Indice:

1. Introduzione

2. Il prelievo delle staminali

3. Trapianto di midollo

4. Chirurgia ricostruttiva

Introduzione:

Dall'intervista con il dott. Mazzucato è emerso che gran parte delle applicazioni delle cellule staminali sono attuate come protocolli sperimentali: abbiamo quindi inserito nella pagina relativa alla ricerca anche quelle tecniche utilizzate correntemente, ma che possono migliorare in efficienza o su cui la comunità scientifica è discordante. Detto questo, il ventaglio delle applicazioni attualmente "sicure" delle staminali si restringe parecchio, senza però escludere delle metodologie in grado di salvare vite, e che vengono sfruttate continuamente.

Il prelievo delle staminali:

I metodi utilizzati per il prelievo di cellule staminali sono essenzialmente quattro, a cui si aggiunge la controversa distruzione di embrioni per ricavare staminali embrionali:

• Il sangue midollare è un'ottima fonte di staminali emopoietiche; in questo caso si aspira il sangue dalle creste iliache del bacino del paziente o di un donatore compatibile. Le staminali emopoietiche (multipotenti) devono quindi essere fatte regredire a pluripotenti.

• Le staminali emopoietiche sono, in piccole quantità, presenti anche nel sangue periferico, in cui possono essere fatte proliferare con un cocktail di chemioterapici e fattori di crescita/differenziazione (GDFs) prima del prelievo. Anche in questo caso si ottengono cellule multipotenti.

• Da alcuni anni sono attivi i prelievi di cellule staminali dal cordone ombelicale: la qualità è simile alle staminali embrionali e non intercorrono problemi etici, ma la quantità è molto più ridotta. Numerosi Istituti di ricerca sono disponibili per la conservazione delle staminali cordonali come "rete di sicurezza" per eventuali malattie future del nascituro.
  [Normativa sulla conservazione]

• Un'ultima fonte di cellule staminali è costituita dalle mucose: da qui si ricavano le cellule mesenchimali utilizzate per la ricostruzione di tessuto connettivo.

Per i primi due tipi di prelievo si possono distinguere le modalità:

• Autologa, ovvero in cui le staminali sono prelevate direttamente dal paziente; questa modalità è preferibile perché garantisce piena compatibilità, ma non sempre è possibile (in molti casi di leucemia, ad esempio).

• Allogenica, con prelievo da un donatore sano; vista la bassissima compatibilità (circa 1:100000) non è sempre possibile trovare un donatore compatibile.

Alcune recenti ricerche puntano inoltre al prelievo di staminali dalla polpa dentale.

Rif. [13] [14] [15] [27] [I]

Trapianto di midollo:

Tumori del sangue

Le leucemie possono essere descritte come un tipo di cancro che attacca il midollo osseo rosso, sede principale dell'emopoiesi, o il sangue stesso. Le leucemie sono sempre tumori maligni, e si dividono essenzialmente in:

• Leucemia mieloblastica, che attacca la linea mieloide dell'emopoiesi, dunque globuli rossi, monociti, granulociti e piastrine

• Leucemia linfoblastica, che attacca la linea linfoide, quindi i linfociti

La diretta conseguenza della leucemia è il riempimento delle nicchie emopoietiche da parte delle cellule neoplastiche in continua replicazione, che al contrario delle staminali non si differenziano in cellule sanguigne. Il decorso della malattia può provocare anemia per insufficiente produzione di eritrociti (globuli rossi), insufficienze immunitarie per la carenza di globuli bianchi e emorragie frequenti per l'assenza di trombociti (piastrine).

Circa 250.000 persone all'anno contraggono leucemie in tutto il mondo, e la mortalità si attesta attorno all'80%. Le leucemie rappresentano il 3% di tutti i tumori diagnosticati.

La soluzione con il trapianto di midollo osseo

La terapia standard contro la leucemia è comune a altri tipi di neoplasie, e consiste in radioterapia e/o chemioterapia; in alcuni casi però è necessario il ricorso al trapianto di midollo.

In ambienti sterili, il midollo osseo interessato dal tumore viene interamente distrutto con elevate dosi di chemioterapia, in modo da rimuovere anche le cellule cancerose, lasciando però l'organismo indebolito e privo di difese immunitarie. Il sangue midollare, prelevato per via autologa o allogenica, viene quindi inserito per ripopolare le sedi di emopoiesi. I metodi per la trasfusione sono due:

• Immissione in una vena centrale: solo il 10% del sangue iniettato torna al midollo osseo, il resto rimane in circolo per riparare strutture danneggiate.

• Immissione diretta in midollo osseo: fino al 50% del sangue rimane nel midollo, quindi l'eventuale guarigione è più rapida.

La grande varietà di casistiche in cui viene attuato il trapianto non permette statistiche precise, ma si può dire che la sopravvivenza dopo l'intervento, inizialmente molto bassa, è aumentata molto negli ultimi anni, raggiungendo anche il 90%.

Immunodeficienze congenite

Il trapianto di midollo, negli ultimi 20 anni, ha anche cambiato la vita a molti bambini nati con immunodeficienze congenite, costretti a vivere isolati per non contrarre malattie.

In questo caso si esegue solo il trapianto di midollo (la distruzione del sistema immunitario è superflua, dato che non è praticamente presente e comunque non è malato) in modo da permettere la costruzione di difese immunitarie.

Rif. [14] [16] [17] [18] [20] [27]

Chirurgia ricostruttiva:

Il trapianto di trachea

È del 2008 la notizia del primo trapianto al mondo di un organo ricostruito con cellule staminali, da parte del team medico del chirurgo italiano Paolo Macchiarini. È stata prelevata la trachea da un donatore morto, ed è stata successivamente de-cellularizzata in modo da fornire un supporto privo di antigeni. All'interno di un bioreattore l'organo è stato ripopolato con cellule epiteliali e  mesenchimali derivate da cellule staminali della ricevente (ottenute con prelievi dalle mucose e dalla cute) in modo da costruire un organo pienamente compatibile con l'organismo.

L'innovazione che rende "primo al mondo" questo intervento  sta nel fatto che in un tradizionale trapianto la compatibilità non è mai completa, e si rendono necessari farmaci anti-rigetto e immunosoppressivi, che hanno effetti collaterali talvolta gravi e riducono l'aspettativa vita di circa 10 anni. Ricostruendo un organo con cellule del ricevente, invece, questo sarà sempre compatibile al 100%: la donna non ha ricevuto farmaci immunosoppressivi e, dopo pochi mesi, la trachea trapiantata non mostrava segni di rigetto e la mucosa rigenerata era indistinguibile da quella delle originali vie aeree. Infatti, le cellule staminali avevano dato origine non solo a un rivestimento epiteliale ma anche alla formazione di neovasi e quindi a una vera "rigenerazione" della mucosa.

[Video che riassume l'intervento, Thoraxeuropea]

Successivi interventi

Dopo di allora, sono stati realizzati altri 6 trapianti di trachea, di cui uno su un bambino che aveva già rigettato le protesi artificiali, e tutti senza utilizzo di bioreattore (l'organo veniva fatto ripopolare direttamente dentro il corpo del paziente).

Un ulteriore intervento è stato un trapianto di trachea e laringe, nell'autunno 2010. La paziente ha ripreso a parlare dopo 11 anni, e incredibilmente ha riacquistato la sua voce invece che quella della donatrice.

Questi risultati però mettono in evidenza il limite delle staminali in chirurgia ricostruttiva: ad oggi siamo in grado di costruire organi completi e funzionanti solo se abbiamo una matrice, quindi le applicazioni cliniche attuali riguardano unicamente tessuto connettivo e epiteliale.

Il primo passo da fare è quello di ridurre la dipendenza dal donatore: la matrice extracellulare dovrebbe essere sintetica, ma non c'è la completa certezza che una base artificiale possa fornire alcune proteine necessarie alla proliferazione.

L'altro traguardo su cui si sta muovendo la ricerca è la costruzione di interi organi senza un supporto esterno, ma la questione è più complessa. 

Rif. [21] [22] [23] [24]