Le cellule staminali del cordone ombelicale: gli attuali utilizzi e le sfide future / Stem cells from the umbilical cord: the current use and future challenges.

Le cellule staminali del cordone ombelicale: gli attuali utilizzi e le sfide future / Stem cells from the umbilical cord: the current use and future challenges.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa

Dopo la nascita di un neonato, il sangue cordonale permane nel cordone ombelicale e nella placenta. Esso puo’ essere prelevato con relativa facilità e senza rischi per la madre ed il bambino.  In esso sono contenute le cellule staminali ematopoietiche: rare cellule che si trovano di norma nel midollo osseo.

Le cellule staminali ematopoietiche (HSCs) sono in grado di produrre qualsiasi tipo di cellule del sangue – globuli rossi, globuli bianchi e piastrine. Esse sono responsabili del mantenimento della produzione di nuovo sangue durante tutta la nostra vita. Da parecchi anni vengono usate nei trapianti di midollo osseo come terapia per alcune malattie del sangue.

I risultati di diversi studi suggeriscono inoltre che il cordone ombelicale potrebbe contenere altri tipi di cellule staminali, in grado di produrre cellule specializzate diverse da quelle del sangue, come ad esempio le cellule nervose (neuroni). Questi risultati sono tuttavia altamente controversi tra gli scienziati e, quindi, non  ampiamente accettati.

Le terapie con il sangue cordonale ad oggi

Il sangue cordonale viene utilizzato per curare i bambini con tumori del sangue come la leucemia, o con malattie genetiche del sangue come l’anemia di Fanconi. Il sangue cordonale viene trapiantato nel paziente, nel quale le HSCs possono così produrre nuove e sane cellule del sangue che vadano a rimpiazzare quelle danneggiate dalla patologia o da terapie mediche, come ad esempio la chemioterapia usata per combattere i tumori.

Il sangue cordonale può rappresentare quindi per alcuni pazienti un’utile alternativa al trapianto di midollo osseo. Il prelievo di sangue cordonale è più semplice di quello di midollo osseo, ed esso può essere congelato e conservato fino al momento in cui ne è richiesto l’utilizzo. Sembra inoltre che le probabilità che il sangue cordonale causi il rigetto immunitario o altre complicazioni come la malattia del trapianto contro l’ospite (Graft versus Host Disease), siano minori che nel caso del midollo osseo. Questo significa che il sangue cordonale non deve essere abbinato perfettamente al paziente, come invece avviene per il midollo osseo (anche se un certo livello di compatibilità è comunque richiesto).

Tuttavia il trapianto di sangue cordonale presenta anche alcuni limiti. Fino ad oggi il trattamento degli adulti con il sangue cordonale si è rivelato molto complicato, nonostante alcuni successi. Bisogna Inoltre considerare che, il sangue del cordone ombelicale può essere utilizzato esclusivamente nel trattamento di malattie del sangue. Ad oggi non è ancora stata messa a punto nessuna terapia che utilizzi le HSCs ,provenienti da sangue cordonale o da midollo ossseo adulto, volta a curare malattie non connesse al sangue.

L’attuale ricerca: le malattie del sangue

Uno dei limiti più grossi al trapianto di sangue cordonale è dato dal fatto che il sangue ottenuto da un singolo cordone ombelicale non contiene un numero di cellule staminali ematopoitiche simile a quello ottenuto tramite una donazione di midollo osseo. Gli scienziati credono che sia principalmente per questa ragione che il trattamento degli adulti si è rivelato difficoltoso: le dimensioni maggiori degli adulti fanno sì che sia necessario un numero maggiore di HSCs. Un trapianto contenente troppe poche HSCs potrebbe fallire o portare alla formazione troppo lenta di nuovo sangue nell’organismo nei primi giorni successivi al trapianto. Questa grave complicazione è stata in parte superata trapiantando sia I bambini con un maggiore sviluppo fisico che gli adulti, con il sangue cordonale proveniente da due diversi cordoni ombelicali. Alcuni ricercatori hanno inoltre tentato di incrementare il numero totale di HSCs ottenute da ciascun cordone ombelicale prelevando del sangue addizionale dalla placenta. Nessuna di queste soluzioni, però, si è dimostrata interamente soddisfacente.

Gran parte della ricerca è quindi focalizzata sul tentativo di accrescere il numero delle HSCs che possono essere ottenute da un campione di sangue cordonale, tramite la coltivazione e moltiplicazione delle cellule in laboratorio. Sono attualmente in corso diversi trial clinici preliminari che utilizzano questa tecnica.  Ad ora i risultati sono contrastanti: alcuni suggeriscono che l’espansione ex-vivo riduca il tempo richiesto per la comparsa nel corpo di  nuove cellule del sangue a seguito del trapianto; tuttavia I pazienti adulti continuano a necessitare del sangue proveniente da due cordoni ombelicali. È quindi necessario che la ricerca vada ancora avanti per poter capire se ci sia un reale beneficio per i pazienti, prima che questa tecnica sia approvata per l’utilizzo di routine nella pratica clinica.

L’attuale ricerca: altre malattie

Diversi gruppi di ricercatori hanno riportato studi in animali che sembrano suggerire che il sangue cordonale possa riparare tessuti diversi dal sangue, in patologie che vanno dall’attaco cardiaco all’ictus. Anche Questi risultati sono controversi: non frequentemente gli scienziati possono ripodurre questi dati e non è ben chiaro COME il sangue cordonale possa avere questi effetti. Quando degli effetti benefici vengono osservati questi sembrano essere risultati minori degli attesi, e non abbastanza significativi da rivelarsi utili a scopo terapeutico. In caso di effetti positivi, ci si chiede inoltre se questi potrebbero essere spiegati non dalla produzione di cellule nervose ad opera delle cellule del sangue cordonale, ma bensì dal rilascio dalle cellelule cordonali di sostanze in grado di aiutare l’organismo nel riparo del danno.

L’attuale ricerca mira quindi a rispondere a queste domande per stabilire se in futuro sarà possibile sviluppare terapie con il sangue cordonale sicure ed effettive, allo scopo di trattare  patologie non del sangue. Di recente un trial clinico preliminare volto ad investigare l’uso del sangue cordonale nel trattamento del diabete infantile di tipo I (early clinical trial investigating cord blood treatment of childhood type 1 diabetes) non ha avuto successo. Altri trial clinici in uno stadio molto precoce stanno esplorando l’utilizzo dei trapianti di sangue cordonale nel trattamento di bambini con disordini cerbrali, come la paralisi cerebrale o il danno cerebrale traumatico. Tuttavia questi trial non hanno ancora  dimostrato nessun effetto positive certo, e la maggior parte degli scienziati ritengono perciò che una più approfondita ricerca di laboratorio sia richiesta per capire come agiscano le cellule del sangue cordonale e se esse possano essere davvero utili in questo tipo di terapie.

Il futuro

Gli esperti credono che il sangue del cordone ombelicale sia una fonte importante di cellule staminali del sangue e ritengono che il suo pieno potenziale nel trattamento delle patologie del sangue debba ancora essere compreso. Altri tipi di cellule staminali come le cellule staminali pluripotenti indotte (induced pluripotent stem cells may) potrebbero rivelarsi più adatte al trattamento di patologie diverse da quelle del sangue, ma queste questioni potranno trovare risposta solo nella ricerca futura.

Nel nostro paese, secondo quanto stabilito dalla legge, sono possibili solo la donazione eterologa, con la quale si dona il cordone ombelicale a beneficio della collettività, proprio come avviene per le donazioni di sangue, e la donazione dedicata, ovvero riservata al proprio neonato o un consanguineo per quelle famiglie ad alto rischio di malattie genetiche o che hanno già un bimbo malato. Sia la donazione eterologa che quella dedicata sono gratuite, a carico del Servizio sanitario nazionale e vengono gestite da una rete di 19 banche pubbliche. L’unico divieto, quindi, riguarda la conservazione “egoistica”, quella autologa. Non è una questione morale né ideologica. D’altronde, ci sarà un motivo se delle 60 mila sacche di cordone ombelicale esportate, nessuna è finora rientrata in Italia per essere trapiantata al bambino donatore o a un suo familiare, mentre delle 30.000 unità donate dalle mamme italiane a scopo solidale ne sono state utilizzate più di mille per trapiantare pazienti italiani ed stranieri.

La spiegazione è presto detta. Le staminali emopoietiche del cordone sono utilizzate con successo per cinque categorie di malattie: leucemie, linfomi (Hodgkin e non Hodgkin), anemie (talassemia, anemia falciforme), immunodeficienze e malattie metaboliche. Nel caso in cui il bimbo sviluppi una di queste patologie, sarebbe da pazzi utilizzare le sue stesse cellule per il trapianto, perché il difetto cellulare potrebbe essere presente sin dalla nascita e provocare una recidiva. Per di più, il trapianto è più efficace quando le cellule non sono compatibili al 100%. In questo caso, quindi, la conservazione autologa sarebbe stata vana. Un’altra possibilità è che un bimbo sano, di cui è stato conservato il cordone, abbia un fratellino malato. In questa circostanza le sue staminali potrebbero rivelarsi molto utili. Già, ma quante volte succede?

Se in famiglia non vi sono casi precedenti di leucemie o altre malattie genetiche (nel qual caso è prevista la donazione dedicata del sistema sanitario pubblico), la probabilità di utilizzare il cordone depositato in una banca estera è di una su 20.000 nei primi 20 anni di vita, ovvero lo 0,005%. Persino in questo caso rarissimo, ci sarebbe solo una probabilità su quattro che due fratellini siano compatibili per il trapianto. Al contrario, le chances di trovare un’unità di sangue cordonale nelle banche pubbliche sono straordinariamente alte, dell’ordine del 75-80% e i tempi d’attesa non superano le 3-4 settimane. Insomma, la conservazione autologa non sembra proprio un grande affare. “È un affare molto vantaggioso solo per le banche stesse”, ribatte Contu.

C’è chi replica: la scelta della conservazione privata va considerata un investimento sul futuro. Una scommessa, insomma, sui progressi della ricerca scientifica. In effetti ci sono numerose sperimentazioni in corso per l’impiego delle staminali emopoietiche per lesioni spinali, infarto, ictus, Parkinson, Alzheimer, sclerosi laterale amiotrofica… Sono stati riportati casi aneddotici di bimbi affetti da paralisi cerebrale che hanno mostrato miglioramenti dopo il trapianto autologo di staminali emopoietiche. È incoraggiante anche che l’infusione di cellule del cordone per il diabete di tipo 1 non abbia evidenziato grossi effetti collaterali. Tuttavia, gli studi sono solo all’inizio e ci vorranno ancora parecchi anni per avere risultati certi. Allora, forse sì, quello che non è curabile oggi lo sarà domani. Al momento, però, far credere che le staminali del cordone siano o possano diventare una panacea per tutti i mali è solo una strategia di marketing. Falsa, per giunta.

Ognuno, poi, ha il sacrosanto diritto di scegliere. Ma c’è un’obiezione etica forte con cui fare i conti. Se tutte le mamme, allo stato attuale delle evidenze scientifiche scegliessero la conservazione autologa, si assisterebbe a una riduzione della disponibilità di sangue cordonale per i trapianti allogenici. E molti bambini sarebbero privati di una terapia salvavita. Una terapia che esiste, ma è chiusa in qualche banca privata all’estero. E lì resterà inutilizzata. 

ENGLISH

After the birth of a newborn, cord blood remains in the umbilical cord and placenta. It can 'be taken with relative ease and without risk to mother and baby. It contains hematopoietic stem cells: rare cells that are normally in the bone marrow.

Hematopoietic stem cells (HSCs) are able to produce any type of blood cells - red blood cells, white blood cells and platelets. They are responsible for the continued production of new blood throughout our lives. For several years they are used in bone marrow transplants as a therapy for certain blood diseases.

The results of several studies also suggest that the umbilical cord may contain other types of stem cells, capable of producing specialized cells different from those of the blood, such as nerve cells (neurons). These results are, however, highly controversial among scientists and, therefore, not widely accepted.

Therapies cord blood to date

The cord blood is used to treat children with blood cancers such as leukemia, or genetic blood disorders such as Fanconi anemia. The cord blood is transplanted into the patient, where the HSCs can thus produce new and healthy blood cells that go to replace those damaged by disease or medical treatments, such as chemotherapy used to fight tumors.

Umbilical cord blood may represent a useful alternative for some patients with bone marrow transplantation. Blood withdrawal cord is simpler than that of bone marrow, and it can be frozen and stored until the moment in which it is required the use. It also seems that the chances that the cord blood will cause the immune rejection or other complications such as graft versus host disease (Graft versus Host Disease), are lower than in the case of bone marrow. This means that the cord blood should not be perfectly matched to the patient, as is the case for the bone marrow (although a certain level of compatibility is still required).

However, the cord blood transplant also has some limitations. To date the treatment of adults with the cord blood has been very complicated, despite some successes. One must also consider that, the cord blood can only be used in the treatment of blood disorders. To date it has not yet been developed any therapy that uses HSCs, from cord blood or marrow ossseo adult, once a cure is not related to blood disorders.

Current research: blood diseases

One of the major limitations to cord blood transplantation is the fact that the blood obtained from a single umbilical cord does not contain a number of hematopoietic stem cells similar to that obtained through a bone marrow donation. Scientists believe that it is mainly for this reason that the treatment of adults has proved difficult: the larger size of adults mean that we need a greater number of HSCs. A transplant containing too few HSCs could fail or lead to too slow formation of new blood in the body in the early days following transplantation. This serious complication has been partially overcome by transplanting both Children with greater physical development that adults with cord blood from two different umbilical cords. Some researchers have also attempted to increase the total number of HSCs obtained from each cord blood by withdrawing blood from the placenta of the additional. None of these solutions, however, has proven entirely satisfactory.

Much research is therefore focused on trying to increase the number of HSCs that may be obtained from a blood sample of cord, through the cultivation and multiplication of cells in the laboratory. They are currently taking several preliminary clinical trials using this technique. For now the results are conflicting: some suggest that the ex-vivo expansion reduces the time required for the appearance in the body of new blood cells following the transplant; However Adult patients continue to need blood from two umbilical cords. It is therefore necessary that the search still goes forward in order to understand if there is a real benefit for patients, before that this technique is approved for routine use in clinical practice.

Current research: other diseases

Several groups of researchers have reported studies in animals suggest that cord blood can repair tissues other than blood, in diseases ranging dall'attaco heart stroke. These results are also controversial: infrequently scientists can ripodurre this data and it is not clear HOW cord blood may have these effects. When the beneficial effects are observed these appear to fall short of the expected results, and not significant enough to be useful for therapeutic purposes. In case of positive effects, you wonder if these could not be explained by the production of nerve cells by the blood cell cord, but rather by the release from cellelule cord of substances that help the body in harm shelter.

The current research therefore aims to answer these questions to determine if in the future it will be possible to develop safe and effective therapies with cord blood in order to treat non-blood diseases. Recently, a preliminary clinical trial designed to investigate the use of cord blood in the treatment of childhood diabetes type I (early clinical trial investigating cord blood treatment of childhood type 1 diabetes) was not successful. Other clinical trials in a very early stage are exploring the use of umbilical cord blood transplants in the treatment of children with cerbrali disorders, such as cerebral palsy or traumatic brain injury. However, these trials have not yet shown any positive effect of course, and most of the scientists therefore believe that a more thorough laboratory research is required to understand how to act in the blood cells of cord and if they can be very useful in this type of therapy .

The future

Experts believe that the umbilical cord blood is a major source of blood stem cells and believe that its full potential in the treatment of blood disorders has yet to be understood. Other types of stem cells such as induced pluripotent stem cells (induced pluripotent stem cells may) might prove more suitable to the treatment of different diseases from those of the blood, but these issues can only be resolved in future research.

In our country, as determined by law, it is only possible donation heterologous, with which he gives the umbilical cord for the benefit of the community, just as it does for blood donations, and the dedicated donation, or reserved to their infant or a blood relative for those families at high risk of genetic disease or who already have a sick child. Whether the donation heterologous that one dedicated are free, paid by the National Health Service and are managed by a network of 19 public banks. The only prohibition, then, concerns the "selfish" conservation, the autologous. It is not a moral issue or ideological. On the other hand, there is a reason why the 60,000 umbilical cord bags exported, none has so far returned to Italy to be transplanted the donor to the child or their family members, while the 30,000 donated by Italian mothers in solidarity purpose they were used more than a thousand Italian and foreign patients to transplant.

The explanation is quickly told. Hematopoietic stem cord are used successfully for five categories of diseases: leukemias, lymphomas (Hodgkin's and non-Hodgkin's), anemia (thalassemia, sickle cell anemia), immunodeficiencies and metabolic diseases. In the case in which the child developments one of these diseases, it would be foolish to use its own cells for transplantation, because the cellular defect may be present from birth and cause a relapse. Moreover, transplantation is more effective when the cells are not 100% compatible. In this case, therefore, the autologous blood conservation would have been in vain. Another possibility is that a healthy child, of which the cord has been preserved, has a sick sibling. In this circumstance its stem could be very useful. Yeah, but how many times it happens?

If in the family there are no previous cases of leukemia or other genetic diseases (in which case it is requested donation dedicated to the public health system), the probability of using the bead deposited in a foreign bank is one in 20,000 in the first 20 years of life, namely 0.005%. Even in this rare instance, there would be only one in four chance that two brothers are compatible for transplantation. On the contrary, the chances of finding a unit of cord blood in public banks are extraordinarily high, on the order of 75-80%, and the waiting time does not exceed 3-4 weeks. In short, the autologous preservation does not seem like a big deal. "It is a very beneficial deal just for the banks themselves," says Contu.

There are those who reply: the choice of the private storage shall be considered an investment in the future. A bet, in short, on the progress of scientific research. In fact there are many experiments underway for the use of hematopoietic stem cells for spinal cord injury, heart attack, stroke, Parkinson's, Alzheimer's, amyotrophic lateral sclerosis ... have been reported anecdotal cases of children with cerebral palsy who have shown improvement after autologous transplantation hematopoietic stem. It is also encouraging that the infusion of cord blood cells for type 1 diabetes have shown no major side effects. However, studies are just beginning, and it will take several years to have reliable results. Well, maybe yes, what it is not curable today will be tomorrow. At present, however, to believe that stem cord are or may become a panacea for all ills is just a marketing strategy. False, too.

Everyone, then, has the sacred right to choose. But there is an objection to strong ethics with which to contend. If all mothers, to chose the autologous preservation of scientific evidence present, this could mean a reduction in the availability of cord blood for allogeneic transplants. And many children would be deprived of a life-saving therapy. A therapy that exists, but it is closed in some private banks abroad. And there will remain unused.

Da:

http://www.eurostemcell.org/it/factsheet/le-cellule-staminali-del-cordone-ombelicale-gli-attuali-utilizzi-e-le-sfide-future

https://oggiscienza.it/2011/10/26/tutte-le-bugie-delle-banche-private-del-cordone/