APPLICAZIONI TERAPEUTICHE

Emoglobinopatie: Anemia falciforme, ß-Talassemia (morbo di Cooley);
 
Errori congeniti del metabolismo: Adrenoleucodistrofia, Malattia di Batten, Malattia di Gunther, Sindrome di Hunter, Sindrome di Hurler, Malattia di Krabbe, Malattia di Lesch-Nyhan, Sindrome di Maroteaux-Lamy;

Immunodeficienze: Sindrome di Omenn, Immunodeficienza Severa Combinata (SCID e SCID-ADA), Displasia Reticolare, Displasia Timica, Sindrome di Wiskott-Aldrich, Malattia Linfoproliferativa X-linked, Deficienza di Adesione Leucocitaria;

Altre malattie: Istiocitosi a Cellule di Langerhan, Sindrome di Evans, Linfo-isitiocitosi Emofagocitica Familiare, Linfo-isitiocitosi EBV-associata, Ostepetrosi;

Diabete Tipo 1: la cura delle malattie ematologiche non è l’unica applicazione delle cellule staminali derivanti dal sangue del cordone ombelicale. La possibilità del trapianto autologo di queste cellule ha trovato applicazione anche nel trattamento del diabete tipo 1 (T1D). Questa malattia autoimmune comporta la distruzione delle cellule beta che producono insulina da parte dei linfociti T; l’insulino-deficienza che ne deriva comporta la dipendenza dalla somministrazione di forme esogene di insulina per tutta la vita. Nonostante tutti i progressi scientifici che hanno portato questa patologia a diventare una malattia cronica e non più letale, la sua incidenza continua ad essere estremamente alta.
Fra le nuove strategie per il trattamento di malattie autoimmuni c’è anche l’utilizzo autologo del sangue cordonale; questo è possibile data la potenzialità delle cellule staminali del cordone di differenziarsi in tessuti non solo ematologici ma anche di diversa natura.
In questa direzione si muove lo studio pilota, condotto dal gruppo del Dott. Haller del Dipartimento di Pediatria della University of Florida di Gainesville, iniziato alla fine del 2005. Le ipotesi che sono all’origine di questo studio si basano sulla possibilità che il trapianto autologo di cellule staminali derivanti dal cordone ombelicale possa attenuare il processo autoimmune seguendo diversi meccanismi: le cellule staminali migrano nel pancreas danneggiato dove possono differenziarsi in cellule beta che producono insulina; possono agire per fare aumentare la proliferazione delle isole pancreatiche da parte del tessuto sano; alcune cellule del cordone ombelicale sono in grado di mediare il recupero dell’immuno-tolleranza. Nel giugno del 2007 sono stati presentati i dati preliminari riferiti ad otto pazienti sei mesi dopo l’infusione di sangue cordonale autologo per il trattamento del diabete di tipo 1; questi hanno descritto risultati molto incoraggianti come la mancanza di significativi eventi avversi associati a questo studio e i benefici ottenuti in seguito al trattamento collegati ad una maggior immuno-tolleranza. In questo studio, ad oggi, i soggetti sottoposti ad infusione di cellule staminali cordonali per uso autologo sono quindici. Nonostante gli interessanti esiti di questo trial clinico, ulteriori dati e conclusione sono in attesa di essere pubblicati (Haller M. J. et al, 2008);

Medicina Rigenerativa: la medicina rigenerativa è una nuova frontiera della medicina che si sta sviluppando di pari passo all’uso delle cellule staminali. Lo scopo della medicina rigenerativa è quello di curare, riparare o addirittura rimpiazzare tessuti e organi malati o danneggiati con tessuti nuovi di natura biologica, derivanti appunto dalle cellule staminali, che siano in grado di ristabilire le funzionalità perdute.
Come già detto in precedenza le cellule staminali del cordone ombelicale, per la loro caratteristica pluripotenza, hanno la capacità di differenziarsi in tessuti ematopoietici ma anche in numerosi altri tessuti quali quello epiteliale, endoteliale, neuronale, cardiaco etc. Questa peculiarità rende tali cellule utilizzabili per la cura di svariate malattie di diversa natura quali malattie cardiovascolari, oftalmiche, ortopediche, neurologiche, oltre al già citato diabete di tipo 1 (Harris D.T., 2009). Le condizioni che si utilizzano in un trapianto di cellule staminali nella medicina rigenerativa sono diverse da quelle normalmente utilizzate negli altri trapianti. Per questi motivi nella medicina rigenerativa è preferibile utilizzare il trapianto autologo soprattutto per eliminare il rischio di reazioni immuni di rigetto presenti invece nei trapianti allogenici (Harris D.T., 2009). I dati dimostrano come il trapianto autologo, nella medicina rigenerativa, abbia superato in numero il trapianto allogenico (figura 1).


Per quanto riguarda le applicazioni nel campo delle malattie cerebrali o cerebrovascolari interessanti studi su modelli sono stati effettuati nell’ambito della cura per l’ictus che hanno dimostrato come la somministrazione di cellule staminali derivanti dal cordone portino alcuni benefici terapeutici senza l’insorgere di eventi avversi (Nan et al, 2005; Vendrame et al, 2005, 2006; Xiao et al, 2005; Chen et al, 2006; Meier et al, 2006; Newcomb et al, 2006; Nystedt et al, 2006). La cosa interessante è che pare che queste cellule abbiano sia un effetto riparatore che un’azione neuro protettiva. Alcuni studi clinici che coinvolgono l’uso di trapianti autologhi di cellule staminali con risultati non ancora pubblicati sono in corso alla Duke University (Harris D.T., 2009). Altre aree neurologiche affette da danni sono terreno di studio per questo tipo di trapianti. Alcuni studi su modelli animali hanno dimostrato come il trapianto di cellule staminali cordonali nel midollo spinale danneggiato porti alla differenziazione di queste cellule in cellule neuronali che possono aiutare la rigenerazione degli assoni e aumentare le capacità motorie (Kuh et al, 2005). L’utilizzo delle cellule staminali derivanti dal sangue cordonale si applica anche a tessuti epiteliali come pelle e cornea. Soprattutto nel caso della cornea sono già stati ottenuti risultati con trapianti autologhi di cellule staminali dell’epitelio corneale utilizzando cellule dell’occhio sano; questa procedura, oltre a produrre un rischio per l’occhio donatore di cellule staminali, non si può applicare nel caso di malattia ad entrambi gli occhi. Altre possibili soluzioni comportano terapie croniche anti rigetto che portano ad avere effetti collaterali. Una buona alternativa risiede quindi nell’uso delle cellule staminali cordonali e i primi studi in laboratorio su modelli animali hanno dimostrato la capacità di queste cellule di differenziarsi in cellule con le caratteristiche tipiche dell’epitelio corneale (Harris at al, 2008). Anche le cellule epiteliali della pelle sono oggetto di studio per la riparazione con le cellule staminali del cordone (dati non ancora pubblicati). La potenzialità delle cellule staminali cordonali di generare ossa è in fase iniziale di studio. Si è dimostrato, con studi in laboratorio, che alcuni tipi cellulari contenuti nel sangue cordonale hanno la capacità di differenziarsi sia in tessuto osseo che cartilagineo (Wang et al, 2004).

Roberta Sartini

Bibliografia:
- Harris, D. T. (2009) Non-haematological uses of cord blood stem cells. British Journal of Haematology, 147, 177–184.
- Haller, M.J., Viener, H.-L., Wasserfall, C., Brusko, T., Atkinson, M.A. & Schatz, D.A. (2008) Autologous umbilical cord blood transfusion for type 1 diabetes. Experimental Hematology, 36, 710–715.
- Nan, Z., Grande, A., Sanberg, C.D., Sanberg, P.R. & Low, W.C. (2005) Infusion of human umbilical cord blood ameliorates neurologic deficits in rats with hemorrhagic brain injury. Annals of the New York Academy of Sciences, 1049, 84–96.
- Vendrame, M., Gemma, C., de Mesquita, D., Collier, L., Bickford, P.C., Sanberg, C.D., Sanberg, P.R., Pennypacker, K.R. & Willing, A.E. (2005) Anti-inflammatory effects of human cord blood cells in a rat model of stroke. Stem Cells and Development, 14, 595–604.
- Vendrame, M., Gemma, C., Pennypacker, K.R., Bickford, P.C., Davis Sanberg, C., Sanberg, P.R. & Willing, A.E. (2006) Cord blood rescues stroke-induced changes in splenocyte phenotype and function. Experimental Neurology, 199, 191–200.
- Xiao, J., Nan, Z., Motooka, Y. & Low, W.C. (2005) Transplantation of a novel cell line population of umbilical cord blood stem cells ameliorates neurological deficits associated with ischemic brain injury. Stem Cells Development, 14, 722–733.
- Chen, S.H., Chang, F.M., Tsai, Y.C., Huang, K.F., Lin, C.L. & Lin, M.T. (2006) Infusion of human umbilical cord blood cells protect against cerebral ischemia and damage during heatstroke in the rat. Experimental Neurology, 199, 67–76.
- Meier, C., Middelanis, J., Wasielewski, B., Neuhoff, S., Roth-Haerer, A., Gantert, M., Dinse, H.R., Dermietzel, R. & Jensen, A. (2006) Spastic paresis after perinatal brain damage in rats is reduced by human cord blood mononuclear cells. Pediatric Research, 59, 244–249.
- Newcomb, J.D., Ajrno, C.T., Sanberg, C.D., Sanberg, P.R., Pennypacker, K.R. & Willing, A.E. (2006) Timing of cord blood treatment after experimental stroke determines therapeutic efficacy. Cell Transplantation, 15, 213–223.
- Nystedt, J., Ma¨kinen, S., Laine, J. & Jolkkonen, J. (2006) Human cord blood CD34+ cells and behavioral recovery following focal cerebral ischemia in rats. Acta Neurobiologiae Experimentalis (Wars), 66, 293–300.
- Kuh, S.U., Cho, Y.E., Yoon, D.H., Kim, K.N. & Ha, Y. (2005) Functional recovery after human umbilical cord blood cells transplantation with brain derived-neurotropic factor into the spinal cord injured rats. Acta Neurochirurgica (Wein), 14, 985–992.
- Harris, D.T., He, X., Badowski, M. & Nichols, J.C. (2008) Regenerative medicine of the eye: a short review. In: Stem Cell Repair & Regeneration, Vol. 3 (ed. by N. Levicar, N.A. Habib, I. Dimarakis & M.Y. Gordon), pp. 211–225. Imperial College Press, London.
- Wang, F.S., Yang, K.D. & Wang, C.J. (2004) Shockwave stimulates oxygen radical-mediated osteogenesis of the mesenchymal cells from human umbilical cord blood. Journal of Bone and Marrow.