Sindrome del Cuore sinistro ipoplastico cellule staminali tracciano la strada verso trattamenti di successo
Per i bimbi affetti da Sindrome del Cuore Sinistro Ipoplastico si aprono nuove speranze.
Un gruppo di medici del Mayo Clinic Children’s Center, negli Stati Uniti, ha condotto uno studio di fase I su 10 bambini affetti da HLSH inoculando nel cuore di questi fortissimi bimbi le cellule staminali autologhe raccolte dal cordone ombelicale al momento del parto.
“Abbiamo cercato di capire se le cellule staminali autologhe sono in grado di aumentare il volume e la forza del muscolo cardiaco per conferirgli la potenza necessaria a pompare il sangue in tutto il corpo“, afferma Harold Burkhart, chirurgo cardiovascolare pediatrico del Mayo Clinic Children’s Center.
I risultati ottenuti sono stati sorprendenti, la strada è stata tracciato.
Perchè è così importante?
La Sindrome del Cuore Sinistro Ipoplastico o HLHS (acronimo inglese di Hypoplastic Left Heart Syndrome) è uno dei difetti cardiaci più gravi osservati nel neonato.
Ad oggi, rimane per i cardiologi e i cardiochirurghi una delle sfide più ambiziose da affrontare rispetto alla maggior parte delle cardiopatie congenite.
Diagnosticata tramite ecocardiogramma fetale, la HLHS è caratterizzata da un estremo sottosviluppo della parte sinistra del cuore.
In un cuore normale, la parte sinistra costituita da due camerette (atrio e ventricolo) ha il compito di pompare il sangue ricco di ossigeno, proveniente dai polmoni, a tutto il corpo; senza trattamento la HLHS risulta fatale nei primi giorni o addirittura nelle prime ore di vita.
I bimbi affetti da HLHS necessitano di diversi interventi cardiochirurgici, a partire dai primi mesi di vita fino al compimento del quarto anno d’età, mirati alla ricostruzione delle parti non sviluppate del cuore.
Nonostante i passi da gigante fatti da tutta la comunità scientifica e medica per migliorare le metodiche chirurgiche, questi interventi presentano tuttavia ancora una percentuale di non sopravvivenza troppo alta per cui molti genitori decidono di interrompere la gravidanza per non sottoporre il proprio figlio ad un calvario indicibile!
Perchè le cellule staminali staminali da cordone ombelicale?
Sono cellule staminali facilmente reperibili al parto e estremamente efficaci.
Diversi studi hanno dimostrato come, negli adulti, le cellule staminali autologhe del cordone ombelicale migliorano la struttura e la funzione ventricolare dopo infarto del miocardio e dopo un sovraccarico di pressione ventricolare destra.
Questi dati hanno ispirato i medici a testare i benefici delle cellule staminali in bambini affetti da HLHS.
Quali risultati si sono ottenuti dall’utilizzo di cellule staminali da cordone ombelicale?
Tutti i bambini, sottoposti al protocollo sperimentale, hanno superato con successo il trapianto di cellule staminali, dimostrando un miglioramento della funzionalità cardiaca, della crescita somatica e della qualità della vita nei 12 mesi successivi all’operazione.
Timothy Nelson, direttore del Todd and Karen Wanek Family Program per HLHS nel Center for Regenerative Medicine della Mayo Clinic afferma
“Sebbene i risultati chirurgici per il trattamento dell’HLHS siano migliorati, il trapianto cardiaco continua a essere il fattore limitante per troppe persone. Il trapianto di cellule staminali autologhe del cordone ombelicale può offrire una soluzione praticabile e sicura per aiutare questi bambini a sviluppare nuovi tessuti e cuori più forti“.
Le cellule staminali contenute nel sangue e tessuto cordonale stanno tracciando molte strade terapeutiche nel campo della medicina rigenerativa.
Le loro capacità e potenzialità rigenerative e immunomodulatorie riescono ad accellerare i processi di guarigione e aiutare i tessuti a migliorare le loro funzionalità così come dimostrato in questo studio.
Mantenere questo patrimonio biologico a disposizione della famiglia è la miglior tutela per la salute.
Fonti:
- Harold M Burkhart , Muhammad Yasir Qureshi, Joseph W Rossano , Susana Cantero Peral , Patrick W O’Leary, Matthew Hathcock , Walter Kremers , Timothy J Nelson , Wanek HLHS Consortium Clinical Pipeline. Autologous stem cell therapy for hypoplastic left heart syndrome: Safety and feasibility of intraoperative intramyocardial injections. J Thorac Cardiovasc Surg. 2019 Dec;158(6):1614-1623.
- Jonathan Leor , Esther Guetta, Micha S Feinberg, Hanan Galski, Iris Bar, Radka Holbova, Liron Miller, Parvin Zarin, David Castel, Israel M Barbash, Arnon Nagler. Human Umbilical Cord Blood–Derived CD133+ Cells Enhance Function and Repair of the Infarcted Myocardium. Stem Cells. 2006 Mar;24(3):772-80
- Gregory J Bittle , David Morales, Kristopher B Deatrick , Nathaniel Parchment , Progyaparamita Saha , Rachana Mishra , Sudhish Sharma , Nicholas Pietris Alexander Vasilenko , Casey Bor , Chetan Ambastha , Muthukumar Gunasekaran , Deqiang Li , Sunjay Kaushal. Stem Cell Therapy for Hypoplastic Left Heart Syndrome: Mechanism, Clinical Application, and Future Directions. Circ Res. 2018 Jul 6;123(2):288-300.
AUTISMO E CELLULE STAMINALI DA CORDONE OMBELICALE
Un’importante studio che ha coinvolto 25 bambini di età compresa fra 2 e 6 anni trattati con infusione delle proprie cellule staminali da cordone ombelicale conservate al momento della nascita dai genitori presso Biobanche private ha dimostrato come una singola infusione di sangue del cordone ombelicale autologo (proprie cellule staminali) determini miglioramenti significativi nel comportamento sociale e nelle capacità comunicative nei bambini affetti da autismo, sottolineando la sicurezza e l’efficacia di questo tipo di trapianto.
Il disturbo dello spettro autistico (ASD) o autismo è un disturbo dello sviluppo neurologico caratterizzato da (i) difficoltà nella comunicazione sociale, (ii) presenza di comportamenti ripetitivi e stereotipati, (iii) limitazioni negli interessi e nelle attività, con esordio sin dai primi anni di vita [1]. I pazienti con ASD mostrano gruppi molto diversi di disturbi con un’ampia variazione di sintomi dovuta in parte alla sua origine multifattoriale che rende questa patologia un’entità clinica neurogenetica con implicazioni gastrointestinali, immunologiche e metaboliche che iniziano nel grembo materno [2].
Recenti dati hanno messo in evidenza il drammatico aumento del numero di bambini affetti da autismo (crescita del 57% rispetto al 2002) [3], purtroppo però l’esatta eziologia rimane ancora poco chiara. Studi scientifici hanno rivelato che l’autismo può derivare da una complessa combinazione di fattori genetici e ambientali [4] ed è associato a numerosi eventi biochimici, inclusa l’ipoperfusione cerebrale; la disregolazione immunitaria; la ridotta capacità di metilazione; la limitata produzione di glutatione; la disfunzionalità mitocondriale; la disbiosi intestinale e lo stress ossidativo [5]. Inoltre, la fisiopatologia scatenante e i successivi meccanismi di patogenesi non sono stati ancora chiariti. Di conseguenza, identificare trattamenti efficaci per l’autismo è particolarmente difficile.
Il trattamento dell’ASD è variabile e multimodale. È composto da terapie convenzionali, come l’allenamento delle abilità sociali, logopedia, terapia occupazionale nonchè somministrazione di farmaci psicotropi, stimolazione magnetica transcranica e trattamenti alternativi come musicoterapia e terapia comportamentale cognitiva e sociale. Di recente, la terapia con cellule staminali ha mostrato grandi potenzialità nel trattamento dell’autismo grazie alla loro capacità unica di influenzare positivamente il sistema immunitario e il metabolismo, nonché quella di ripristinare cellule e tessuti danneggiati!
In particolare un importante studio di fase I, condotto nel 2017 dai gruppi di ricerca guidati dai Dottori Joanne Kurtzberg e Geraldine Dawson presso il Marcus Center for Cellular Cure e del Duke Center for Autism and Brain Development ha evidenziato come una singola infusione di sangue del cordone ombelicale autologo determini miglioramenti significativi nel comportamento sociale e nelle capacità comunicative nei bambini affetti da autismo, sottolineando la sicurezza e l’efficacia di questo tipo di trapianto [6]
Lo studio ha coinvolto venticinque bambini, di età compresa tra 2 e 6 anni, con una diagnosi confermata di ASD che avevano precedentemente conservato un’unità del proprio sangue del cordone ombelicale. Ogni bambino ha ricevuto un’infusione delle proprie cellule staminali autologhe ed è stato monitorato per 6- 12 mesi dopo il trapianto.
I dati preliminari hanno dimostrato che le infusioni di sangue del cordone ombelicale erano sicure e che circa il 70% dei bambini riscontrava un miglioramento di uno o più sintomi fondamentali dell’autismo. Sono stati inoltre osservati progressi nella comunicazione (scala di comunicazione VABS-3) e nell’attenzione (eye-tracking), un aumento della potenza EEG alfa e beta e miglioramenti nelle scansioni cerebrali EEG e MRI. Inoltre è stato osservato un incremento nell’attenzione del bambino verso le informazioni sociali, nella capacità di osservare e discriminare i volti, che rappresenta un problema comune nei bambini con ASD. È importante e doveroso sottolineare che i bambini con QI non verbale (NVIQ)> 70 hanno mostrato sviluppi più robusti rispetto ai bambini con QI inferiore.
Ulteriori evidenze scientifiche hanno documentato che il trattamento con cellule staminali migliora il flusso di sangue e l’apporto di ossigeno al cervello stimolando la formazione di nuovi vasi sanguigni [7]. Le cellule staminali iniettate stimolano anche la rigenerazione dei tessuti danneggiati, che nel caso dell’autismo provoca il ripristino della sostanza bianca e di conseguenza il miglioramento delle capacità intellettuali [8].
Nell’insieme, questi studi rappresentano un importante punto di partenza per l’uso delle cellule staminali del sangue del cordone ombelicale autologo nel trattamento dei bambini con ASD conclamata. Questi risultati potrebbero potenzialmente cambiare la vita sia dei bambini che delle loro famiglie… come quella della mamma Renee che dopo aver sottoposto il suo piccolo Gage di 5 anni, a cui era stato diagnosticato qualche anno prima l’ASD con assenti capacità verbali, al trattamento con cellule staminali autologhe del tessuto cordonale, per la prima volta ha sentito pronunciare quelle parole che hanno riacceso in lei (e in noi tutti) la speranza: “Ti amo così tanto mamma” [9].
- Toro R, Konyukh M, Delorme R, Leblond C, Chaste P, Fauchereau F, Coleman M, Leboyer M, Gillberg C, Bourgeron T. Key role for gene dosage and synaptic homeostasis in autism spectrum disorders. Trends Genet. 2010;26(8):363–372. doi: 10.1016/j.tig.2010.05.007
- Dario Siniscalco, Suresh Kannan, Neomar Semprún-Hernández, Adrien A Eshraghi, Anna Lisa Brigida, and Nicola Antonucci. Stem cell therapy in autism: recent insights. Stem Cells Cloning. 2018; 11: 55–67. doi: 10.2147/SCCAA.S155410
- Mitka M. Rising autism rates still pose a mystery. JAMA. 2010;303(7):602. doi: 10.1001/jama.2010.113
- Persico AM, Bourgeron T. Searching for ways out of the autism maze: genetic, epigenetic and environmental clues. Trends Neurosci. 2006;29(7):349–358. doi: 10.1016/j.tins.2006.05.010.
- Bradstreet JJ, Smith S, Baral M, Rossignol DA. Biomarker-guided interventions of clinically relevant conditions associated with autism spectrum disorders and attention deficit hyperactivity disorder. Altern Med Rev. 2010;15(1):15–3
- Geraldine Dawson, Jessica M. Sun,corresponding author Katherine S. Davlantis, Michael Murias, Lauren Franz, Jesse Troy, Ryan Simmons, Maura Sabatos‐DeVito, Rebecca Durham, and Joanne Kurtzberg. Autologous Cord Blood Infusions Are Safe and Feasible in Young Children with Autism Spectrum Disorder: Results of a Single‐Center Phase I Open‐Label Trial. Stem Cells Transl Med. 2017 May; 6(5): 1332–1339. doi: 10.1002/sctm.16-0474
- Jianying Chen, Zhenjun Liu, Mian Ming Hong, Hongzhe Zhang, Can Chen, Mengyuan Xiao, Junxian Wang, Feng Yao, Mingchuan Ba, Jinghu Liu, Zi-Kuan Guo, and Jixin Zhong, Proangiogenic Compositions of Microvesicles Derived from Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells. PLoS One. 2014; 9(12): e115316. doi: 10.1371/journal.pone.0115316
- Kimberly L H Carpenter, Samantha Major, Catherine Tallman , Lyon W Chen , Lauren Franz , Jessica Sun , Joanne Kurtzberg , Allen Song , Geraldine Dawson. Epub 2019 Jan 8.White Matter Tract Changes Associated with Clinical Improvement in an Open-Label Trial Assessing Autologous Umbilical Cord Blood for Treatment of Young Children with Autism. Stem Cells Transl Med. 2019 Feb; 8(2): 138–147. doi: 10.1002/sctm.18-0251
- https://parentsguidecordblood.org/en/news/how-cord-tissue-changed-my-sons-life
COVID-19 e la cura con le cellule staminali
COVID-19 è la parola che certamente non verrà dimenticata da tutti coloro che hanno vissuto nella prima metà del ventunesimo secolo.
La malattia da coronavirus 2019, nota come COVID-19, è il risultato di un’infezione delle vie respiratorie da coronavirus (SARS-CoV-2).
I coronavirus (CoV) appartengono ad una vasta famiglia; all’interno di essa i più noti sono la sindrome respiratoria mediorientale (MERS-CoV) e la sindrome respiratoria acuta grave (SARS-CoV).
SARS-CoV-2, è un nuovo ceppo di coronavirus che non è stato identificato nell’uomo fino alla fine di dicembre del 2019. [1].
Il COVID-19 ha portato molti ricercatori provenienti da diversi campi biomedici a trovare soluzioni o trattamenti per gestire la pandemia. Tuttavia, ad oggi non è stato individuato alcun trattamento standard per questa malattia.
Sicuramente, prevenire la forma grave di infezione respiratoria acuta da COVID-19 può essere utile per migliorare l’approccio terapeutico e ridurre il tasso di mortalità. A tale scopo, è stata proposta una terapia di tipo immunomodulatorio basata sull’impiego delle cellule staminali mesenchimali (MSC).
Numerosi studi hanno dimostrato che dopo il trapianto endovenoso di MSC, una significativa popolazione di cellule si accumula nel polmone e grazie al loro effetto immunomodulatore possono proteggere le cellule epiteliali alveolari, recuperare il microambiente, prevenire la fibrosi e curare la disfunzione polmonare [ 2].
Molteplici sono i vantaggi nell’utilizzo della terapia con MSC rispetto ad altri trattamenti [ 3,4]:
I) Sono facilmente accessibili e possono essere isolate da vari tessuti come il midollo osseo, tessuti adiposi, polpa dentale, sangue mestruale, il cuscinetto adiposo buccale ma la fonte più ricca di MSC è sicuramente il cordone ombelicale (UC-MSCs), specialmente la gelatina di Wharton in esso contenuta.
II) Considerando il COVID-19 una malattia sistemica, sono necessarie milioni di cellule per il suo trattamento. UC-MSCs grazie alla loro velocità di duplicazione rappresento lo strumento più efficace per tale scopo.
III) Le UC-MSCs vengono estratte in maniera assolutamente non invasiva a differenza di quanto accade per le MSC del midollo spinale o tessuto adiposo
IV) A differenza delle cellule staminali embrionali, le UC-MSCs vengono generalmente considerate come rifiuti biologici a discapito del loro preziosissimo valore
V) Le MSC possono essere conservate per un uso terapeutico ripetitivo
VI) Le prove cliniche di MSC finora non hanno mostrato reazioni avverse
VII) La sicurezza e l’efficacia delle MSC sono state documentate da numerosi studi clinici
Uno studio recente ha portato alla luce gli effetti benefici delle MSC su una paziente di 65 anni diagnosticata in condizioni critiche con COVID-19. I risultati hanno suggerito che le cellule staminali mesenchimali del cordone ombelicale potrebbero essere un’opzione di trattamento ideale da sole o in combinazione con altre terapie per pazienti con COVID-19 acuti [5].
Un altro studio pubblicato in Cina e in collaborazione con gli Stati Uniti, ha preso in esame i parametri clinici pre e post-trattamento con cellule staminali mesenchiamali di 7 pazienti con polmonite COVID-19 dell’ospedale YouAn di Pechino. I risultati hanno mostrato che i sintomi clinici di tutti i pazienti sono migliorati significativamente 2 giorni dopo il trapianto di cellule staminali [6]
Le proprietà immunomodulatorie e antinfiammatorie delle MSC nel trattamento delle malattie respiratorie sono state validate in 17 studi clinici completati, e più di 70 studi sono stati registrati al riguardo ( https://clinicaltrials.gov ). La terapia con cellule staminali mesenchiamali nei pazienti affetti da COVID-19 è stata confermata anche in altri studi condotti in Cina, Stati Uniti d’America, Giordania e Iran [7,8].
Considerati gli effetti negativi sul settore sanitario ed economico che la pandemia da COVID-19 ha causato, i ricercatori hanno messo in relazione tali drammatiche conseguenze con altre precedenti infezioni virali analogamente pericolose.
Recentemente infatti, è stato consigliato l’uso delle cellule staminali mesenchimali nel trattamento clinico dell’Infezione umana da virus dell’influenza aviaria A (H7N9).
È stato notato che il trapianto di MSC ha significativamente ridotto la mortalità del gruppo sperimentale, rispetto al gruppo di controllo (il 17,6% è deceduto nel gruppo sperimentale mentre il 54,5% è deceduto nel gruppo di controllo). Inoltre, il trapianto di MSC non ha comportato effetti dannosi nei pazienti trattati.
Collettivamente, questi risultati suggeriscono che le MSC migliorano significativamente il tasso di sopravvivenza delle persone affette da tale infezione. Poiché H7N9 e il COVID-19 condividono complicanze simili la terapia a base di MSC può rappresentare una valida alternativa per il trattamento di COVID-19. [9].
- Woo, P. C. Y., Wang, M., Lau, S. K. P., Xu, H., Poon, R. W. S., Guo, R., … Yuen, K. -y. (2007). Comparative analysis of twelve genomes of three novel group 2c and group 2d coronaviruses reveals unique group and subgroup features. Journal of Virology, 81(4), 1574–1585. 10.1128/jvi.02182-06
- Leng, Z., Zhu, R., Hou, W., Feng, Y., Yang, Y., Han, Q., … Zhao, R. C. (2020). Transplantation of ACE2- Mesenchymal stem cells improves the outcome of patients with COVID-19 pneumonia. Aging and Disease, 11(2), 216. 10.14336/ad.2020.0228
- Golchin A, Farahany TZ, Khojasteh A, Soleimanifar F, Ardeshirylajimi A. The clinical trials of Mesenchymal stem cell therapy in skin diseases: An update and concise review. Current Stem Cell Research & Therapy. 2018;14(1):22–33. doi: 10.2174/1574888×13666180913123424.
- Arutyunyan I, Elchaninov A, Makarov A, Fatkhudinov T. Umbilical Cord as Prospective Source for Mesenchymal Stem Cell-Based Therapy. Stem Cells Int 2016; 2016:6901286; Weiss ML, Trover DL. Stem cells in the umbilical cord. Stem Cell Rev 2006; 2:155.162
- Bing Liang, Junhui Chen, Tao Li, Haiying Wu, Wenjie Yang, Yanjiao Li, J., Li, Congtao Yu, Fangang Nie, Zhaoxia Ma, Mingxi Yang, Panrong Nie, Y. G., & Chuanyun Qian, M. H. (2020). Clinical remission of a critically ill COVID-19 patient treated by human umbilical cord. chinaXiv, 10.12074/202002.00084.
- Leng, Z., Zhu, R., Hou, W., Feng, Y., Yang, Y., Han, Q., … Zhao, R. C. (2020). Transplantation of ACE2- Mesenchymal stem cells improves the outcome of patients with COVID-19 pneumonia. Aging and Disease, 11(2), 216. 10.14336/ad.2020.0228
- Ali Golchin1 & Ehsan Seyedjafari2 & Abdolreza Ardeshirylajimi, Mesenchymal Stem Cell Therapy for COVID-19: Present or Future, Stem Cell Reviews and Reports https://doi.org/10.1007/s12015-020-09973-w
- Atluri S1, Manchikanti L2, Hirsch JA3, Expanded Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells (UC-MSCs) as a Therapeutic Strategy in Managing Critically Ill COVID-19 Patients: The Case for Compassionate Use, Pain Physician. 2020 Mar;23(2):E71-E83
- Chen, J., Hu, C., Chen, L., Tang, L., Zhu, Y., Xu, X., et al. (2020). Clinical study of Mesenchymal stem cell treatment for acute respiratory distress syndrome induced by Epidemic Influenza A (H7N9) infection: A hint for COVID-19 treatment. Engineering. https://doi. org/10.1016/j.eng.2020.02.006.
Direttore Generale della Biobanca InScientiaFides e Presidente della Fondazione InScientiaFides
