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17 Maggio 2013

Studi pionieristici con cellule staminali nelle patologie polmonari

Autore: Filippo
Argomenti: Nuove terapie
Domanda

Ho letto sul vostro sito una notizia del 2011, che il connubio staminali polmoni cioè l’utilizzo di cellule staminali per rigenerare i polmoni gravemente danneggiati da patologie come IPF od interstiziopatie in genere è ancora agli esordi. Però a me risulta che sul sito della Cell Factory di Milano, andando a vedere nei protocolli clinici, inizierà una terapia con cellule staminali del cordone ombelicale su bimbi nati pretermine ed affetti da broncodisplasia. Inoltre la notizia che vi ho inserito più sotto dell’ agenzia AdnKronos di febbraio 2013 mi sembra che dica, in fondo alla notizia, che sono già stati trattati due pazienti, purtroppo poi deceduti per altre cause, con grave insufficienza respiratoria con l’utilizzo di cellule staminali e che hanno avuto miglioramenti sensibili, anche se la notizia è molto scarna di particolari. E’ possibile un vostro commento al riguardo? Grazie e saluti.

“Staminali: dalla trachea al cervello, Macchiarini annuncia nuovi progetti (ultimo aggiornamento: 18 febbraio, 2013, Adnkronos Salute). Nel 2011 entrò nella storia della medicina trapiantando in Svezia il primo organo interamente artificiale, una trachea bioingegnerizzata costruita in laboratorio e poi rivestita di staminali prelevate dal paziente che, in questo modo, non avrebbe avuto bisogno di farmaci antirigetto. Ora il toscano Paolo Macchiarini, professore di chirurgia rigenerativa al Karolinska Institutet di Stoccolma, utilizzerà la stessa tecnica per ‘riprodurre’ tessuti e organi più complessi: dal diaframma all’esofago, fino al cuore e ai polmoni. E in ratti e topi ha già provato a rigenerare addirittura il cervello. Il medico ha annunciato i suoi prossimi progetti a Boston, durante il meeting annuale dell’AAAS, l’Associazione americana per l’avanzamento della scienza. Il primo appuntamento è negli Usa a marzo, quando Macchiarini opererà per la prima volta al mondo una bimba di 2 anni nata senza trachea e costretta dalla nascita a vivere in un reparto di terapia intensiva, dove respira attraverso un tubo inserito nell’esofago e collegato direttamente ai polmoni. Macchiarini è stato ribattezzato il ‘mago dei trapianti di trachea’ da quando, nel 2008 a Barcellona, sperimentò per la prima volta la sua tecnica innovativa basata sull’uso di staminali prelevate dal paziente per rivestire l’organo trapiantato……. Oltre all’intervento in programma il mese prossimo negli Stati Uniti sulla bimba senza trachea, il ‘superchirurgo’ ha annunciato al meeting Aaas di Boston altri progetti avveniristici. Innanzitutto, sta pianificando l’esecuzione di un trapianto di esofago bioartificiale, organo dotato di muscoli e quindi più complesso rispetto alla trachea. Inoltre, in studi sperimentali sui roditori, Macchiarini e il suo team di ricerca hanno indagato la possibilità di rimpiazzare la materia cerebrale danneggiata da gravi traumi quali incidenti stradali, colpi d’arma da fuoco o interventi chirurgici. L’idea è quella di sostituire il tessuto lesionato con una sostanza ottenuta utilizzando cellule staminali, evitando così il danno neurologico. Finora i test sono stati condotti su ratti e topi e hanno prodotto risultati positivi, assicura l’esperto. L’ultima frontiera, infine, è arrivare a ricreare ‘in provetta’ organi vitali come cuore e polmoni. In due occasioni, per esempio, pazienti affetti da grave insufficienza polmonare acuta refrattaria hanno ricevuto terapie con cellule staminali, mostrando un immediato miglioramento funzionale. Nonostante entrambi alla fine siano morti per le conseguenze di uno scompenso multiorgano, il risultato ottenuto con il trattamento cellulare ha prodotto secondo Macchiarini la prima evidenza del fatto che l’impiego di staminali può rappresentare un’alternativa promettente per ripristinare la funzionalità di organi danneggiati. Per un futuro di trapianti senza bisogno di donatori.”

Risposta

La sperimentazione clinica sulle cellule staminali per le patologie polmonari sta muovendo i primi passi. Per fare il punto su cellule staminali e sperimentazione clinica, e’ necessario fare una distinzione tra cellule staminali cosiddette “pluripotenti”, quali le cellule staminali embrionali e le cellule staminali pluripotenti indotte (iPS), e le cellule staminali “adulte”, che sono normalmente presenti nel nostro organism, dove sono necessarie per il mantenimento e il riparo dei tessuti.

Le prime, cioe’ le cellule staminali pluripotenti, hanno il potenziale per maturare e differenziarsi in tutti i tessuti dell’organismo, e quindi potrebbero essere utilizzate teoricamente per rigenerare una varieta’ di organi danneggiati dalle diverse patologie. Esse hanno caratteristiche di cellule embrionali e non sono presenti nell’organismo adulto. Il loro potenziale per la rigenerazione di tessuti e organi malati e’ molto elevato ma ancora difficilmente controllabile, per cui la loro somministrazione pone attualmente rilevanti problemi di sicurezza. La prudenza e’ doverosa perche’, a differenza di un farmaco, che in caso di effetti indesiderati si puo’ sospendere e viene gradualmente eliminato dal nostro organismo, le cellule, una volta somministrate, permangono nell’organismo per un tempo indefinito; prerequisito per la loro applicabilita’ alla terapia e’ quindi che esse siano in grado di integrarsi correttamente nel tessuto circostante senza alterarne la funzione e senza nuocere alla salute del paziente. A causa di questi problemi di sicurezza, le uniche sperimentazioni cliniche con cellule staminali embrionali che sono state finora autorizzate riguardano alcune patologie degenerative della retina e alcune lesioni del midollo spinale (www.ClinicalTrials.gov). Le cellule staminali adulte sono presenti in numerosi organi, dai quali si sta imparando ad isolarle e a mantenerle in coltura. Ad esempio, il midollo osseo e’ una fonte di diversi tipi di cellule staminali, tra cui le staminali emopoietiche, ad oggi le meglio conosciute e gia’ ampiamente utilizzate nei trapianti in ematologia ed oncologia, e di cellule staminali mesenchimali, anch’esse ormai ben caratterizzate. Rispetto alle cellule pluripotenti di tipo embrionale, le cellule staminali adulte possono maturare in un numero ristretto di tipi cellulari, e vengono definite percio’ “multipotenti”. Ad esempio, le cellule staminali mesenchimali sono principalmente in grado di generare tessuto osseo, cartilagineo, e adiposo. La limitata capacita’ di differenziamento delle staminali mesenchimali, che restringerebbe in teoria la loro applicabilita’ a questi tessuti, e’ pero’ in parte compensata da alcune loro peculiari funzioni, quali la secrezione di fattori che favoriscono la sopravvivenza delle cellule circostanti e di citochine ad azione immunomodulatrice, caratteristiche che le rendono comunque interessanti per un numero elevato di patologie. D’altra parte, il ridotto potenziale differenziativo delle staminali mesenchimali e delle staminali adulte in generale, a differenza di quanto osservato per le cellule pluripotenti, rende la loro somministrazione relativamente sicura per il paziente. Questo e’ il motivo principale per cui numerose sperimentazioni cliniche con cellule staminali adulte, e soprattutto con cellule staminali mesenchimali, sono attualmente in corso o gia’ concluse. Per le patologie polmonari, escludendo le neoplasie, le sperimentazioni hanno riguardato la somministrazione di staminali adulte per patologie quali la broncopneumopatia cronica ostruttiva o BPCO, entita’ clinica che comprende la bronchite cronica e l’enfisema, la fibrosi polmonare idiopatica, la sindrome da distress respiratorio, la silicosi, la sarcoidosi, la ipertensione polmonare e la broncodisplasia nei bimbi nati pretermine, patologia verso cui e’ diretta anche la sperimentazione indicata dal lettore (www.ClinicalTrials.gov). Queste sperimentazioni cliniche sono ancora in una fase molto precoce, essendo principalmente dirette a valutare la sicurezza del trattamento e l’eventuale presenza di effetti indesiderati sul paziente. I dati sull’ efficacia di questi trattamenti sono percio’ ancora limitati. Una delle poche sperimentazioni che ad oggi ha concluso la Fase II, in cui si valuta anche l’efficacia oltre alla sicurezza, ha riguardato la somministrazione di cellule staminali mesenchimali adulte (Prochymal, Osiris Therapeutics) a pazienti con broncopneumopatia cronica ostruttiva da moderata a severa (1). Questo studio, condotto negli USA, ha coinvolto 62 pazienti che hanno ricevuto quattro infusioni mensili di cellule e sono stati seguiti per due anni. La somministrazione delle cellule si e’ rivelata sicura, ma non ci sono stati significativi miglioramenti della funzione polmonare nei pazienti trattati. Per trarre conclusioni piu’ definitive sulla validita’ di questi approcci terapeutici con cellule staminali per le patologie polmonari sara’ necessario attendere la fine delle singole sperimentazioni e valutarne opportunamente i risultati.

Per uno specifico riferimento alla fibrosi cistica, si veda la domanda/risposta del 24.03.13: Ancora prematura una terapia della fibrosi cistica con cellule staminali (ndr)

1) A Placebo-Controlled Randomized Trial of Mesenchymal Stem Cells in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Weiss DJ, Casaburi R, Flannery R, Leroux-Williams M, Tashkin DP. Chest. 2012 Nov 22.

Roberto Loi (Dip. Tossicologia, Sez. Oncologia e Patologia Molecolare, Università di Cagliari)


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