Nozioni di base

• Le cellule staminali ematopoietiche o ematopoietiche sono cellule immature da cui si formano le cellule del sangue. Queste cellule staminali si trovano nel midollo osseo, nel sangue del cordone ombelicale e nel flusso sanguigno.
• Il trapianto di midollo osseo e il trapianto di cellule staminali del sangue periferico sono procedure che ripristinano le cellule staminali nel corpo di un paziente che sono state distrutte da alte dosi di chemioterapia e/o radioterapia.
• In generale, più compatibili sono le cellule staminali del donatore e del paziente, minore è la probabilità di sviluppare una complicanza nota come malattia del trapianto contro l’ospite.
• Dopo il trattamento con alte dosi di farmaci antitumorali e/o radiazioni, al paziente vengono trapiantate cellule staminali del donatore, che entrano nel midollo osseo e iniziano a produrre nuove cellule del sangue.
• I mini trapianti utilizzano dosi basse e meno tossiche di chemioterapia e/o radiazioni. Un mini-trapianto prepara il paziente al trapianto.
• Nel trapianto in tandem vengono eseguiti due cicli consecutivi di chemioterapia ad alte dosi e trapianto di cellule staminali.

Che cos’è il midollo osseo e le cellule staminali ematopoietiche?

Il midollo osseo è una sostanza morbida e spugnosa che si trova all’interno delle ossa. Il midollo osseo contiene cellule immature chiamate cellule staminali emopoietiche o che formano il sangue. Le cellule staminali ematopoietiche sono diverse dalle cellule staminali embrionali. Le cellule staminali embrionali possono dare origine a qualsiasi cellula del corpo, mentre le cellule staminali ematopoietiche possono solo dare origine a cellule del sangue.

Le cellule staminali ematopoietiche sono in grado di dividersi o differenziarsi in uno dei tre tipi di cellule del sangue: globuli bianchi, che proteggono il corpo dalle infezioni; eritrociti che forniscono ossigeno alle cellule del corpo; o piastrine coinvolte nella coagulazione del sangue. La maggior parte delle cellule staminali ematopoietiche si trova nel midollo osseo, ma alcune cellule, chiamate cellule staminali del sangue periferico, si trovano nel flusso sanguigno. Inoltre, le cellule staminali emopoietiche si trovano nel sangue del cordone ombelicale. Le cellule provenienti da tutte queste fonti possono essere utilizzate per il trapianto.

Che cos’è il trapianto di midollo osseo e il trapianto di cellule staminali del sangue periferico?

Il trapianto di midollo osseo e il trapianto di cellule staminali del sangue periferico sono procedure che ripristinano le cellule staminali distrutte da alte dosi di chemioterapia e/o radioterapia nel corpo del paziente. Esistono tre tipi di trapianto:

• In un trapianto autogeno, al paziente vengono trapiantate le proprie cellule staminali
• In un trapianto singenico, al paziente vengono trapiantate cellule staminali prelevate da un gemello identico
• In un trapianto allogenico, un paziente riceve cellule staminali da un fratello o da un genitore. Inoltre, è possibile utilizzare le cellule staminali di una persona che non è un parente del paziente (un donatore indipendente).

Perché il trapianto di midollo osseo e il trapianto di cellule staminali del sangue periferico vengono utilizzati nel trattamento del cancro?

Il trapianto di midollo osseo e il trapianto di cellule staminali del sangue periferico sono utilizzati nel trattamento del cancro perché consentono l’uso di alte dosi di chemioterapia e/o radioterapia. Per capire meglio perché il trapianto di midollo osseo e il trapianto di cellule staminali del sangue periferico sono utilizzati nel trattamento del cancro, è necessario capire come funzionano la chemioterapia e la radioterapia.

La chemioterapia e la radioterapia prendono di mira principalmente le cellule in rapida divisione. Questi metodi sono usati per trattare il cancro perché le cellule tumorali si dividono più frequentemente rispetto alla maggior parte delle cellule sane. Ma poiché anche le cellule del midollo osseo si dividono frequentemente, alte dosi di chemioterapia e radioterapia possono danneggiare gravemente o addirittura distruggere il midollo osseo di un paziente. E senza un midollo osseo sano, il corpo non è in grado di produrre le cellule del sangue necessarie per fornire ossigeno, proteggere dalle infezioni e prevenire il sanguinamento. Durante il trapianto di midollo osseo e il trapianto di cellule staminali del sangue periferico, le cellule staminali del sangue del paziente distrutte durante il trattamento vengono sostituite con cellule sane. Pertanto, il trapianto di cellule staminali sane consente di ripristinare la capacità del midollo osseo di produrre cellule del sangue di cui il paziente ha bisogno.

In alcune forme di leucemia, il fattore principale che determina l’efficacia del trattamento è la reazione del trapianto contro il tumore, che si sviluppa dopo il trapianto allogenico di midollo osseo e cellule staminali del sangue periferico. Questa complicazione si verifica quando i globuli bianchi del donatore (innesto) riconoscono come estranee le cellule tumorali che rimangono nel corpo del paziente dopo la chemioterapia e/o la radioterapia (tumore) e iniziano ad attaccarle. (Questa è una complicazione del trapianto allogenico chiamato trapianto contro ospite.)

Quali tipi di cancro vengono trattati con il trapianto di midollo osseo e il trapianto di cellule staminali del sangue periferico?

Il trapianto di midollo osseo e il trapianto di cellule staminali del sangue periferico sono più comunemente usati per trattare la leucemia e il linfoma. Inoltre, sono più efficaci quando la leucemia o il linfoma è in remissione (non ci sono sintomi di cancro). Inoltre, il trapianto di midollo osseo e il trapianto di cellule staminali del sangue periferico sono usati per trattare altri tumori come il neuroblastoma (questo tipo di cancro si verifica nelle cellule nervose immature e colpisce più comunemente neonati e bambini) e il mieloma multiplo. Sono in corso studi clinici per studiare l’efficacia del trapianto di midollo osseo e del trapianto di cellule staminali del sangue periferico nel trattamento di altri tipi di cancro.

Come vengono selezionate le cellule staminali del donatore per il trapianto allogenico e singenico?

Per ridurre al minimo i possibili effetti collaterali, i medici si sforzano di utilizzare cellule staminali per il trapianto che siano il più compatibili possibile con le cellule staminali del paziente. Ogni persona ha un insieme individuale di proteine sulla superficie cellulare: antigeni di compatibilità tissutale (sinonimo di antigeni del complesso maggiore di istocompatibilità o antigeni HLA). Questo insieme di proteine può essere determinato utilizzando uno speciale esame del sangue.

Nella maggior parte dei casi, il successo del trapianto allogenico dipende dalla compatibilità degli antigeni HLA delle cellule staminali del donatore con gli antigeni HLA delle cellule staminali del paziente. Maggiore è la compatibilità degli antigeni HLA, maggiore è la probabilità che il corpo del paziente non rigetti le cellule staminali del donatore trapiantate. Se le cellule staminali del paziente e del donatore sono ben abbinate, i pazienti hanno meno probabilità di sviluppare una complicanza nota come malattia del trapianto contro l’ospite.

La probabilità di compatibilità con il paziente per gli antigeni HLA è molto più alta nei parenti stretti, soprattutto fratelli e sorelle. Ma solo il 25-35% dei pazienti ha un fratello o una sorella HLA compatibile. La possibilità di ottenere cellule staminali HLA compatibili da un donatore non imparentato è leggermente superiore ed è di circa il 50%. Tra i donatori non imparentati, la compatibilità HLA è significativamente migliore quando il donatore e il paziente appartengono alla stessa razza ed etnia. Sebbene il numero di donatori stia complessivamente aumentando, le persone appartenenti a determinati gruppi etnici e razziali hanno meno probabilità di trovare un donatore compatibile. Si stanno istituendo registri di donatori volontari per facilitare la ricerca di un donatore indipendente idoneo.

Poiché i gemelli identici hanno gli stessi geni, hanno lo stesso set di antigeni HLA. Pertanto, il corpo del paziente non rifiuterà il trapianto da un gemello identico. Tuttavia, i gemelli identici non nascono spesso e il trapianto singenico è raro.

Come si ottiene il midollo osseo per il trapianto?

Le cellule staminali utilizzate per il trapianto vengono prelevate dal midollo osseo (il tessuto spugnoso che si trova all’interno delle grandi ossa). La procedura per ottenere il midollo osseo, che si chiama “prelievo di midollo osseo”, è la stessa per tutti i tipi di trapianto (autogeno, singenico e allogenico). Viene eseguito in sala operatoria in anestesia generale (cioè il donatore dorme durante la procedura). È possibile utilizzare l’anestesia spinale (epidurale), che provoca la perdita di sensibilità sotto la cintura. L’ago perfora la pelle e viene inserito nell’osso iliaco (raramente lo sterno) e il midollo viene aspirato in una siringa. L’intera procedura dura circa un’ora.

Il midollo risultante viene quindi processato per rimuovere sangue e frammenti ossei. Se il trapianto non viene eseguito immediatamente, al midollo osseo risultante viene aggiunto un conservante e congelato per conservare le cellule staminali per tutto il tempo necessario. Questa tecnica è chiamata crioconservazione. Le cellule staminali possono essere conservate congelate per molti anni.

Come si ottengono le cellule staminali del sangue periferico per il trapianto?

Le cellule staminali del sangue periferico utilizzate per il trapianto sono ottenute dal flusso sanguigno. Questa procedura è chiamata aferesi o leucaferesi. Da 4 a 5 giorni prima dell’aferesi, al donatore viene somministrato un farmaco che aumenta la quantità di cellule staminali rilasciate nel flusso sanguigno. Durante l’aferesi, il sangue viene prelevato da una vena del braccio o attraverso un catetere venoso centrale. Il sangue passa attraverso una macchina che seleziona le cellule staminali. Il sangue viene quindi restituito al donatore e le cellule staminali selezionate vengono conservate. L’aferesi di solito dura 4-6 ore. Le cellule staminali vengono quindi congelate fino a quando non vengono iniettate nel paziente.

Come si ottengono le cellule staminali del cordone ombelicale per il trapianto?

Le cellule staminali possono essere ottenute anche dal sangue del cordone ombelicale. Per fare questo, la madre deve contattare la banca del sangue cordonale prima della nascita del bambino. La banca del sangue cordonale può chiederle di compilare un questionario e di fornire un campione di sangue.

Le banche del sangue cordonale sono pubbliche e commerciali. Le banche pubbliche del sangue cordonale accettano il sangue cordonale e donano cellule staminali ad altre persone idonee nella loro rete. Al contrario, le banche commerciali del sangue del cordone conservano solo il sangue del cordone per una data famiglia fino a quando non è necessario per un bambino o un altro membro della famiglia.

Dopo la nascita del bambino e il taglio del cordone ombelicale, il sangue con le cellule staminali viene estratto dal cordone ombelicale e dalla placenta. Questa procedura non è pericolosa per madre e bambino. Se la madre è d’accordo, il sangue cordonale viene processato e congelato per essere conservato nella banca del sangue cordonale. Solo una piccola quantità di sangue può essere prelevata dal cordone ombelicale e dalla placenta, quindi le cellule staminali risultanti vengono solitamente utilizzate per bambini piccoli e adulti.

C’è un rischio associato alla donazione di midollo osseo?

Il prelievo di midollo osseo non è un problema per il donatore, in quanto viene prelevata solo una piccola quantità di midollo osseo. Il rischio maggiore associato alla donazione di midollo osseo è l’uso dell’anestesia durante la procedura. Entro pochi giorni sono possibili sensazioni dolorose nel luogo da cui è stato prelevato il midollo osseo. Inoltre, il donatore potrebbe sentirsi stanco. Dopo alcune settimane, il corpo del donatore ripristina completamente il midollo osseo. Tuttavia, il tempo necessario per il recupero del donatore è individuale. Alcune persone tornano alla normalità dopo 2 o 3 giorni, mentre altre possono impiegare fino a 3 o 4 settimane per riprendersi completamente.

Esiste un rischio associato alla donazione di cellule staminali del sangue periferico?

L’aferesi provoca un disagio minimo. Durante l’aferesi, una persona può avvertire vertigini, brividi, perdita di sensibilità alle labbra, crampi alle mani. A differenza del prelievo di midollo osseo, la donazione di cellule staminali del sangue periferico non richiede anestesia. Un farmaco somministrato a un donatore per stimolare il rilascio di cellule staminali dal midollo osseo nel flusso sanguigno può causare dolore osseo e muscolare, mal di testa, affaticamento, nausea, vomito e/o insonnia. Questi effetti collaterali di solito si interrompono da 2 a 3 giorni dopo l’ultima dose del farmaco.

Come viene eseguita la procedura di trapianto di cellule staminali?

Dopo un ciclo di trattamento con alte dosi di chemioterapia e/o radioterapia, il paziente riceve cellule staminali attraverso un catetere endovenoso, come in una trasfusione di sangue convenzionale. La procedura di trapianto di cellule staminali dura da 1 a 5 ore.

Sono previste misure particolari se il paziente è anche donatore (trapianto autologo)?

È auspicabile che le cellule staminali utilizzate per il trapianto autogeno contengano una quantità minima di cellule tumorali. Pertanto, prima del trapianto, le cellule staminali risultanti vengono talvolta purificate per eliminare le cellule tumorali. La procedura di pulizia riduce al minimo la possibilità che il cancro ritorni. Poiché la pulizia può danneggiare alcune delle cellule staminali sane, al paziente vengono prelevate più cellule per il trapianto in modo che dopo la pulizia rimangano abbastanza cellule sane.

Cosa succede dopo un trapianto di cellule staminali a un paziente?

Dopo essere entrate nel flusso sanguigno, le cellule staminali si spostano nel midollo osseo e iniziano a produrre globuli bianchi, globuli rossi e piastrine. Questo processo è chiamato “incorporamento”. L’attecchimento di solito avviene entro 2-4 settimane dopo il trapianto. I medici monitorano questo processo con esami del sangue regolari. Il ripristino completo delle funzioni del sistema immunitario richiede molto più tempo – fino a diversi mesi con trapianto autogeno e fino a 1-2 anni con trapianto allogenico e singenico. I medici eseguono vari esami del sangue per confermare che vengono prodotte nuove cellule del sangue e che il cancro non si è ripresentato. Un’aspirazione del midollo osseo (prendendo un piccolo campione di midollo osseo per l’esame al microscopio) aiuta a capire come funziona il nuovo midollo osseo.

Quali sono i possibili effetti collaterali del trapianto di midollo osseo e del trapianto di cellule staminali del sangue periferico?

In entrambi i casi, il rischio principale è l’aumentata suscettibilità alle infezioni e al sanguinamento (a causa di precedenti trattamenti con alte dosi di chemioterapia e/o radioterapia). A volte gli antibiotici vengono prescritti per prevenire o curare le infezioni. È anche possibile trasfondere piastrine (per prevenire il sanguinamento) e globuli rossi (per curare l’anemia). Inoltre, dopo il trapianto di midollo osseo o di cellule staminali del sangue periferico, i pazienti possono manifestare effetti collaterali come nausea, vomito, affaticamento, mancanza di appetito, stomatite, perdita di capelli e reazioni cutanee per un breve periodo.

I possibili effetti collaterali a lungo termine includono complicanze da chemioterapia e radioterapia prima del trapianto: infertilità, cataratta (opacità del cristallino dell’occhio che porta alla perdita della vista), cancro secondario (metastasi), fegato, reni, polmoni e/ o danni al cuore.

Il trapianto allogenico a volte sviluppa una complicazione nota come malattia del trapianto contro l’ospite. Ciò accade se i globuli bianchi del donatore (innesto) accettano le cellule del paziente (ospite) come estranee e le attaccano. In questo caso, la pelle, il fegato e l’intestino sono più spesso colpiti. Questa complicanza può svilupparsi entro poche settimane dal trapianto (malattia del trapianto contro l’ospite acuta) o molto più tardi (malattia del trapianto contro l’ospite cronica). Per prevenire questa complicanza, ai pazienti possono essere prescritti farmaci che sopprimono il sistema immunitario. Inoltre, le cellule staminali del donatore possono essere processate in modo speciale per rimuovere i globuli bianchi che causano la malattia del trapianto contro l’ospite. Questa procedura è chiamata “pulizia delle cellule T del midollo osseo”.

La malattia del trapianto contro l’ospite può essere molto difficile. In questo caso vengono prescritti steroidi e altri farmaci che sopprimono il sistema immunitario. Tuttavia, alcuni studi dimostrano che se la leucemia sviluppa la malattia del trapianto contro l’ospite, la probabilità che il cancro ritorni è bassa. Sono attualmente in corso studi clinici per trovare modi per prevenire e curare la malattia del trapianto contro l’ospite.

La probabilità che si verifichino e la gravità delle complicanze è molto individuale e dipende dal trattamento prescritto al paziente. Tali domande devono essere discusse con il medico curante in ciascun caso specifico.

Che cos’è un “mini trapianto”?

Il mini-trapianto, o trapianto dopo regimi mieloablativi (emopoiesi che non distruggono il midollo), è un tipo di trapianto allogenico. I mini trapianti utilizzano dosi minori e meno tossiche di chemioterapia e/o radioterapia per preparare il paziente a un trapianto allogenico. Tali dosi di farmaci chemioterapici e radiazioni non distruggono l’intero midollo osseo del paziente, ma solo una parte di esso. Inoltre, riducono il numero di cellule tumorali e sopprimono il sistema immunitario del paziente, prevenendo il rigetto del trapianto.

A differenza del trapianto di midollo osseo convenzionale e del trapianto di cellule staminali del sangue periferico, sia le cellule del donatore che le cellule del paziente possono esistere nel corpo del paziente per un certo periodo di tempo dopo un mini-trapianto. Quando le cellule del donatore iniziano ad attecchire, possono causare reazioni di trapianto contro tumore e iniziare a distruggere le cellule tumorali che non sono state uccise dai farmaci antitumorali e/o dalla radioterapia. Per migliorare la risposta del trapianto contro il tumore, a volte al paziente vengono somministrate iniezioni di globuli bianchi del donatore. Questa procedura è chiamata “infusione di leucociti da donatore”.

Che cos’è un “trapianto in tandem”?

Il trapianto in tandem è un tipo di trapianto autogeno. Sono attualmente in corso studi clinici per esplorare e utilizzare questo metodo nel trattamento di diversi tipi di cancro, tra cui il mieloma multiplo e i tumori a cellule germinali. Nel trapianto in tandem, il paziente viene sottoposto a due cicli consecutivi di chemioterapia ad alte dosi con trapianto di cellule staminali. Di solito la pausa tra due corsi è di diverse settimane o mesi. I ricercatori sperano che questo metodo aiuti a prevenire future recidive del cancro.