Le cellule staminali del cordone una fonte preziosa per la produzione di cellule immunitarie anticancro
Abbiamo trattato più di una volta su questo Blog, l’argomento relativo ai futuri diversi utilizzi del sangue cordonale. L’articolo che segue è forse più tecnico di altri e, pertanto, ci è sembrato utile inserire delle spiegazioni (in corsivo) per facilitare la lettura di questo interessante studio pubblicato a maggio sull’affidabile rivista scientifica Cytotherapy.
Il sangue cordonale è una ricca fonte di cellule
staminali ematopoietiche. (CSE) che possono dare origine ad un elevato numero di cellule terapeutiche con una potente attività
immunomodulatoria (e cioè regola l’attività del sistema immunitario).
Infatti dalle CSE originano diversi tipi di cellule che appartengono a due gruppi ben distinti: il compartimento mieloide (da cui originano i globuli rossi, le piastrine e i macrofagi) e il compartimento linfoide (da cui originano i linfociti T, B e le cellule natural killer).Recentemente si è iniziato a considerare di sfruttare le caratteristiche di difesa del sistema immunitario per combattere diverse forme di cancro. L’immunoterapia infatti si unisce alla chirurgia, alla radioterapia e alla chemioterapia quale importante opzione terapeutica per i pazienti oncologici.
L’immunoterapia funziona stimolando le cellule del sistema immunitario a combattere il tumore. Anche se non tutti i pazienti rispondono all’immunoterapia, vari studi evidenziano una riduzione della massa tumorale di lunga durata e un aumento della sopravvivenza, che possono essere superiori a quanto generalmente osservato con la chemioterapia quando questa risulta efficace.
Foto : http://research.peds.wustl.edu
La maggior parte delle immunoterapie oncologiche agisce specificamente sui linfociti, modificandone o influenzandone la funzione nel sistema immunitario. I linfociti si distinguono in tre sottopopolazioni: le cellule T (T killer, T helper, di memoria e regolatorie, o soppressorie), le cellule B, che producono gli anticorpi, e le cellule natural killer (NK), che sono meno numerose delle cellule T killer e non così specifiche. Altri immunoterapici invece hanno come target le cellule che presentano l’antigene (antigen-presenting cells, APC), che, dal loro stesso nome, agiscono esponendo sulla superficie gli antigeni, cioè sostanze estranee, batteri, virus o componenti alterati della cellula, in grado di scatenare una risposta del sistema immunitario.
Tradizionalmente le cellule del sistema immunitario vengono isolate dal sangue periferico (dove sono presenti in piccole quantità) e infuse nel paziente dopo essere state brevemente attivate o espanse in laboratorio. Tuttavia non sempre è possibile ottenere delle quantità ottimali ed è quindi necessario ricorrere ad altre risorse, come ad esempio cellule provenienti da donatori con HLA identico.
Una possibile alternativa è l’utilizzo di cellule staminali ematopoietiche, che possono essere differenziate con appositi protocolli nei diversi sottotipi cellulari richiesti e contemporaneamente possono essere ampliate in laboratorio prima di essere infuse nel paziente. Diverse fonti di cellule staminali ematopoietiche sono state impiegate per valutare la produzione e l’efficacia delle cellule prodotte, tra cui il sangue cordonale.
l suo utilizzo come fonte primaria ha diversi vantaggi: può essere raccolto in modo non invasivo, necessita di una minore compatibilità di HLA ed è reperibile in larga scala grazie alla presenza di numerose biobanche. Numerosi protocolli sono allo studio per produrre questi tipi di derivati cellulari (cellule Natural Killer, NK; cellule dendritiche, DC; linfociti-T) in condizioni GMP (good manufacturing practice) tali da poter essere direttamente utilizzate in clinica.
Cellule NK (Natural Killer)
Le cellule NK sono un particolare tipo di cellule del sistema immunitario innato, capaci di riconoscere la presenza di cellule difettose o estranee all’organismo e di provocarne la lisi (cioè la distruzione della cellula) tramite la secrezione di particolari enzimi. Diversi studi indicano che le cellule NK sono capaci di uccidere le cellule cancerogene, in particolare è stato riportato per le malattie maligne del sangue, come nel caso della leucemia mieloide acuta. Tuttavia questo tipo di terapia potrebbe essere potenzialmente efficace anche in alcuni tipi di tumori solidi, come il neuroblastoma, il carcinoma epatocellulare, il cancro al seno e il melanoma.
Per rendere efficaci le cellule NK derivate da sangue cordonale sono stati messi a punto protocolli che richiedono sia l’espansione che l’attivazione cellulare. I risultati ottenuti sono molto promettenti, infatti è possibile ottenere espansioni fino a mille volte superiori alla quantità iniziale e le cellule così prodotte hanno dimostrato la loro attività anticancro in test in laboratorio sia utilizzando colture cellulari che animali da esperimento. Grazie a questi risultati sono stati attivate delle sperimentazioni cliniche (NCT01619761, NCT02280525, NCT01729091) che potrebbero portare ad un nuovo sviluppo dell’utilizzo delle cellule staminali del cordone.
Cellule dendritiche
Le cellule dendritiche (cellule DC) sono specializzate nel catturare, processare e presentare gli antigeni ai linfociti T, giocando un ruolo fondamentale nello sviluppo della risposta immunitaria. Nel trattamento del cancro, ilvaccino con le cellule dendritiche mira alla produzione di linfociti T specifici anticancro e alla formazione della memoria immunologica per prevenire possibili ricadute. Anche in questo caso sono allo studio numerosi protocolli per permettere un’adeguata espansione di questo tipo cellulare a partire dal sangue cordonale. Tuttavia la traslazione a livello clinico richiede ancora diversi studi per determinare la dose ottimale per il vaccino e la finestra terapeutica per ottenere l’efficacia del trattamento.
Cellule T
Grazie allo stato “primitivo” delle cellule T (linfociti che non hanno ancora incontrato un’antigene) che si possono isolare dal sangue cordonale, è possibile manipolarle in modo da renderle reattive per il riconoscimento di virus o antigeni associati al cancro. Queste cellule possono quindi essere espanse in laboratorio e poi re-infuse nei pazienti. Tuttavia i linfociti T sono anche la causa della malattia da rigetto e possono creare gravi problemi di tossicità ai pazienti, per questi motivi oltre alla loro efficacia anti tumorale, sono allo studio protocolli di sicurezza che ne mantengano l’efficacia terapeutica.
Questi studi indicano quindi che potrebbero esserci nuovi utilizzi del sangue cordonale, per esempio per la produzione di cellule NK o linfociti T da utilizzare come possibile trattamento aggiuntivo per diversi tipi di cancro. Considerato che molti studi sono improntati alla ricerca di un metodo efficace per l’espansione delle cellule staminali ematopoietiche dal sangue cordonale, si puo’ ipotizzare che sarà possibile produrre dalla stessa dose non solo quantità adeguate per il trapianto di CSE, ma anche altri tipi di cellule come i linfociti T, le cellule NK o cellule DC (per generare vaccini)
Ovviamente sarà innanzitutto necessario valutare la sicurezza di queste terapie e la loro fattibilità in termini di costi e produzione altamente controllata dei prodotti cellulari, ma potrebbe comunque aprirsi un nuovo scenario per l’utilizzo del sangue cordonale.
Cany J, Dolstra H, Shah N. Umbilical cord blood-derived cellular products for cancer immunotherapy. Cytotherapy. 2015 Jun;17(6):739-748.
