisplasia;
Trapianto di cellule staminali da sangue del cordone ombelicale
•
