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IL TRAPIANTO DI CELLULE STAMINALI

EMOPOIETICHE NEI TUMORI SOLIDI

DEL BAMBINO

 

La somministrazione di farmaci antiblastici a dosi mieloablative, seguita dalla infusione di cellule staminali emopoietiche (CSE) autologhe (autoTCSE), é una pratica ormai consolidata nel trattamento dei tumori solidi del bambino. Questa strategia terapeutica ha reso possibile incrementare il numero di guarigioni in tumori particolarmente aggressivi o refrattari alle chemioterapie convenzionali.

Alla fine degli anni 80 la possibilità di guarire per bambini afflitti da patologie come il neuroblastoma o i sarcomi ad lato rischio, così detti perché si presentavano già alla diagnosi con metastasi disseminate, non superava il 5-10%.

In quegli anni, per questi nostri piccoli pazienti il ricorso al trapianto, ancorché autologo, era riservato a quei casi di cui si diceva: “non c’è più niente da fare, rimane il trapianto”. L’unica fonte di cellule staminali era il midollo osseo, non c’erano i fattori di crescita emopoietici, l’armamentario farmacologico era molto meno efficace e la degenza media in Unità Trapianto frequentemente superava i 2 mesi. Inoltre, il numero di bambini che guarivano era veramente basso.

Nel corso degli ultimi 20 anni, lo sviluppo di sempre maggiori competenze specialistiche, l’attivazione di programmi di ricerca clinica e biologica, hanno permesso di ridurre drasticamente il rischio comportato da questo intervento, consentito l’inserimento del trapianto autologo nei protocolli di prima linea e, di conseguenza, aumentare enormemente la possibilità di guarigione, offrendo così una consistente possibilità di guarire anche a quei bambini per i quali una volta si pronunciava la sempre “aborrita” frase: “non c’è più niente da fare”.

Al momento attuale, le percentuali di guarigione tra i nostri pazienti dopo trapianto autologo sono: 40% in caso di neuroblastoma, 55% in caso di tumori dell’osso, 45% in caso di tumori dei tessuti molli, 60% in caso di tumori cerebrali, 70% in caso di tumori del rene

Nonostante questi risultati, una parte significativa di bambini affetti da neuroblastoma (NB), sarcomi delle parti molli (SPM) e sarcoma di Ewing (SE) metastatici alla diagnosi, recidiva precocemente e, in assenza di terapie di recupero efficaci, progredisce rapidamente verso un esito fatale. In questi pazienti la possibilità di essere vivi a 2 anni dall’ultimo evento registrato è pari a zero.

 

Trapianto Allogenico

A partire dalla metà degli anni ’50, incominciò ad emergere come gran parte dell’effetto antineoplastico del trapianto di CSE allogenico (TCSEa) fosse legato non tanto alla chemioterapia, quanto ad un effetto di reazione delle CSE del donatore verso i vari organi ed apparati del paziente (Graft versus Host Disease o GvHD) e, ovviamente, verso le cellule tumorali (Graft versus Tumor o GvT). Graft versus Tumor (GvT). Venne ipotizzato che queste attività fossero esercitate dai linfociti del donatore e che fossero indipendenti dai trattamenti chemioterapici somministrati. Ben presto fu chiaro che i pazienti che andavano incontro al fenomeno della GvHD, acuta o cronica, presentavano meno recidive post-trapianto rispetto a coloro che non la sviluppavano.

Per l’entità degli effetti che la GvHD determina a carico di organi ed apparati, essa costituisce uno dei principali fattori che contribuiscono alla mortalità trapianto correlata (TRM), con percentuali di incidenza variabili a seconda delle condizioni cliniche del paziente, del tipo di donatore, della disparità per gli antigeni HLA tra donatore e ricevente, dell’intensità del regime di condizionamento.

GvHD e GvT, sono legate a differenze nell’ambito degli antigeni del sistema HLA (Human Leukocyte Antigen), per quanto concerne sia le molecole di classe I (HLA-A, B, C), presenti su tutte le cellule nucleate dell’organismo, sia quelle di classe II (HLA-DP, DQ, DR), espresse solo da alcuni tipi cellulari, tra cui le cellule dendritiche, i linfociti B ed i macrofagi.

Le molecole del sistema HLA sono essenziali nell’attivazione e nella presentazione degli antigeni ai linfociti T, in particolare quelle di classe I per i linfociti T CD8+ e quelle di classe II per i CD4+.

Tali antigeni possono peraltro essere anche espressi su cellule maligne del ricevente, divenendo quindi bersaglio della reazione GvT.

Numerosi studi pre-clinici e clinici, suggeriscono l’esistenza di un effetto GvT dopo TCSEa in alcuni tumori solidi dell’adulto (carcinoma mammario, carcinoma renale e melanoma) e del bambino (neuroblastoma e sarcoma di Ewing).

Tuttavia, l’intensità dei regimi di condizionamento convenzionali somministrati prima del TCSEa si accompagna a numerosi ed importanti effetti collaterali, pertanto, TCSEa standard, quando anche fosse provato essere efficace, non è considerata attuabile in tutti i pazienti, particolarmente in quelli in cui in condizioni cliniche sono scadute o meno che ottimali.

 

Trapianto allogenico non mieloablativo

Allo scopo di ampliare il numero di pazienti che possano beneficiare di un TCSEa, anche nell’ambito dei soggetti affetti da tumore solido, e di potenziare l’effetto GvT, è nato il concetto di trapianto non mieloablativo (Non-myeloablative Stem Cell Transplantation – NST), così definito in quanto preceduto da un regime di condizionamento immunosoppressivo ma non mieloablativo.

Il NST nasce con l’obiettivo di creare una procedura in grado di garantire l’attecchimento delle CSE allogeniche, sfruttare l’effetto GvT, riducendo nel contempo i rischi legati al trapianto stesso.

Scopo del NST è sostanzialmente quello di indurre uno stato di tolleranza immunologica del donatore verso l’ospite, mediante l’introduzione delle cellule staminali emopoietiche in un organismo immunocompromesso e, una volta instaurata la tolleranza, di sfruttare l’effetto GvT esercitato dai linfociti del donatore, immessi insieme al trapianto o, successivamente.

Tolleranza immunologica

La tolleranza ai propri antigeni esercitata dai linfociti T circolanti, rappresenta una caratteristica fondamentale del sistema immunitario normale. Accanto al ruolo ben documentato dei linfociti T, anche le cellule Natural Killer, specifico gruppo di linfociti, possono rivestire importanza nell’induzione della GvT.

Gli NK sono attivati da:

1-      cellule rivestite da anticorpi; tale legame è dovuto alla presenza del recettore CD16 alla superficie della cellula Natural Killer, che interagisce con il frammento Fc delle Immunoglobuline IgG1 e IgG3 legate alle cellule bersaglio;

2-      cellule infettate da virus o da batteri intracellulari;

3-      cellule con assente o anomala espressione di molecole HLA di classe I.

Quest’ultimo dato è particolarmente rilevante nel caso del neuroblastoma, che si caratterizza proprio per l’assenza di molecole HLA alla superficie della cellula tumorale. La mancata espressione del corretto ligando sulle cellule allogeniche mis-matched scatena l’alloreattività NK.

In questo modo, i vantaggi del NST diventano:

1-     bassa mortalità trapianto-correlata, legata alla ridotta intensità del regime di condizionamento;

2-     azione antitumorale basata prevalentemente sull’effetto GvT, senza la necessità di terapie di preparazione ad alte dosi, con rapido recupero immunologico e ridotto rischio infettivo;

3-     utilizzo dell’effetto GvM per “creare spazio”, senza la necessità di regimi mieloablativi;

4-     minimizzazione della GvHD.

Regimi di condizionamento non mieloablativi

Si tratta di regimi di condizionamento meno tossici, non mieloablativi, dotati comunque di attività antineoplastica. Elemento condizionante di tutta la procedura deve essere comunque una importante terapia immunosoppressiva, ottenuta sia attraverso la somministrazione di farmaci antiblastici, sia attraverso la somministrazione di farmaci ad attività immunosoppresiva come la Ciclosporina A (CSA), il Mofetil Micofenolato e il Methotrexate (MTX).

Il Melphalan ed il Thiotepa sono sicuramente i farmaci antiblastici che più sembrano indicati in questo tipo di approccio, sia perché dotati di potente attività immunosoppressiva (Thiotepa) sia perché dotati di attività antineoplastica in molti dei tumori solidi quali il NB, il SE ed i SPM (Thiotepa, Melphalan).

Neuroblastoma

Il NB costituisce il più frequente tumore solido dell’infanzia dopo i tumori cerebrali e si presenta alla diagnosi in forma metastatica in circa i due terzi dei pazienti. Agli inizi degli anni ‘70, la sopravvivenza (SUR) a due anni, dalla diagnosi in pazienti di età superiore ad 1 anno, affetti da NB metastatico all’esordio e trattati con chemioterapia convenzionale, era inferiore al 10%. L’incremento scalare delle dosi di farmaci e l’impiego della megaterapia seguita da autoTCSE, ha consentito di portare la SUR a 2 e 5 anni rispettivamente a 52% e 40%.

Dall'analisi dei dati dell'Eropean Blood and Marrow Group (EBMT), scaturisce che, nel NB, circa il 50% delle recidive di malattia si realizza entro i primi 12 mesi dal trapianto, coinvolgendo anche quei pazienti in remissione completa clinica e strumentale al momento del trapianto, e che soltanto l’80% dei pazienti vivi a 4 anni dal trapianto sono sopravviventi a 10 anni dal trapianto, chiara espressione del verificarsi di recidive tardive post trapianto. In summa la prognosi a lungo termine di questi pazienti, sia pure migliorata negli ultimi 10-15 anni, rimane molto povera.

Questa consapevolezza ha portato gli studiosi alla ricerca di strategie terapeutiche innovative che potessero migliorare la prognosi dei pazienti affetti da NB.

In questo contesto si collocano sia gli studi tesi a dimostrare l’esistenza di una GvT, sia la ricerca di strategie che attraverso la stimolazione della GvT potessero determinare il consolidamento ed il mantenimento della remissione ottenuta dopo trapianto.

I risultati ottenuti con il TCSEa hanno effettivamente permesso di ipotizzare un effetto GvT nei confronti del NB. Questi risultati però, causa la elevata tossicità a breve e medio termine del trapianto allogenico, non si sono tradotti in un miglioramento della prognosi.

Studi biologici effettuati su pazienti trattati con Interleuchina-2 (IL-2) post trapianto hanno dimostrato che esiste la possibilità di stimolare una GvT anche dopo trapianto autologo, con l’ipotesi di un effetto GvT nel NB, e questo è sufficiente ad autorizzare un tentativo terapeutico, correttamente condotto dal punto di vista metodologico, di stimolare e mantenere in maniera indefinita una GvT in vivo, proprio mediante il TCSEa.

Sarcomi delle parti molli e Sarcoma di Ewing

Nonostante i buoni risultati raggiunti dalle più recenti generazioni di protocolli terapeutici, grazie soprattutto alla maggiore intensità di una terapia articolata e multimodale, la prognosi a lungo termine dei SPM e del SE che presentano metastasi alla diagnosi rimane estremamente povera, con percentuali di sopravvivenza a 5 anni dall’autoTCSE inferiori al 40%.

Inoltre la scarsità di regimi di salvataggio rende estremamente problematico il trattamento di quei pazienti che presentano malattia resistente o che recidivano nonostante l’intensiva terapia applicata ed anche in questi casi appare importante esplorare nuove forme di terapie quali il TCSEa  

Anche in queste patologie studi in vitro ed in vivo hanno dimostrato l’effetto antitumorale del sistema immunitario (linfociti T citotossici, cellule NK e cellule dendritiche) prelevate dal paziente e manipolate ex-vivo. Queste evidenze, in combinazione con la dimostrazione dell’effetto antitumorale esercitato dai linfociti del donatore nel contesto del trapianto, indicano la possibilità di avviare al TCSEa anche pazienti con SPM e SE ad altissimo rischio e/o refrattari.

In considerazione di questi risultati, nell’ambito dell’Associazione Italiana di Oncologia ed Ematologia Pediatrica (AIEOP), sono stati prodotti ed approvati due studi clinici di fase I-II di cui L’Oncologia ed Ematologia Pediatrica “Lalla Seràgnoli” dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna, Policlinico S. Orsola-Malpighi è Coordinatore a livello nazionale, che prendono in considerazione il trapianto allogenico da donatore familiare o non familiare HLA compatibile, in pazienti pediatrici affetti da Neuroblastoma, SPM e SE, resistente o refrattaria. Tali studi, approvati dal Comitato Etico dell’Ospedale S. Orsola Malpighi e registrati presso il sito ClinicalTrial.gov dell’FDA nord americana sono attivi ed hanno iniziato ad arruolare pazienti dal Novembre del 2005 per il NB che ha già arruolato 26 pazienti e dal Giugno del 2009 per i SPM ed il SE che ha arruolato 12 pazienti su tutto il territorio nazionale.

I risultati preliminari .di questi studi sono estremamente incoraggiati e testimoniano la bontà del progetto sperimentale che sta alla base e delle intuizioni scientifiche dei ricercatori.

 

Ma non finisce qui. Non finisce qui perché nonostante il grande numero di donatori volontari ormai presenti nei Registri mondiali, vi è una quota di pazienti che non riesce a reperire un donatore o comunque non lo trova disponibile al momento giusto.

Per questi pazienti vi è la possibilità di usufruire comunque di un trapianto allogenico utilizzando quale donatore un familiare, anche HLA non compatibile.

Esistono tutta una serie di studi scientifici che dimostrano come le cellule staminali emopoietiche, opportunamente manipolate, provenienti da un donatore familiare non HLA identico (aploidentico), contengono al loro interno popolazioni cellulari in grado di scoprire ed eliminare cellule di Neuroblastoma e di sarcomi. Queste cellule sono le cellule NK a cui si faceva cenno in altra parte dell’articolo e che sono in grado in particolari condizioni di esercitare una vera e propria azione di killer aggio delle cellule neoplastiche.

Presso la nostra struttura, dal Gennaio del 2010 è stato attivato un programma di trapianto aploidentico, destinato proprio a quei pazienti che non riescono a reperire un donatore HLA compatibile in tempi utili oppure che sono afflitti da patologia particolarmente grave, resistente o plurirecidivata, la cui gravità non consente di attendere il reperimento di un donatore e la cui possibilità di cura e, quindi, di guarigione è minima ma non nulla.

Si tratta ovviamente di procedure trapiantologiche la cui attuazione richiede tecnologie, competenze, conoscenze e strutture adeguate dove poter essere effettuate.

Tali strutture non sono e non possono essere soltanto rappresentate da stanze di degenza: Necessitano anche di laboratori di ricerca adeguatamente attrezzati e rispondenti alle vigenti norme. Sono questi Laboratori che ci consentono di poter eseguire quelle attività che hanno portato i nostri programmi di assistenza e cura dei tumori solidi del bambino a passare, nell’arco di 20 anni, dal “semplice” trapianto autologo di CSE al Trapianto Aploidentico di Cellule Staminali Emopoietiche selezionate e T-depletate.

La felice combinazione di queste condizioni è stata realizzata presso il Reparto di Oncologia ed Ematologia Pediatrica “Lalla Seràgnoli”.

Presso la nostra struttura grazie alla generosità dell’Associazione Genitori Ematologia ed Oncologia Pediatrica (A.G.E.O.P. Ricerca), nel 2006 è stato possibile realizzare un’Unità Trapianto che risponde ai più avanzati criteri di efficienza e modernità in ambito sanitario. Inoltre la sua progettazione e la successiva realizzazione hanno tenuto nel dovuto conto le esigenze dei nostri piccoli pazienti e dei loro genitori.

Al momento attuale l’Unità Trapianto della nostra struttura è composta di 6 spaziose camere singole, ciascuna dotata di bagno. L’intera struttura è condizionata con aria ultra filtrata che garantisce l’isolamento dagli agenti esterni. La sicurezza e l’integrità dei pazienti è garantita e monitorata 24 ore al giorno.

Ogni camera è dotata di: letto per il genitore che può/deve assistere il paziente 24 ore su 24; televisore con lettore DVD; monitor toutch screen che consente il collegamento ad internet, la visualizzazione di alcuni ulteriori canali televisivi di intrattenimento ed il collegamento telematico ad alcune sezioni di scuola tramite un sistema audio/video wireless.

A disposizione dei genitori vi è poi un’area comune costituita da: ambiente cucina comune completamente arredato e provvista di tutti gli elettrodomestici utili e necessari; sala comune per attività da svolgere quando non si è in assistenza al proprio figlio; area palestra.

C’è ancora molto da fare, è vero, ma grazie a quanto è stato già fatto oggi possiamo dire di poter offrire una possibilità di cura a tutti i nostri bambini.

Forse non li guariremo tutti, ma di sicuro ci proveremo.

 

Dott. Arcangelo Prete

Prof. Andrea Pession

Oncologia ed Ematologia Pediatrica “Lalla Seràgnoli”

Clinica Pediatrica Università di Bologna

Policlinico S.Orsola Malpighi

Tel. 051.391026

 

Figura 1: Modulazione della terapia immunosoppressiva in base al chimerismo emopoietico.