Il Trapianto di Cellule Staminali Emopoietiche Corso di Laurea Specialistica in Biotecnologie...

Il Trapianto di Cellule Il Trapianto di Cellule Staminali EmopoieticheStaminali Emopoietiche

Corso di Laurea Specialistica in Biotecnologie Mediche Molecolari Corso di Laurea Specialistica in Biotecnologie Mediche Molecolari e Cellulari e Cellulari A.A. 2013/2014

Università degli Studi di Roma“Sapienza”Dipartimento di Biotecnologie Cellulari ed Ematologia

IntroduzionIntroduzioneeIl Trapianto di Cellule Staminali Emopoietiche (TCSE) consiste nell’infusione di CSE normali al fine di sostituire un sistema emopoietico anormale

Il TCSE offre l’opportunità di controllo a lungo termine di patologie maligne e non-maligne quali:

Neoplasie

Disordini acquisiti e congeniti del sistema emopoietico

Alle CSE presenti nel midollo osseo (BM), nel sangue venoso periferico (PB) e di cordone ombelicale (UCB) si deve il ripristino della cellularità midollare e la funzione emolinfopoietica dopo un trattamento citotossico mieloaplastizzante

ImmunodeficienzeImmunodeficienze

Aplasie midollariAplasie midollari

Non-EmatologicheNon-Ematologiche

EmatologicheEmatologiche

Le prime evidenze del ruolo delle CSE nella sfera trapiantologica risalgono alla fine della II Guerra Mondiale a seguito dell’esplosione della bomba atomicaStudio Modelli MuriniStudio Modelli Murini:

1949: Recupero aplasia midollare in topi irradiati letalmente attraverso la protezione della milza

1951: L’iniezione di cellule spleniche o midollari consentiva la sopravvivenza di topi irradiati letalmente

Recupero Recupero funzione funzione

emopoieticaemopoieticaSopravvivenzaSopravvivenza

DonatoreDonatore

RicevenRiceventete

Cenni Cenni storicistorici

1. Dose sovramassimale di terapia mieloaplastizzante

RiceventeRicevente

2. Infusione di CSE

RiceventeRicevente3. Recupero funzione emopoietica compromessa dalla terapia mieloaplastizzante

4. Controllo a lungo termine e/oEradicazione patologia

Principio del TCSEPrincipio del TCSE

Effetto Dose-Risposta: Aumento della risposta alla terapia proporzionale all’incremento del dosaggio dei farmaci anti-neoplastici e/o della terapia radiante

Tossicita Midollare: Il limite della posologia anti-neoplastica è rappresentato dalla crescente tossicità midollare

Paziente caratterizzato da una neoplasia ematologica Paziente caratterizzato da una neoplasia ematologica radio/chemio-sensibile è un buon candidato per il TCSEradio/chemio-sensibile è un buon candidato per il TCSE

Indicazioni per lIndicazioni per l’’impiego del TCSE impiego del TCSE nelle Neoplasie Ematologichenelle Neoplasie Ematologiche

Fattori Pre-trapiantologici:

1) Tipologia di TCSE 2) Istocompatibilità

3) Compatibilità Maschio-Femmina

4) Fattori genetici non-HLA correlati

Fattori Peri-trapiantologici:

1) CSE

2) Condizionamento

A

B

Fattori trapiantologiciFattori trapiantologici

Fattori Post-trapiantologici:

1) Attecchimento delle CSE infuse

2) Ricostituzione Emopoietica ed Immunologica

3) Infezioni

4) Rigetto

5) Malattia da trapianto contro l’ospite (GVHD: Graft versus Host Disease)

6) Effetto anti-tumorale (GVL: Graft versus leukemia)

7) Recidiva post-trapianto

C



1) Tipologia di TCSE1) Tipologia di TCSE 2) Istocompatibilità



A


A. TCSE Autologo

Indicazioni:

• Paziente affetto da neoplasia radio/chemiosensibile ad alto rischio di recidiva

• Paziente affetto da neoplasia radio/chemiosensibile resistente alla radio/ chemioterapia standard

A Fattori Pre-trapiantologici:Fattori Pre-trapiantologici: 1) Tipologia di TCSE1) Tipologia di TCSE

TCSE non rappresenta la 1a opzione terapeutica

Tipologie di Donatore:

1. Gemello mono-ovulare Singenico

2. Donatore intra-familiare HLA identico, parzialmente identico o aploidentico (genitore/figlio)

3. Donatore non-familiare HLA identico (MUD)

B. TCSE Allogenico


Indicazioni:• Pazienti affetti da difetti qualitativi (neoplasie), quantitativi (aplasie midollari), acquisiti o congeniti (es: Talassemia major) del sistema emopoietico

Bersaglio:1) Cellule staminali Totipotenti - Riduzione o assenza - Trasformazione neoplastica - Alterazione congenita causa di alterata funzione emolinfopoietica

2) Cellule staminali “Commissionate” - Alterazioni congenite precursori eritropoiesi (es: Talassemie) - Alterazioni congenite precursori granulo-monocitopoiesi - Alterazioni congenite precursori linfopoiesi

3) Difetti enzimatici congeniti (es: Lipidosi; Glicogenosi)

B. TCSE Allogenico



1) Tipologia di TCSE 2) Istocompatibilità2) Istocompatibilità



A


Antigeni del complesso Maggiore di Istocompatibilità (HLA)

• Le molecole HLA I sono coinvolte nella presentazione dell’Ag (endogeno/virale) ai linfociti T CD8+

• Le molecole HLA di classe II sono coinvolte nella presentazione dell’Ag (esogeno) ai linfociti T CD4+

• I geni HLA di classe III codificano modulatori della risposta immune (es: TNF, Heat shock proteins, proteine del complemento)

I geni HLA mappano sul cromosoma 6p con i geni di classe II, III e I organizzati dalla regione centromerica verso la regione telomerica

A Fattori Pre-trapiantologici:Fattori Pre-trapiantologici: 2) Istocompatibilità2) Istocompatibilità

Caratteristiche geni HLA:

• Elevato Polimorfismo

• Espressione di entrambi gli alleli di ciascun locus: Codominanza

• Trasmissione Mendeliana degli alleli HLA presenti sullo stesso cromosoma come “Aplotipo”

• Linkage Disequilibrium

Caratteristiche geni Caratteristiche geni codificanti HLAcodificanti HLA

Maggiore probabilità identificare un potenziale Maggiore probabilità identificare un potenziale donatoredonatore

tra individui appartenenti alla stessa etnia tra individui appartenenti alla stessa etnia

1x1023!

Tipizzazione HLATipizzazione HLA

Tipizzazione Tipizzazione SierologicaSierologica degli Antigeni del degli Antigeni del sistema HLA: Test di Linfocitotossicità sistema HLA: Test di Linfocitotossicità

(1964: Terasaky e McClelland) (1964: Terasaky e McClelland)

Tipizzazione Tipizzazione GenomicaGenomica degli Alleli del degli Alleli del sistema HLA:sistema HLA:

Metodiche di Biologia Molecolare basate Metodiche di Biologia Molecolare basate sullsull’’impiego della Reazione Polimerasica a impiego della Reazione Polimerasica a

Catena (1987: Mullis)Catena (1987: Mullis)

11

22

Esistono 2 metodologie per la tipizzazione HLA:

Tipizzazione Tipizzazione SierologicaSierologica degli Antigeni del degli Antigeni del sistema HLA: Test di Linfocitotossicità sistema HLA: Test di Linfocitotossicità

(1964: Terasaky e McClelland) (1964: Terasaky e McClelland)

11

Alloantisiero umano

Tipizzazione geni HLA per

l’identificazione di un potenziale

donatore intra-familiare

Ricerca donatore non-familiare HLA identico

(4-5 mesi)Prob = 40%

A) Fratelli a/c = HLA identico B) Fratelli a/d e a/c = HLA aploidentico C) Fratelli b/d e a/c = HLA non identico D) Fratelli a/c-d e a/c = HLA parzialmente identico

Prob = 25%Prob = 50%Prob = 25%

E.W. Petersdorf. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007

Tipizzazione Tipizzazione GenomicaGenomica degli Alleli del degli Alleli del sistema HLAsistema HLA

22

IstocompatibilitàIstocompatibilità

Le barriere di compatibilità donatore-ricevente sono rappresentate dagli

“Antigeni del complesso Minore di Istocompatibilità (miHA)”

A) Donatore intra-familiare o non-familiare HLA identico

I miHA sono codificati sia da geni autosomali che da geni presenti sui cromosomi del sesso, ereditati

indipendentemente dai geni HLA

Sono considerate le molecole chiave nell’induzione delle reazioni di natura immunologica (Rigetto, GVHD e GVL) nell’ambito del TCSE allogenico tra donatore-

ricevente HLA identici

Per l’identificazione dei miHA coinvolti nel rigetto, nella GVHD e GVL è indispensabile considerare:

1. Distribuzione miHA

2. Restrizione HLA

3. Direzione incompatibilità miHA

4. Immunodominanza

L. Hambach. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007


Le barriere di compatibilità donatore-ricevente sono rappresentate dai:

• Nima (non-inherited maternal antigen)

• Nipa (non-inherited paternal antigen)

B) Donatore intra-familiare HLA Aploidentico

La prognosi di pazienti sottoposti a TCSE aploidentico La prognosi di pazienti sottoposti a TCSE aploidentico Nima-incompatibili è migliore a causa del processo di Nima-incompatibili è migliore a causa del processo di

Tollerizzazione agli antigeni Nima che ha luogo in Tollerizzazione agli antigeni Nima che ha luogo in uteroutero


Fratelli HLA Aploidentici

La parziale istocompatibilità si traduce nel potenziale mismatch tra i KIR (Killer cell Ig-like Receptors) sulle cellule NK del donatore e le molecole HLA di classe I presenti sulle cellule del ricevente (GVH) e viceversa (HVG)

I KIR, recettori inibitori espressi

sulle cellule NK, ne modulano

negativamente l ’attività litica attraverso il

riconoscimento di specifici epitopi

condivisi dagli HLA self di classe I

C) Donatore intra-familiare HLA Aploidentico o parzialmente identico e donatore non-familiare HLA identico (MUD)

b) Molecola HLA I non-

self

KIR

KIR

a) Molecola HLA I self

No Killing

Killing

Cellula NK

Cellula NK


Ogni cellula NK presenta sulla sua superficie un differente KIR o differenti combinazioni di KIR, quindi è dotata di una

specifica alloreattività

Nell’ambito di un TCSE allogenico parzialmente identico/aploidentico o da MUD tale reattività si

manifesta nei confronti delle cellule target allogeniche del ricevente che non esprimono gli HLA complementari ai KIR

espressi dalle cellule NK del donatore (“Missing self” recognition)

Lisi mediata dalle cellule NK del donatore diretta Lisi mediata dalle cellule NK del donatore diretta prevalentemente prevalentemente

verso le cellule del sistema emopoietico del ricevente verso le cellule del sistema emopoietico del ricevente piuttosto che piuttosto che

degli altri tessutidegli altri tessuti

Alloreattività NK: GVHAlloreattività NK: GVH

Gli effetti della alloreattività NK donatore vs ricevente si traducono in:

Tali effetti sono maggiormente documentati nel TCSE familiare parzialmente identico/aploidentico che nel TCSE da MUD a

causa della mancata manipolazione dell’inoculo

GVHD

GVL

Attecchimento

Rigetto

Alloreattività NK: GVH Alloreattività NK: GVH (graft (graft versus host)versus host)

L ’alloreattività NK ricevente vs donatore influenza:

1. Rigetto (>)

2. GVHD (<) mediante: Eliminazione CSE Eliminazione cellule T alloreattive del donatore

Tale influenza risulta inversamente proporzionale Tale influenza risulta inversamente proporzionale allall’’efficacia del regime di condizionamentoefficacia del regime di condizionamento

Alloreattività NK: HVG Alloreattività NK: HVG (host (host versus graft)versus graft)



3) Compatibilità Maschio-3) Compatibilità Maschio-FemminaFemmina


A


Il rischio o gli effetti positivi della combinazione donatore-ricevente di sesso diverso è correlata alla risposta immune

indotta dagli miHA codificati dai geni che mappano sul cromosoma Y

Importante considerare la combinazione donatore-ricevente di Importante considerare la combinazione donatore-ricevente di sesso diverso nel TCSE allogenicosesso diverso nel TCSE allogenico

A Fattori Pre-trapiantologici:Fattori Pre-trapiantologici: 3) Compatibilità Maschio-3) Compatibilità Maschio-FemminaFemmina

G. Gahrton. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007




4) Fattori genetici non-HLA 4) Fattori genetici non-HLA correlaticorrelati

A


A. Geni codificanti Citochine: 1) TNF- 2) IL-10 3) IL-6 4) IFN- 5) IL-1 6) TGF-

B. Geni codificanti molecole coinvolte nella risposta immunitaria “Innata” 1) TLR (toll-like receptors) 2) MPO (myeloperossidase) 3) MBL (mannose binding lectins)

A Fattori Pre-trapiantologici:Fattori Pre-trapiantologici: 4) 4) Fattori genetici non-HLA Fattori genetici non-HLA correlaticorrelati

A. M. Dickinson. Curr Opin Immunol 17, 2005

B Fattori Peri-trapiantologici:

1) CSE1) CSE

2) Condizionamento


Le CSE sono una popolazione morfologicamente ed immunologicamente eterogenea il cui elemento unificante è

rappresentato dalla capacità di generare in vitro aggregati clonali derivati sia da progenitori ontogenicamente primitivi che orientati, e in vivo dalla capacità di ricostituire l’emopoiesi dopo terapia mielo-

linfoablativa

Sono cellule multipotenti, linea-specifiche, funzionalmente caratterizzate dalle capacità di:

• Autoreplicazione Illimitata

• Differenziamento in tutti i componenti ematici sia di natura Mieloide che Linfoide

Fattori Peri-trapiantologici:Fattori Peri-trapiantologici: 1) CSE1) CSEB

• IL CD34 rappresenta il marcatore universalmente riconosciuto delle CSE

• E ’ una molecola coinvolta nei processi di “homing” ed adesione cellulare caratterizzata da un pattern di espressione altamente conservato

• E ’ espressa sia sulle CSE che sui progenitori midollari precoci ed i suoi livelli di espressione diminuiscono proporzionalmente al differenziamento emopoietico

• La positività per il CD34 si associa solitamente a:

Lin- HLAlow Thy.1low CD133+ CD45RAlow CD38-

CSE: Caratteristiche CSE: Caratteristiche fenotipiche 1fenotipiche 1

Ipotesi:

1. Le CSE CD34- sono

cellule più primitive

rispetto alle CSE CD34+

2. Il CD34 è un marcatore

d ’attivazione la cui

espressione viene modulata negativamente durante il

ripristino dello stato di

quiescenza cellulare

CSE: Caratteristiche CSE: Caratteristiche fenotipiche 2 fenotipiche 2

Sono state identificate CSE caratterizzate dalla negatività per il marcatore CD34 associata a: Lin- HLA- Thy.1- CD133+

CD45RA- CD38-

CD34- Lin-

CD34+ Lin-

Differenziamento

CD34- Lin-

Quiescenza Attivazione

CD34+ Lin-

2)1)

• Le CSE sono isolabili da 3 differenti fonti:

Midollo Osseo (BM): CSE pari all’1-3% delle Cellule Mononucleate (CM) totali

Sangue venoso periferico (PB): CSE pari allo 0,1-0,2% delle CM totali

Sangue di cordone ombelicale (UCB): CSE pari allo 0,8-1,2% delle CM totali

• Ciascuna fonte di CSE differisce in termini di:

Composizione Composizione delldell’’inoculoinoculo

Modalità di raccoltaModalità di raccolta

Effetti post-trapiantologiciEffetti post-trapiantologici

1

2

3

CSE: Fonti CSE: Fonti

Modalità di raccolta CSEModalità di raccolta CSE

1. Fonte BM: la raccolta delle CSE richiede fino a 100-200 punture delle creste iliache posteriori e, se necessario, dello sterno, eseguite in anestesia generale

• Febbre • Sanguinamento• Infezioni locali• Prolungata ospedalizzazione per batteremia

L ’isolamento delle CSE dal BM può, in un numero limitato di casi, essere associato ai seguenti effetti collaterali:

VantagVantaggigi

SvantaggSvantaggii

Minore invasività

Effetti collaterali

dovuti all’impiego del G-CSF


2. Fonte PB: La raccolta delle CSE viene effettuata mediante “Leucoaferesi” da vena periferica dopo mobilizzazione delle CSE dal BM al PB mediante l’impiego del G-CSF

Gli effetti del G-CSF nella raccolta delle CSE dal PB sono mediati da un triplice meccanismo:

A. Induzione della proliferazione delle CSE midollari

B. Mobilizzazione delle CSE nel PB grazie alla down-regolazione del fattore SDF-1 (stroma-derived factor 1) presente sulla superficie delle cellule stromali midollari (CSM)

Meccanismo dMeccanismo d’’azione del G-CSF azione del G-CSF nella Mobilizzazione delle CSEnella Mobilizzazione delle CSE

A.U. Ispinoza. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007

C. Induzione della proliferazione e del rilascio da parte dei neutrofili midollari di enzimi proteolitici (metalloproteasi, catepsina G, elastasi) che degradano CXCR4, recettore di SDF-1, esposto sulla superficie delle CSE

Meccanismo dMeccanismo d’’azione del G-CSF azione del G-CSF nella Mobilizzazione delle CSEnella Mobilizzazione delle CSE

A.U. Ispinoza. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007

Effetti collaterali impiego G-CSF Effetti collaterali impiego G-CSF nella Mobilizzazione delle CSEnella Mobilizzazione delle CSE

L ’impiego del G-CSF nella mobilizzazione delle CSE può, in un numero limitato di casi, essere associato ai seguenti effetti collaterali:

• Ingrossamento della milza

• Complicanze cardiocircolatorie

• Aumento probabilità di sviluppare neoplasie ematologiche (Leucemie)

Svantaggi1. Basso numero CSE (pz pediatrico)2. Non riutilizzabile in caso di rigetto, mancato

attecchimento o recidiva3. Immaturità cellule emopoietiche dell’inoculo: RE/RI più

lenta, maggior rischio infettivo

Vantaggi1. No invasività2. Pronta disponibilità alla richiesta3. Immaturità cellule emopoietiche dell’inoculo: GVHD e

restrizione compatibilità HLA4. No rischio trasmissione infezioni


3. Fonte UCB: la raccolta delle CSE avviene subito dopo il parto, una volta reciso il cordone ombelicale

Esistono 2 diverse modalità di impiego delle CSE:

1. Utilizzo immediato

2. Utilizzo non-immediato: CSE a - 190°C, in vapori d’azoto

TCSE in “fase liquida”

TCSE con CSEcriopreservate

Il TCSE con CSE criopreservate viene maggiormente impiegato perché:

< < StaminalitàStaminalitàImpiego di un regime di Impiego di un regime di condizionamento a lunga condizionamento a lunga

durata (4-8 giorni)durata (4-8 giorni)

Modalità di impiego delle Modalità di impiego delle CSECSE


L ’impatto clinico della composizione dell’inoculo dipende dalla tipologia del TCSE:

A. TCSE Autologo

L ’impatto clinico dell’inoculo dipende principalmente dalla QUANTITA’ di CSE presenti e dei loro effetti sulle cinetiche di

recupero del sistema emolinfopoietico

CSECSEAttecchimentoAttecchimento

Rapidità RE/RIRapidità RE/RI

B. TCSE Allogenico: l’impatto clinico dell’inoculo dipende da:

QUANTITA’ CSE che influenzano le cinetiche di

recupero del sistema emolinfopoietico

QUANTITA’ Cellule Accessorie (CA) che

influenzano le cinetiche di recupero del sistema

emolinfopoietico e le reazioni immunologiche GVHD e GVL

CSECSEAttecchimentoAttecchimento

Rapidità RE/RIRapidità RE/RICACA

AttecchimentoAttecchimentoe Rapidità e Rapidità RE/RIRE/RI

GVHD e GVLGVHD e GVL


• Quantità CSE: PB>BM>UCB

Nel TCSE Nel TCSE autologo autologo

è preferibile è preferibile ll ’’impiego del PB impiego del PB

come fonte di come fonte di CSECSE

• Quantità CA: PB>BM>UCB



Indipendentemente dalla fonte di CSE, uno dei principali problemi legati all’impiego del TCSE autologo è

rappresentato dalla presenza all’interno dell’inoculo di cellule neoplastiche contaminanti, potenziale causa di

recidiva post-TCSE

““PURGINGPURGING””

In vitroElimina le cellule

tumorali contaminanti l’inoculo dopo la raccolta

In vivoPreviene la contaminazione

da parte delle cellule tumorali

dell’inoculo prima e/o durante la raccolta

MetodichMetodiche di e di

natura natura biofisicabiofisica

Metodiche Metodiche di natura di natura

farmacologfarmacologicaica

1. Alchilanti

2. Antracicline

3. Inibitori Topoisomerasi

4. Combinazioni

1. Immunoaffinità su colonna

2. Fototerapia

SelezioSelezione ne

cellulacellularere

1. Selezione positiva delle CSE CD34+

2. Selezione negativa CSE CD34+ eliminando le cellule linfoidi B (CD19+) e T (CD3+)

Metodiche di Metodiche di ““PurgingPurging”” delldell’’inoculoinoculo

Confronto effetti post-trapiantologici correlati all’impiego delle differenti fonti di CSE nel TCSE allogenico:


A. Urbano-Ispizua. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007

Selezione della fonte di CSE nel TCSE allogenico (impatto composizione inoculo):

A. Urbano-Ispizua. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007



B Fattori Peri-trapiantologici:

1) CSE

2) Condizionamento2) Condizionamento

Principio Principio CondizionamentoCondizionamento

Il Condizionamento è un regime terapeutico preparativo cui è sottoposto il ricevente di un TCSE, sia autologo che

allogenico, indispensabile per il successo del TCSE

Il Condizionamento consiste in un trattamento intensivo chemio/radioterapico caratterizzato dall’impiego di dosi

“sovramassimalisovramassimali” in grado di causare un danno irreversibile a carico dei componenti emopoietici midollari tale da non

consentire un recupero ematologico spontaneo

Fattori Peri-trapiantologici:Fattori Peri-trapiantologici: 2) Condizionamento2) CondizionamentoB

Prevenire e/o Sopprimere l’attività del sistema

immune del ricevente per evitare il rigetto e la

GVHD nel caso del TCSE allogenico

Eradicare la patologia da

cui il ricevente è affetto

Scopo del Condizionam

ento

Favorire l’homing e

l’attecchimento delle CSE

trapiantate

Regime di CondizionamentoRegime di Condizionamento

1.1. Condizionamento Mieloablativo Condizionamento Mieloablativo ad alte dosiad alte dosi

Esistono 2 tipologie di Condizionamento:

2.2. Condizionamento ad Intensità Condizionamento ad Intensità ridottaridotta ( (RICRIC))

Regime di CondizionamentoRegime di Condizionamento

1.1. Condizionamento Mieloablativo Condizionamento Mieloablativo ad alte dosiad alte dosi

• Include una combinazione di agenti citotossici (agenti alchilanti) ± terapia radiante “total body” ad elevato dosaggio

• Vantaggi: minor stringenza identità HLA donatore-ricevente

• Svantaggi: le dosi massimali tollerate sono limitate dalla tossicità Extramidollare

Intensità Intensità condizionamecondizionamentonto

Probabilità Probabilità Recidiva Recidiva neoplasticaneoplastica

Mortalità Mortalità Trapianto-Trapianto-correlata correlata (TRM)(TRM)Attecchimento Attecchimento eeRE/RIRE/RI

2.2. Condizionamento ad Intensità Condizionamento ad Intensità RidottaRidotta ( (RICRIC))

• Include una combinazione di agenti Immunosoppressivi (analoghi delle Purine) ± terapia radiante linfoide e/o uso di Ab per T-deplezione

Pazienti per cui il

condizionamento

mieloablativo è

controindicatoPazienti affetti

da co-morbidità

Pazienti Anziani

Possibilità di candidare al TCSEVantaggiVantaggi

Vantaggi/Vantaggi/SvantaggiSvantaggi

2.2. Condizionamento ad Intensità Condizionamento ad Intensità RidottaRidotta ( (RICRIC))

L ’impiego del RIC è indicato nei casi di neoplasie a più lenta crescita o per offrire un TCSE allogenico a pazienti che hanno fallito un TCSE

autologo

Attecchimento eAttecchimento eRE/RIRE/RI

IntensitàIntensità condizionamencondizionamentoto

Probabilità Probabilità Recidiva Recidiva neoplasticaneoplastica

Mortalità Mortalità Trapianto-Trapianto-correlata (TRM)correlata (TRM)

Le CSE vengono infuse attraverso il catetere venoso centrale a

24-48h dal termine del Condizionamento

Infusione delle CSEInfusione delle CSE

Es: TCSE allogenico

W.D. Shlomchik. Nat Rev Immunol 7, 2007



1) Attecchimento delle CSE infuse1) Attecchimento delle CSE infuse


3) Infezioni

4) Rigetto

5) Malattia da trapianto contro l’ospite (GVHD)

6) Effetto anti-tumorale (GVL)


C

C

L ’Attecchimento è il processo attraverso il quale le CSE circolanticircolanti in modo transiente nel PB sono convertite in

cellule residentiresidenti midollari

Tale processo Tale processo prevede:prevede:

Migrazione Migrazione transendoteliale delle CSE transendoteliale delle CSE a livello dei cordoni a livello dei cordoni emopoietici extravascolari emopoietici extravascolari del BMdel BM

Reclutamento delle CSE Reclutamento delle CSE dalla Microvascolatura dalla Microvascolatura midollaremidollare

Migrazione delle CSE nel Migrazione delle CSE nel BM BM verso le verso le ““nicchienicchie”” midollari midollari

HOMING

LODGMENT

TRANSENDOTHELIAL MIGRATION

Fattori Post-trapiantologici:Fattori Post-trapiantologici: 1) Attecchimento CSE infuse1) Attecchimento CSE infuse

SDF-1 viene SDF-1 viene prodotto dallo prodotto dallo

stroma stroma midollare e midollare e

dai dai componenti componenti ossei come ossei come gradiente gradiente

decrescente decrescente dal dal

compartimentcompartimento o

extravascolarextravascolare al lume dei e al lume dei

vasi dove vasi dove attrae le CSE attrae le CSE

CXCR4+CXCR4+

Attecchimento CSE infuseAttecchimento CSE infuse

S.K. Nillson. Exp Haematol 34, 2006

SDF-1

Una volta nelle nicchie midollari, le CSE si sviluppano in stretto contatto con i componenti

dello stroma midollare

Tra i componenti cellulari:• Cellule Reticolari• Adipociti• Cellule Osteogeniche• Cellule endoteliali• Macrofagi

Tra i componenti della ECM:• Collagene• Laminina• Trombospondina• Proteoglicani

Regolazione automantenimento e differenziamento

CSE

Attecchimento CSE infuseAttecchimento CSE infuse




2) Ricostituzione Emopoietica ed 2) Ricostituzione Emopoietica ed ImmunologicaImmunologica

3) Infezioni

4) Rigetto




C

Insieme all’Attecchimento, la Ricostituzione Emopoietica (RE) ed Immunologica (RI) sono indispensabili per la riuscita di un TCSE

Tra i fattori pre/peri-trapiantologici influenzanti la RE ed RI:• Tipo di malattia • Precedente chemioterapia• Fonte di CSEFonte di CSE• Mobilizzazione CSEMobilizzazione CSE• Manipolazione dellManipolazione dell’’inoculoinoculo• Tipologia di TCSETipologia di TCSE• CondizionamentoCondizionamento• Grado di identità HLA

Tra i fattori pre/post-trapiantologici influenzanti la RE ed RI:• Profilassi e/o terapia anti-GVHD• Profilassi e/o terapia delle infezioni • DLI

C Fattori Post-trapiantologici:Fattori Post-trapiantologici: 2) 2) Ricostituzione Emopoietica ed Ricostituzione Emopoietica ed ImmunologicaImmunologica

Fattori influenzanti la RE/RIFattori influenzanti la RE/RI

aGVHD cGVHD

Tipologia TCSE:Tipologia TCSE: - nel TCSE autologo il Condizionamento altera RE/RI - nel TCSE allogenico la Profilassi/Terapia per GVHD

condiziona RE/RI

4

Condizionamento:Condizionamento: il RIC influenza positivamente RE/RI grazie alla minore tossicità midollare

5

1 Fonte CSE:Fonte CSE: l’impiego di PB-CSE accelera RE/RI

2 Mobilizzazione CSE:Mobilizzazione CSE: G-CSF causa attivazione monociti con inibizione funzione T-cellulare IL-10 dipendente e shift Th2

3 Manipolazione inoculo: Manipolazione inoculo: -“Purging” - Deplezione T-cellulare

I componenti dell’Immunità Adattativa sono caratterizzati da cinetiche di RE/RI più lente

rispetto ai componenti dell’Immunità Innata per:

RE/RI: Immunità Innata RE/RI: Immunità Innata vsvs AdattativaAdattativa

1. Microambiente

2. Coinvolgimento nei

processi alloreattivi

3. Suscettibilità alla

profilassi/terapia

anti-GVHD

T.J. Fry. Bone Marrow Transplant 35, 2005

I livelli ematici dei Polimorfonucleati e dei Monociti/Macrofagi si normalizzano entro 1 mese dal TCSE e dipendono dal tipo di trapianto, dalla fonte di CSE, dall’età del paziente e dalla comparsa di GVHD

Il recupero numerico non correla con il recupero della funzionalità immunologica

Incremento rischio Incremento rischio infettivologicoinfettivologico

Complicanze polmonariComplicanze polmonari

RE/RI: Immunità InnataRE/RI: Immunità Innata

1. Polimorfonucleati e Monociti/ Macrofagi1. Polimorfonucleati e Monociti/ Macrofagi

• Sono prodotte prima cellule NK CD56brightCD16dim caratterizzate da:

1. Alti livelli produzione citochine2. Bassa attività citotossica naturale ed ADCC3. Elevata attività citotossica linfochine-dipendente

• Quindi sono prodotte cellule NK CD56dim CD16+ caratterizzate da:

1. Bassi livelli produzione citochine2. Elevata attività citotossica naturale ed ADCC3. Elevata attività citotossica linfochine-dipendente

I livelli ematici e la funzionalità delle cellule NK si normalizzano entro 1-2 mesi dal TCSE indipendentemente dal

tipo di trapianto, dalla fonte di CSE, dall’età del paziente o dalla comparsa di GVHD


2. Cellule NK2. Cellule NK

• I livelli ematici delle DC mieloidi si normalizzano entro 3 mesi dal TCSE mentre i livelli delle DC linfoidi entro 1 anno dal TCSE e dipendono principalmente dalla fonte di CSE e dalla manipolazione dell’inoculo

• Il recupero numerico correla con il recupero della funzionalità immunologica


3. Cellule Dendritiche (DC)3. Cellule Dendritiche (DC)

I livelli ematici dei linfociti B

naive si normalizzano entro 3 mesi dal TCSE e la RE ricapitola l’ontogenesi B

cellulare

RE/RI: Immunità AdattativaRE/RI: Immunità Adattativa

1. Cellule B linfoidi1. Cellule B linfoidi

M. Geddes. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007

• L ’incremento dei linfociti B naive è seguito da una lenta ricostituzione delle cellule B memoria

• Il fenotipo delle cellule B naive post-trapianto è simile a quello delle cellule B neonatali:

CD1c+ CD38+ CD5+ sIgM+ sIgD+ CD25low CD62Llow



• La normalizzazione della produzione di Ig può richiedere sino a 2 anni con esposizione del paziente ad infezioni batteriche T-dipendenti e T-indipendenti

• I Centri Germinativi (GC) non sono osservabili fino ad 1 anno dal TCSE

• RE/RI presentano cinetiche più rapide in assenza di GVHD e in relazione alla fonte di CSE:

PB > BM e UCBPB > BM e UCB



La RE delle cellule T ha luogo attraverso due principali meccanismi:

1. Timo-indipendente: “Espansione omeostatica periferica”

(HPE)

2. Timo-dipendente: ricapitola l’ontogenesi T cellulare


2. Cellule T linfoidi:2. Cellule T linfoidi:

HPE: Espansione cellule T mature periferiche residue del ricevente e/o

cellule T mature periferiche del donatore contenute nell’inoculo

stimolata dall’ambiente linfopenico

Limiti HPE: 1) Generazione pool T linfoide con limitato repertorio TCR

2) Generazione pool T linfoide con difetti quali/quantitativi

1. Meccanismo Timo-1. Meccanismo Timo-indipendenteindipendente

Fattori influenzanti

HPE

TCSE T-depletoTCSE T-depleto

GVHD: GVHD: Profilassi/TerapiaProfilassi/Terapia

Fonte Fonte CSECSE RecidiRecidi

vava

Rischio Rischio InfettivoInfettivo

Produzione di un nuovo repertorio T cellulare dai precursori pre-timici del donatore

Analisi quantitativa dei TRECs (TCR excision circles)

Tali cellule T dovrebbero essere allotolleranti Tali cellule T dovrebbero essere allotolleranti perché perché ““educateeducate”” dal timo del ricevente ma la dal timo del ricevente ma la Tollerizzazione dipende dalla funzione timicaTollerizzazione dipende dalla funzione timica

2. Meccanismo Timo-2. Meccanismo Timo-dipendentedipendente

La funzione timica dipende da:

Identità HLAIdentità HLAEtà pazienteEtà paziente

Tossicità CondizionamentoTossicità Condizionamentoe Profilassi/Terapia GVHDe Profilassi/Terapia GVHD

2. Meccanismo Timo-2. Meccanismo Timo-dipendentedipendente

A.A. Terapie cellulari Terapie cellulari AdottiveAdottive

Impiego DLI arricchiti Impiego DLI arricchiti in in

cellule T anti-tumorali cellule T anti-tumorali

Eliminare da DLI le Eliminare da DLI le cellule T alloreattivecellule T alloreattive

Potenziali strategie per favorire RE/RI Potenziali strategie per favorire RE/RI post-TCSEpost-TCSE

A1. Infusione cellule T: DLI

Limite: DLI contengono un elevato numero di cellule T alloreattive quindi:

Recidiva Rischio GVHD

Differenziazione Timica:

- KGF per prevenire tossicità - Flt3L- Ormoni delle Crescita

HPE:

- Flt3L- IL7

TIMO

Es: RE/RI cellule T linfoidi:

Potenziali strategie per favorire RE/RI Potenziali strategie per favorire RE/RI post-TCSEpost-TCSE

T.J. Fry. Bone Marrow Transplant 35, 2005

B. Terapie basate sullB. Terapie basate sull’’impiego di impiego di fattori solubilifattori solubili





3) Infezioni3) Infezioni

4) Rigetto




C

Il ricevente di un TCSE è caratterizzato da un transiente ma profondo stato di immunodeficienza causato dal contributo di differenti fattori:

1) Regime di Condizionamento Aplasia Midollare/Pancitopenia periferica

2) Cinetiche RE/RI che dipendono da:

- Tipo di malattia - Precedente chemioterapia - Fonte di CSE - Mobilizzazione CSE - Manipolazione dell’inoculo - Tipologia di TCSE - Condizionamento - Grado di identità HLA - GVHD

3) Profilassi/Terapia GVHD

Complicanze Complicanze Infettive Infettive da germi da germi

opportunistici,opportunistici,funghi e virus funghi e virus

C Fattori Post-trapiantologici:Fattori Post-trapiantologici: 3) 3) InfezioniInfezioni

La durata del periodo di Aplasia Midollare varia in relazione a:

1. Tipo di malattia 2. Fase di malattia 3. Tipologia di TCSE 4. Modalità di Condizionamento 5. Sorgente di CSE impiegate 6. Cinetiche RE/RI

L ’infusione delle CSE è seguita, nel ricevente del TCSE, da un periodo di “Pancitopenia periferica” o “Aplasia

Midollare”

Aplasia MidollareAplasia Midollare

Mancata o scarsa produzione Cellule Emopoietiche Mancata o scarsa produzione Cellule Emopoietiche conseguente alla Terapia di Condizionamentoconseguente alla Terapia di Condizionamento

L ’Aplasia Midollare espone il paziente ad un elevato rischio infettivo ed emorragico che rende necessario:

Instaurare una profilassi e una terapia anti-batterica, anti-virale, anti-fungina ad ampio spettro

Somministrare, in base alla sintomatologia emorragica, concentrati piastrinici e farmaci anti-coagulanti

1

2

Aplasia MidollareAplasia Midollare

La neutropenia post-TCSE espone il paziente ad infezioni

batteriche (Streptococco/Stafilococco) e fungine (Candida)

Anche dopo il recupero neutrofilico, il paziente è soggetto ad un prolungato rischio infettivo causato

dal deficit numerico e funzionale delle popolazioni B e T linfoidi

Profilassi/Terapia per il controllo delle InfezioniProfilassi/Terapia per il controllo delle Infezioni

InfezioniInfezioni

Infezioni: Profilassi e Infezioni: Profilassi e TerapiaTerapia

Profilassi Infezioni:

- Farmaci anti-batterici, anti-fungini ed anti-virali ad Farmaci anti-batterici, anti-fungini ed anti-virali ad ampio spettroampio spettro

- Degenza in ambienti protetti

- Nutrizione parenterale

- G-CSF per accelerare le cinetiche di RE/RI dei granulociti neutrofili

Terapia:

- Farmaci anti-batterici, anti-fungini ed anti-virali ad Farmaci anti-batterici, anti-fungini ed anti-virali ad ampio spettroampio spettro

- Immunoterapia

1

2

GVHD/GVLGVHD/GVL

Reazioni mediate dalle cellule

immunocompetenti del donatore (GVH)

RIGETTORIGETTO

Reazione mediata dalle cellule

immunocompetenti del ricevente (HVG)

C Fattori Post-trapiantologici:Fattori Post-trapiantologici: AlloreattivitàAlloreattività

Nel TCSE allogenico esiste una “doppia barriera immunologica” dovuta alla contemporanea presenza

delle cellule immunocompetenti del ricevente sopravvissute al regime di Condizionamento e delle cellule immunocompetenti del donatore contenute

nell’inoculo

Classificazione degli antigeni causa di Alloreattività:

1) Ag ubiquitariAg ubiquitari - miHA - HLA

2) Ag tessuto-specifici o espressi in modo aberrante dalle Ag tessuto-specifici o espressi in modo aberrante dalle cellule patologichecellule patologiche - miHA - proteine self normali

3) Ag specifici delle cellule patologicheAg specifici delle cellule patologiche - Prodotti di traslocazioni cromosomiche: t(9;22)

4) Ag viraliAg virali - CMV: pp65 - EBV: LMP-1/2

C Fattori Post-trapiantologici:Fattori Post-trapiantologici: AlloreattivitàAlloreattività





3) Infezioni

4) Rigetto4) Rigetto




C

Donatore familiare HLA parzialmente

compatibile o Aploidentico

Donatore non-familiare HLA

compatibile (MUD)

Il rigetto (primary/secondary graft

failure) è tipico del TCSE allogenico da:

Il rigetto può essere valutato in termini di:

1.1. Conta leucocitariaConta leucocitaria2.2. Cellularità midollareCellularità midollare3.3. EmatocritoEmatocrito4.4. Chimerismo donatore/riceventeChimerismo donatore/ricevente

C Fattori Post-trapiantologici:Fattori Post-trapiantologici: 4) Rigetto4) Rigetto

I principali mediatori del rigetto sono rappresentati da:

- Cellule NKCellule NK- Cellule T CD4+ e Cellule T CD4+ e CD8CD8++++

- Cellule T Cellule T ++- Cellule BCellule B

I meccanismi effettori del rigetto differiscono in base alla precedente sensibilizzazione del ricevente agli alloantigeni target:

a) Ricevente non-sensibilizzatoRicevente non-sensibilizzato: rigetto HLA/miHA non condivisi mediato principalmente da linfociti T naive CD8+ attraverso Perforina/Granzima e Fas/FasL

b) Ricevente sensibilizzato (Trasfusioni; Gravidanze)Ricevente sensibilizzato (Trasfusioni; Gravidanze): rigetto HLA/miHA non condivisi mediato principalmente da linfociti T memoria CD8+ attraverso meccanismi non noti


Il rischio di rigetto post-TCSE allogenico è influenzato dal regime di Condizionamento:

• > Prob rigetto pz post-TCSE preceduto da RIC

• < Prob rigetto pz post-TCSE preceduto da Condizionamento Mieloablativo

Importanza eliminazione cellule alloreattive Importanza eliminazione cellule alloreattive del ricevente pre-TCSEdel ricevente pre-TCSE






3) Infezioni

4) Rigetto

5) Malattia da trapianto contro l5) Malattia da trapianto contro l’’ospite ospite (GVHD)(GVHD)



C

La GVHD è una La GVHD è una Patologia InfiammatoriaPatologia Infiammatoria mediata dalle cellule T linfoidi alloreattive mediata dalle cellule T linfoidi alloreattive

del donatoredel donatore

La GVHD rappresenta una delle principali complicanze del TCSE allogenico ed il suo sviluppo richiede che:

1) Le cellule del ricevente siano incapaci di rigettare Le cellule del ricevente siano incapaci di rigettare adeguatamente il TCSEadeguatamente il TCSE

2) LL ’’inoculo di CSE contenga cellule Immunocompetentiinoculo di CSE contenga cellule Immunocompetenti

3) Ci siano Incompatibilità antigeniche Ci siano Incompatibilità antigeniche donatore/riceventedonatore/ricevente

C Fattori Post-trapiantologici:Fattori Post-trapiantologici: 5)5) Malattia da trapianto contro lMalattia da trapianto contro l’’ospiteospite (GVHD: (GVHD: Graft Graft

versus Host Diseaseversus Host Disease))

La GVHD è una patologia complessa

derivante dal riconoscimento, da parte delle cellule T del donatore, dei componenti

tissutali sani del ricevente

GVHD: PatofisiologiaGVHD: Patofisiologia

L.A. Welniak. Annu Rev Immunol, 25, 2007

La GVHD differisce dal classico paradigma dell’immunità patogeno-specifica

GVHD GVHD vsvs Immunità patogeno- Immunità patogeno-specificaspecifica


L ’Ag target differisce in relazione al tipo di TCSE:

a) Nel TCSE HLA identico gli Ag target sono rappresentati dai miHA

b) Nel TCSE HLA parzialmente compatibile o aploidentico gli Ag target sono rappresentati dalle molecole HLA non condivise e in minor misura dai miHA

GVHD: Antigeni targetGVHD: Antigeni target


Maggiore Maggiore PromiscuiPromiscui

tà tà PeptidicaPeptidica

I riceventi di un TCSE allogenico sono caratterizzati, nel periodo successivo al TCSE, da una condizione di

“Chimerismo Misto”


ChimerismoChimerismo MistoMisto

Sia le APC del donatore

che le APC del

ricevente partecipa

no alla GVHD

GVHD: Ruolo delle APCGVHD: Ruolo delle APC

Nel TCSE HLA parzialmente compatibile o aploidentico

sono indispensabili le APC del ricevente per la presentazione degli Ag target

Riconoscimento da parte del TCR di cellule linfoidi del donatore di intere molecole HLA associate a

peptidi self sulla superficie delle APC del ricevente



Nel TCSE HLA identico sono indispensabili sia le APC del ricevente che quelle del donatore per la presentazione

degli allo-Ag target


• I linfociti T del donatore sono i principali mediatori di GVHD infatti la loro deplezione dall’inoculo previene la GVHD sia in modelli murini che nell’uomo

• Nel TCSE HLA parzialmente compatibile o aploidentico sia le cellule T naive CD4+ che CD8+ mediano la GVHD

• Nel TCSE HLA identico sono le cellule T naive CD8+ le principali mediatrici di GVHD

• Le cellule T memoria sono implicate nel mantenimento della GVHD piuttosto che nella sua patogenesi a causa di:

1. CD62LCD62L±± e/o CCR7 e/o CCR7 ±±

2. Repertorio HLA ristretto Ridotta frequenza Repertorio HLA ristretto Ridotta frequenza cellule T alloreattivecellule T alloreattive3. Ridotta espansione clonaleRidotta espansione clonale

Sottotipi di cellule T mediatrici Sottotipi di cellule T mediatrici di GVHDdi GVHD

GVHD: GVHD: Reclutamento negli Reclutamento negli organi targetorgani target

Il reclutamento negli organi target delle cellule T alloreattive dipende da:

Segnali dovuti al danno tissutale Segnali dovuti al danno tissutale indotto dal Condizionamento indotto dal Condizionamento (Radio/Chemioterapia)(Radio/Chemioterapia)

Produzione basale di sostanze T Produzione basale di sostanze T chemoattraenti da parte degli organi chemoattraenti da parte degli organi interessati da GVHDinteressati da GVHD

Esposizione degli organi target di GVHD a Esposizione degli organi target di GVHD a patogeni o allergeni sufficienti a garantire patogeni o allergeni sufficienti a garantire i segnali infiammatori per sostenere la i segnali infiammatori per sostenere la migrazione T cellularemigrazione T cellulare

11

22

33

Danno tessuti target

GVHD del ricevente

Attivazione cellule

T alloreatti

ve del donatore


GVHD: GVHD: Meccanismi di danno Meccanismi di danno tissutaletissutale

Esistono 2 tipologie di GVHD:

GVHD acutaGVHD acuta

• Compare entro i primi 100 giorni post-HSCT e colpisce prevalentemente cute, intestino, fegato, polmoni

• E ’ caratterizzata da una risposta cellulare di tipo Th1

GVHD cronicaGVHD cronica

• Compare dopo i primi 100 giorni post-HSCT e colpisce non solo cute e mucose ma anche le ghiandole esocrine e le membrane sierose

• E ’ caratterizzata da una risposta cellulare di tipo Th2 e caratteristiche autoimmuni per alterazione selezione timica negativa

GVHD: TipologieGVHD: Tipologie

• La profilassi della GVHD è importante per la sua prevenzione nel contesto di un TCSE allogenico

• La prevenzione della GVHD si basa sull’impiego di:

1. Agenti Immunosoppressori: Ciclosporina, Metotrexate, Corticosteroidi2. Inibitori attivazione T-cellulare: Rapamicina3. Manipolazione dell’inoculo: T-deplezione

Limite T-deplezione: la riduzione nella probabilità di sviluppo della GVHD si associa ad un aumento della probabilità di mancato

attecchimento, recidiva ed infezioni

T-deplezione T-deplezione parzialeparziale

Selezione cellule T da Selezione cellule T da infondere o infondere o trasduzione trasduzione

con geni suicidacon geni suicida

Rimozione Rimozione cellule T cellule T

attivate CD69+ attivate CD69+ o naive CD62L+o naive CD62L+

Selezione Selezione cellule Th2cellule Th2

GVHD: ProfilassiGVHD: Profilassi

• La terapia della aGVHD si basa sull’impiego di:

1. CorticosteroidiCorticosteroidi come terapia di prima linea

2. Farmaci Immunosoppressori differenti dai Farmaci Immunosoppressori differenti dai CorticosteroidiCorticosteroidi come terapia di seconda linea

3. Approcci innovativi:

- Inibizione attività T linfocitariaInibizione attività T linfocitaria

- Agenti bloccanti le citochineAgenti bloccanti le citochine Es: ETANERCEPT TNF

- Modulazione dellModulazione dell’’attività delle APCattività delle APC mediante fotoferesi extracorporea

- Terapie cellulariTerapie cellulari basate sul trasferimento adottivo di cellule Treg e/o cellule Mesenchimali

GVHD acuta: TerapiaGVHD acuta: Terapia

La terapia della cGVHD è simile a quella della aGVHD con la differenza che nei pazienti affetti da

cGVHD è più elevato il rischio di infezioni da batteri incapsulati, a causa del deficit B linfoide

che li caratterizza

Cure supportiveCure supportiveee

Bilancio terapia anti-GVHD/Rischio infettivo Bilancio terapia anti-GVHD/Rischio infettivo addizionaleaddizionale

GVHD cronica: TerapiaGVHD cronica: Terapia





3) Infezioni

4) Rigetto


6) Effetto anti-tumorale 6) Effetto anti-tumorale (GVL)(GVL)


C

La GVL rappresenta una “Componente Vantaggiosa” delle reazioni allogeniche mediate dalle cellule

immunocompetenti del donatore

Consiste nella eliminazione delle cellule tumorali residue del ricevente mediata dai linfociti T CD4+ e T CD8+ e dalle

cellule NK alloreattive del donatore

Rappresenta, insieme al Condizionamento, uno dei principali motivi di successo del TCSE allogenico in quanto contribuisce alle sue proprietà anti-leucemiche

TCSE allogenico TCSE allogenico = forma di Immunoterapia Adottiva= forma di Immunoterapia Adottiva

C Fattori Post-trapiantologici:Fattori Post-trapiantologici: 6) Effetto anti-tumorale (GVL: 6) Effetto anti-tumorale (GVL: Graft versus Graft versus LeukemiaLeukemia))

• Lo sviluppo della GVL è strettamente associato alla GVHD e come questa richiede che:

1) Le cellule del ricevente siano incapaci di rigettare Le cellule del ricevente siano incapaci di rigettare adeguatamente il TCSEadeguatamente il TCSE

2) LL ’’inoculo di CSE contenga cellule Immunocompetentiinoculo di CSE contenga cellule Immunocompetenti

3) Ci siano incompatibilità antigeniche donatore/riceventeCi siano incompatibilità antigeniche donatore/ricevente

GVLGVL

D.L. Porter. Annu Rev Med 50, 1999

Molecole espresse selettivamente dalle Molecole espresse selettivamente dalle cellule neoplastichecellule neoplastiche Es: BCR/ABL nella LMC

miHA non condivisi tra donatore e riceventemiHA non condivisi tra donatore e ricevente

11

22

Gli Ag target della GVL sono rappresentati da :

GVLGVL

Criteri per l’identificazione dei miHA mediatori di GVL nel ricevente di un TCSE allogenico:

• Distribuzione Distribuzione esclusiva nelle esclusiva nelle cellule neoplastiche cellule neoplastiche e/o nelle cellule e/o nelle cellule emopoietiche per emopoietiche per massimizzare massimizzare ll ’’effetto GVLeffetto GVL

• Assenza o bassa Assenza o bassa espressione nei espressione nei tessuti sani per tessuti sani per evitare GVHDevitare GVHD

• Espressione sulle Espressione sulle APC APC

Ruolo dei miHA nella GVL

L.Hambach. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007

miHA:miHA: Target immunoterapici nei pazienti sottoposti Target immunoterapici nei pazienti sottoposti ad allo-TCSEad allo-TCSE

3. Vaccinazione del ricevente di TCSE con miHA target di GVL

4. Vaccinazione del donatore con miHA target di GVL

L ’identificazione dei miHA target di GVL è utile al disegno di forme di immunoterapia delle neoplasie ematologiche quali:

1. Trasferimento adottivo di CTL anti-miHA ottenuti in vitro tramite stimolazione mediata da DC caricate con miHA target di GVL

2. Trasferimento di vettori codificanti geni TCR specifici per miHA target di GVL in cellule mononucleate di PB del donatore

3)

L. Hambach. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007





3) Infezioni

4) Rigetto



7) Recidiva post-trapianto7) Recidiva post-trapianto

C

Ematologica

• La recidiva della malattia post-TCSE è una delle cause più comuni della mancata riuscita di un TCSE e, indipendentemente dal tipo di TCSE, rappresenta un predittore di cattiva prognosi

Recidiva Recidiva ≠≠ Persistenza malattia Persistenza malattia

• La probabilità di recidiva è inversamente proporzionale al tempo post-TCSE: 80% pz liberi da malattia a 2 aa da alloTCSE sono in RC a 9 aa

• Tipologia recidivaMolecolare

Citogenetica

C Fattori Post-trapiantologici:Fattori Post-trapiantologici: 7) 7) Recidiva post-TCSERecidiva post-TCSE

• Metodiche di rilevamento MRD post-TCSE:

1) Analisi citofluorimetricaAnalisi citofluorimetrica2) PCRPCR3) Analisi del ChimerismoAnalisi del Chimerismo

• Limiti monitoraggio MRD post-TCSE:

1) Metodica impiegataMetodica impiegata 2) Materiale biologico richiestoMateriale biologico richiesto

Il Il rilevamento rilevamento

della della presenza di presenza di MRD ha un MRD ha un

ruolo ruolo predittivo nei predittivo nei confronti del confronti del

rischio di rischio di recidivarecidiva

Recidiva post-TCSE: Recidiva post-TCSE: Importanza rilevamento Malattia Minima Importanza rilevamento Malattia Minima Residua (MRD)Residua (MRD)

I principali fattori di rischio per lo sviluppo di una recidiva post-TCSE sono:

1) Tipologia e stadio malattia1) Tipologia e stadio malattia: < prob recidiva pz in I remissione (LAM/LAL) o fase cronica di malattia (LMC) > prob recidiva pz in II remissione o fase avanzata di malattia

2)2) Tipologia di TCSETipologia di TCSE: < prob recidiva pz post-TCSE allogenico > prob recidiva pz post-TCSE autologo

3)3) Regime di CondizionamentoRegime di Condizionamento: < prob recidiva pz post-TCSE preceduto da condizionamento mieloablativo > prob recidiva pz post-TCSE preceduto da RIC

Assenza GVLAssenza GVL

Persistenza Persistenza cellule cellule tumorali tumorali nellnell’’inoculoinoculo

Recidiva post-TCSE: Fattori Recidiva post-TCSE: Fattori di rischiodi rischio

4) GVHD:4) GVHD: > prob recidiva pz post-TCSE in assenza di GVHD

5)5) Manipolazione Manipolazione inoculo:inoculo: > prob recidiva pz post-TCSE depleto di cellule T

Recidiva post-TCSE: Fattori Recidiva post-TCSE: Fattori di rischiodi rischio

D.L. Porter. Annu Rev Med 50, 1999

E. Holler. Best Pract Res Clin Haematol 20, 2007

Tra le principali opzioni terapeutiche post-TCSE:

a)a) Nuovo TCSENuovo TCSE: è importante l’entità della recidiva

b)b) Impiego di farmaci specificiImpiego di farmaci specifici (Es: STI nella LMC)

c)c) Immunoterapia adottivaImmunoterapia adottiva basata sull’impiego di:

- DLIDLI (donor lymphocyte infusion)

- Cellule NK alloreattiveCellule NK alloreattive

Recidiva post-TCSE: Opzioni Recidiva post-TCSE: Opzioni terapeuticheterapeutiche

Impiego linfocitiImpiego linfocitialloreattivi del alloreattivi del

donatore, isolati donatore, isolati da singola da singola

aferesi, per aferesi, per

ll ’’eliminazione eliminazione

delle cellule delle cellule

neoplastiche del neoplastiche del

riceventericevente

La procedura di DLI è utile per:

1.1. Profilassi/Terapia RecidivaProfilassi/Terapia Recidiva

2.2. Conversione chimerismo Conversione chimerismo ““mistomisto”” in in chimerismo chimerismo ““completocompleto””

3.3. RE/RI post-TCSE depleto di cellule T (TCSE RE/RI post-TCSE depleto di cellule T (TCSE aploidentico)aploidentico)

4. Profilassi/Terapia Infezioni4. Profilassi/Terapia InfezioniDLI nella terapia della recidiva(Importanza entità recidiva)

DLI: donor leukocyte DLI: donor leukocyte infusioninfusion

Il prodotto di DLI contiene linfociti alloreattivi (antileucemici e non) ed Ag-specifici (es: cellule T

antivirali)

A. Prodotto DLIProdotto DLI non non

manipolatomanipolato

B. Prodotto DLI Prodotto DLI allo-depletoallo-depleto

C. Prodotto DLIProdotto DLI arricchito arricchito

in in cellule T cellule T Ag-Ag-

specifichespecifiche


PancitopeniaPancitopenia

InfezioniInfezioni

• L ’efficacia della DLI dipende principalmente da:

1. Tipologia recidivaTipologia recidiva 2. Presenza di GVHDPresenza di GVHD

3. Presenza di pancitopeniaPresenza di pancitopenia

4. Tipologia di malattiaTipologia di malattia

• Complicanze indotte da DLI

GVHGVHDD


Quando effettuare un TCSE?Quando effettuare un TCSE?

Tipologia e stadio di malattiaTipologia e stadio di malattia

Tempo dalla diagnosi di malattiaTempo dalla diagnosi di malattia

Età del paziente e co-morbiditàEtà del paziente e co-morbidità

Tipologia di donatoreTipologia di donatore: familiare o non-familiare/identità HLA

1

2

3

4

Es: 1) LMC. Prima: TCSE in fase cronica di malattia entro 12 mesi dalla diagnosi

Dopo: TCSE come terapia di II linea dopo fallimento STI

2) LMA: TCSE come terapia di consolidamento in I o II RC di malattia

La scelta di sottoporre un paziente affetto da una neoplasia ematologica ad un TCSE dipende da:

• Il TCSE è caratterizzato da grande complessità Il TCSE è caratterizzato da grande complessità procedurale, elevati costi ed alto rischioprocedurale, elevati costi ed alto rischio

• Sostanziali progressi sono stati raggiunti nella Sostanziali progressi sono stati raggiunti nella pratica clinica e nella comprensione della biologia pratica clinica e nella comprensione della biologia del TCSE del TCSE

• LL ’’ampliamento delle conoscenze nelle tecniche ampliamento delle conoscenze nelle tecniche diagnostiche, il perfezionamento delle cure diagnostiche, il perfezionamento delle cure supportive e del controllo delle componenti supportive e del controllo delle componenti immunoterapiche avranno un impatto sul immunoterapiche avranno un impatto sul miglioramento della prognosi post-TCSEmiglioramento della prognosi post-TCSE

ConclusioniConclusioni

IndividualizzazioneIndividualizzazione procedura trapiantologicaprocedura trapiantologica

Il Trapianto di Cellule Staminali Emopoietiche Corso di Laurea Specialistica in Biotecnologie...

Documents

Transcript of Il Trapianto di Cellule Staminali Emopoietiche Corso di Laurea Specialistica in Biotecnologie...