Le nuove frontiere e le prospettive della terapia fetale · Quali patologie possiamo trattare?...

Le nuove frontiere e

le prospettive della terapia fetale

Prof.ssa Ornella Parolini

La diagnostica fetale pone dinanzi ad interrogativi importanti

Diagnostica fetale

Terapie fetali

Cosa si intende per terapie fetali?

Terapie fetalila diagnosi prenatale di patologie con evoluzione peggiorativa durante la vitaintrauterina ha posto da più di trent’anni la sfida di una terapia fetale che intervenissenell’evoluzione delle patologie suddette, con il fine di migliorare lo stato di salute delnascituro.

Insieme di provvedimenti terapeutici e chirurgici atti a migliorare la condizione di

salute del feto

Classificazione delle TERAPIE FETALI

TRANSPLACENTARE NON INVASIVA

Si attua attraverso la somministrazione di farmaci alla madre che oltrepassano la placenta, con l’intenzione di

ottenere risultati sul feto

TRANSPLACENTARE NON INVASIVA

Quali patologie possiamo trattare?

• Difetti del tubo neurale: assunzione di acido folico.

• Idrope immune: somministrazione di corticosteroidialla madre, alla 34 settimana di gravidanza, induce lamaturazione dei polmoni e la sintesi del surfattanteriducendo la sindrome da distress respiratorio checolpisce il feto, riducendo così anche il rischio di partopre-termine.

• Infezioni da HIV: la somministrazione alla madre dizidovudina a partire dalla 14 settimana di gestazioneper tutta la durata della gravidanza fino alla sestasettimana di vita del neonato, in via preventiva,diminuisce considerevolmente il rischio di trasmissioneverticale del virus.

Alcuni esempi…

• Tachicardia fetale: somministrazione di Verapamil,farmaco antiaritmico, alla madre.


INVASIVA FETO-ENDOSCOPICA

Rappresentano terapie eco guidate che utilizzano aghi o dispositivi medico-chirurgici eco-guidati che entrano nel

compartimento feto amniotico per sanare i difetti causati dalla patologia in corso


Alcuni esempi…

INVASIVA FETO-

ENDOSCOPICA

• Approccio intra-vascolare: Si eseguono trasfusioni al feto attraversoiniezioni sulla vena ombelicale. Approccio attuato per risolverepatologie come la iso-immunizzazione da Rh, disordini piastrinici,trombocitopenia autoimmune.

• Approccio intra-amniotico: con le dovute strumentazioni si penetraall’interno della cavità amniotica per risolvere patologie come la rotturaprematura delle membrane amniotiche (p-PROM), poliamnios, gozzofetale, sindrome da trasfusione feto-fetale…


Alcuni esempi di approcci diretti sul feto…

INVASIVA FETO-

ENDOSCOPICA

• Approccio intra-cavità sierose: gli aghi vengono inseriti all’internodelle cavità pleurica o peritoneale del feto. Si parla di toracentesi fetalee paracentesi fetale. Questo approccio è utilizzato per risolverepatologie come le forme idropiche fetali non immuni, le asciti el’idrotorace.

• Approccio intra-urinario: gli strumenti chirurgici vengono inseritiall’interno dell’apparato urinario fetale, per risolvere patologie come leuropatie gravi ostruttive.

• Approccio intra-lesionale: si penetra all’interno della zona lesa delfeto attraverso specifiche strumentazioni. Approccio, ad esempio,utilizzato per l’aspirazione del contenuto di cisti ovariche di grandidimensioni, in feti di sesso femminile.


INVASIVA OPEN: chirurgia fetale

Approccio chirurgico indirizzato sul difetto strutturale del feto.

Pur “aprendo” l’utero materno, il feto non viene esteriorizzato

in maniera completa ma attraverso un taglio, una

apertura, eseguiti sull’utero si corregge chirurgicamente la

zona anatomica interessata, del nascituro.


Alcuni esempi…

INVASIVA OPEN chirurgia fetale

• Spina bifida o mielomeningocoele, è un difetto congenito checonsiste in un’apertura della colonna vertebrale. Viene inseritouno shunt ventricolo-peritoneale per risolvere l’idrocefalo chene è una diretta conseguenza.


Alcuni esempi…

INVASIVA OPEN chirurgia fetale

• Teratoma sacrococcigeo: feti con grandi masse tumorali e unimportante flusso sanguigno al tumore, possono sviluppare unidrope fetale, oppure andare incontro a infarto cardiaco edunque a morte. Molti neonati proseguono il loro sviluppointra-uterino senza problemi dopo la rimozione del tumore.

• Ernia diaframmatica congenita: la procedura chirurgicacorrente prevede l’occlusione della trachea, causando una fortecrescita del polmone che sospingerà così le viscerenell’addome. L’occlusione viene eseguita mediantel’inserimento di clips metalliche che verranno rimosseattraverso una procedura definita EXIT (Ex Utero IntraPartum) alla 36 settimana di gestazione.

Condizione fisiologica

Ernia diaframmatica

Ulteriori approcci di TERAPIE FETALI

Trapianto di cellule staminali in utero

Terapia genica in utero

Questi approcci offrono la possibilità di trattare e in futuro probabilmente curare un elevato range di disordini genetici, prima della nascita e dunque prima della

manifestazione clinica della patologia.

Con l’avvento di tecniche di diagnostica fetale molto accurate, la maggior parte di patologie congenite possono essere diagnosticate durante il periodo gestazionale, utilizzando cellule e DNA fetale presenti nel circolo sanguigno materno, o ottenibili

mediante villocentesi e amniocentesi.

Vantaggi della terapia cellulare in utero

-Immaturità del sistema immunitario fetale: limitato rigetto di cellule allogeniche

-Condizione di rapido sviluppo del feto:

-Ridotte dimensioni del feto:

possibile sviluppo di tolleranza specifica versoil donatore


facilitata migrazione e differenziazione dellecellule trapiantate in molti tessuti fetali

trapianto di quantità minori di cellule per iltrattamento


-Alcuni svantaggi risiedono nella difficoltà di attuazione della procedura stessa, cheprevede il trapianto di cellule nella piccola cavità addominale o nel circolo ematico del feto.-Rischio di infezioni-Possibilità che le cellule trapiantate non compiano il loro lavoro.Per risolvere tutte queste ragioni elencate, diversi sono gli studi preclinici su modellianimali (pecore, cani, topi), in atto.

Sussistono dei rischi riguardo il trapianto cellulare?

Sfide da superare…

-necessità di ottenere metodiche standardizzate-valutazione della settimana di gestazione in cui trapiantare le cellule con maggior successo, in funzione dello sviluppo del sistema immunitario del feto-valutazione della via di trapianto migliore (intravascolare, intraperitoneale…)

Trapianto di cellule staminali in utero: quali cellule?

Tipologia di staminali utilizzate: ematopoietiche (HSCs)

Possono derivare dal fegato, dal timo fetale, o midollo osseo paterno o materno.

Trapianto di cellule staminali in utero: HSCs

-Le cellule staminali più studiate e caratterizzate

-Le prime ad essere state trapiantate in utero

-Esperienze cliniche: al momento il trapianto di HSC è stato effettuato in 46 pz affetti da 14diversi disordini genetici (immuno deficienza grave (SCID), emoglobinopatie, malattia cronicagranulomatosa, sindrome di Chediak–Higashi e disordini metabolici).

-Solo nei casi di SCID il trapianto è stato efficace (dovuto al vantaggio proliferativo delle celluledel donatore verso quelle del ricevente)

-Esistono barriere che influenzano l’engraftment e lo sviluppo della tolleranza verso il donor

Perché trapiantare le cellule staminali ematopoietiche prima della nascita?

Se trapiantate dopo la nascita: possibili fenomeni di rigetto da trapianto.

Fattori cheinfluenzano

l’engraftmentcellulare

Trapianto di cellule staminali in utero: HSCs


Tipologia di staminali utilizzate: perinatali(dalla placenta e dal liquido amniotico)

Funzioni della placenta

nascitaconcepimento vita adulta

Usi terapeutici della placenta e dei suoi derivati

• Medicina rigenerativa• Terapia Cellulare

• Passaggio di nutrienti e cataboliti• Scambi gassosi• Tolleranza materno-fetale

Proprietà della placenta e dei suoi derivati

Proprietà delle cellule della placenta

Differenziazione

Effetto paracrino rilascio di fattori

citochine, chemochine,

ormoni,fattori di crescita

Remodeling

Vascolarizzazione

Rigenerazione

Immunomodulazione

Cellule della placenta e applicazioni terapeutiche

1. Studi in modelli preclinici

Patologie polmonari (fibrosi)

Patologie epatiche (fibrosi)

Difetti neurologici (Parkinson, ischemia, lesioni spinali, sclerosi multipla)

Ischemia miocardica

Diabete

Malattie autoimmuni (artrite reumatoide)

2. Sperimentazioni clinichehttps://clinicaltrials.gov

Malattia di Crohn

Artrite reumatoide Fibrosi polmonare

Graft vs. Host disease

Diabete

Patologie vascolari periferiche

Ischemia cerebrale

Vantaggi nel trapianto di cellule staminali da placenta o liquido amniotico

Long-term engraftment dopo trapianto (post-natale) allogenico e xenogenico (bassaimmunogenicità e inibizione della risposta linfocitica)

Trapianto di cellule staminali in utero: cellule perinatali

Il trapianto in utero delle cellule perinatali è già una terapia standardizzata?

Il trapianto delle cellule derivate da placenta, nella terapia fetale, è ancora in fase pre-clinica(dove si utilizzano modelli animali di patologie congenite)

Al momento sono state trapiantate in utero in modelli animali di :

- Mielomeningocele (spina bifida)- Ernia diaframmatica congenita- Difetti ematopoietici


Esempio di trapianto in utero per il trattamento del mielo-meningocele

La sopravvivenza dei feti è simile nei gruppi trattati conle cellule e nei controlli (80-90%)

Risultati:

Alla nascita, gli animali trattati in utero con pMSC(cellule della placenta) e afMSC (cellule dal liquidoamniotico) presentano una maggiore risoluzione (46-47%) del difetto vertebrale rispetto ai controlli (8%)

Da Feng et al, Journal of Pediatric Surgery, 2016

Modello di spina bifida fetale indotto in ratte gravide da acido retinoico

Trapianto intra-amniotico (giorno 17 di gestazione) di MSC derivate da placenta(pMSC) e di MSC da liquido amniotico (afMSC)



Trapianto in utero per trattare l’ipoplasia polmonare dovuta ad ernia diaframmatica congenita

Modello di difetto diaframmatico fetale creato mediante chirurgia, in feti di coniglio(giorno 23 di gestazione) in cui viene anche indotta ipoplasia polmonare medianteocclusione tracheale (TO)

Trapianto intra-tracheale (giorno 28 di gravidanza) di cellule staminali (c-kit positive)da liquido amniotico

E’ un difetto nella formazione del diaframma che risulta in una chiusura incompletadello stesso con conseguente passaggio dei visceri nella cavità toracica che porta adincompleto sviluppo polmonare

Fonte: DeKoninck et al, Prenatal Diagnosis 2015

Trapianto in utero per trattare l’ipoplasia polmonare dovuta ad ernia diaframmatica congenita

Fonte: DeKoninck et al, Prenatal Diagnosis 2015

Trapianto di AFSC

Aumento della densità alveolare

Diminuizione dellamuscolarizzazione vascolare

Risultati:


Trapianto in utero per trattare «difetti ematopoietici», come immunodeficienze congenite

Modello di trapianto autologo di AFSCCD34+

Fonte: Shaw et al, Stem Cells 2015

Risultati:

Il trapianto autologo ha dato long-term engraftment nel sangue e negli organiematopoietici dell’agnello trapiantato in utero (fino a 6 mesi dalla nascita)



Tipologia di staminali utilizzate: mesenchimali (MSCs)

Ulteriori esempi…

Esperienze cliniche per trattare l’osteogenesiimperfetta

• Osteogenesi imperfetta (OI): malattia genetica (mutazione di 2geni: COL1A1 and COL1A2 che codificano per 2 proteineessenziali per la struttura ossea) che si manifesta con svilupposcheletrico atipico, osteopenia, multiple fratture e bassa statura

• I danni si manifestano già durante la vita fetale, conducendo nei casi più severi a mortalità perinatale

L’analisi radiologica alla nascita conferma la presenza di fratture (frecce rosse)

Trapianto di cellule staminali in utero: MSCs

2 casi clinici di trapianto in utero di MSC per il trattamento di O.I.

• Trapianto in utero di MSC allogeniche fetali durante la 31a settimana di gravidanza

• Nessun segno di reazione al trapianto

Da Götherström et al, Stem Cells Transl Med. 2014

Risultati:

• Ulteriore trapianto post-natale (con MSC dello stesso donatore iniziale): per un paziente all’età di 1,5 anni e per l’altro a 6 anni, perché presentavano ritardo nella curva di crescita

• I due pazienti ora hanno 6 e 13 anni presentano ridotta frequenza di frattureaumentata curva di crescita delle ossa, maggiore mobilità

• Possibile necessità di trapianti ulteriori ad intervalli regolari

Terapia genica in utero

Rappresenta un approccio ancora sperimentale, tuttavia le ragioni del suo possibile utilizzo accomunano quelle del trapianto di cellule staminali: trattare e

possibilmente curare definitivamente un disordine genetico, per dare alla luce un bambino sano che non necessiti di cure gravose nel post-nascita

Scopo della terapia genica: correggere in situ il difetto genetico

Problematiche aperte: etiche e tecniche

Prima di accedere alle terapie fetali è necessaria sinergia tra:

Accurati screening diagnostici Counseling per la coppia

Ogni caso va valutato a sé.Si accede alle terapie fetali quando i

benefici sono comunque maggiori dei possibili rischi legati all’intervento, alle

tecniche utilizzate.

In conclusione…

Molti dei casi che venivano giudicati terminali, oggi possono accedere a cure che ridonano possibilità di vita al bambino con buone aspettative anche dopo la nascita, sebbene talvolta le

procedure siano comunque rischiose.

Molte di queste cure sono inoltre attuabili grazie alla possibilità di sedare il feto e garantire cure palliative

Ad oggi sono possibili interventi che anni fa non erano contemplati

Molti passi in avanti sono stati fatti in campo di diagnostica e terapia

fetale

Sempre di più ha preso piede il concetto di considerare il feto come

paziente

In conclusione…

Le nuove frontiere e le prospettive della terapia fetale · Quali patologie possiamo trattare?...

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