Una nuova ricerca sulle dinamiche a lungo termine delle cellule staminali trapiantate nel corpo di un paziente spiega come l’età influisce sulla sopravvivenza delle cellule staminali e sulla diversità immunitaria, offrendo spunti che potrebbero rendere i trapianti più sicuri e di maggior successo.
Per la prima volta, gli scienziati hanno tracciato cosa accade alle cellule staminali decenni dopo un trapianto, svelando la procedura che è stata un mistero medico per oltre 50 anni. Le intuizioni potrebbero aprire la strada a nuove strategie nella selezione dei donatori e nel successo del trapianto, portando potenzialmente a trapianti più sicuri ed efficaci.
I ricercatori del Wellcome Sanger Institute e i loro collaboratori dell’Università di Zurigo sono riusciti a mappare il comportamento delle cellule staminali nel corpo dei riceventi fino a tre decenni dopo il trapianto, offrendo per la prima volta uno sguardo alle dinamiche a lungo termine di queste cellule.
Lo studio, pubblicato il 30 ottobre su Nature, rivela che i trapianti da donatori più anziani che spesso hanno meno successo, hanno dieci volte meno cellule staminali vitali che sopravvivono al processo di trapianto. Alcune delle cellule sopravvissute perdono anche la capacità di produrre la gamma di cellule del sangue essenziali per un sistema immunitario robusto.
Ogni anno, oltre un milione di persone in tutto il mondo vengono diagnosticate con un tumore del sangue, tra cui tumori come la leucemia e il linfoma, che possono impedire al sistema immunitario di funzionare correttamente. I trapianti di cellule staminali, noti anche come trapianti di midollo osseo, sono spesso l’unica opzione di trattamento curativo per i pazienti.
La procedura sostituisce le cellule del sangue danneggiate di un paziente con cellule staminali sane provenienti da un donatore, che poi ricostruiscono l’intero sangue e il sistema immunitario del paziente. Solo nel Regno Unito, oltre 2.000 persone si sottopongono a questa procedura ogni anno.
Nonostante vengano eseguiti da oltre 50 anni, molte domande fondamentali su come funzionano i trapianti sono rimaste senza risposta. Sebbene possano salvare vite, i risultati variano ampiamente, lasciando molti pazienti ad affrontare complicazioni anni dopo. È noto che l’età del donatore influisce sui tassi di successo, ma ciò che accade a livello cellulare dopo un trapianto è stato una “scatola nera”, fino ad ora.
In questo nuovo studio, i ricercatori del Wellcome Sanger Institute e dell’Università di Zurigo hanno utilizzato tecniche avanzate di sequenziamento del genoma per analizzare campioni di sangue di dieci coppie di fratelli donatore-ricevente fino a 31 anni dopo il trapianto.
Analizzando le mutazioni che si verificano nel corso della vita nelle cellule staminali del donatore e del ricevente, hanno potuto tracciare quante cellule staminali erano sopravvissute al trapianto e avevano continuato a produrre nuove cellule del sangue nel corpo del paziente, un approccio precedentemente impossibile.
Il team ha scoperto che nei trapianti da donatori più giovani, quelli tra i 20 e i 30 anni, circa 30.000 cellule staminali sopravvivono a lungo termine, rispetto a solo 1-3.000 nei donatori più anziani. Questo calo potrebbe portare a una ridotta immunità e a un rischio di ricaduta più elevato, il che potrebbe spiegare perché i donatori più giovani spesso ottengono risultati migliori.
Hanno anche scoperto che il processo di trapianto invecchia il sistema sanguigno dei riceventi di circa 10-15 anni rispetto ai donatori compatibili, principalmente a causa della minore diversità delle cellule staminali.
Sorprendentemente, nonostante l’intenso stress del processo di trapianto, le cellule staminali acquisiscono poche nuove mutazioni genetiche mentre si dividono rapidamente per ricostruire il sangue del paziente. Ciò sfida le precedenti ipotesi sugli alti tassi di mutazione durante il trapianto.
Lo studio ha anche identificato altri fattori genetici, indipendentemente dall’età del donatore, che aiutano alcune cellule staminali a prosperare dopo il trapianto. Questa gamma di vantaggi genetici potrebbe portare allo sviluppo di trattamenti migliori, rendendo i trapianti più sicuri ed efficaci per una gamma più ampia di pazienti.
Il Dott. Michael Spencer Chapman, primo autore dello studio presso il Wellcome Sanger Institute, ha affermato: “Quando si riceve un trapianto, è come dare al sistema sanguigno un nuovo inizio, ma cosa succede realmente a quelle cellule staminali? Finora, potevamo solo introdurre le cellule e poi monitorare le conte ematiche per i segni di recupero. Ma in questo studio abbiamo tracciato decenni di cambiamenti in un singolo campione, rivelando come alcune popolazioni cellulari scompaiono mentre altre prevalgono, plasmando il sangue di un paziente nel tempo. È emozionante comprendere questo processo in modo così dettagliato“.
Il Dott. Markus Manz, autore senior dello studio presso l’Università di Zurigo, ha affermato: “La ricerca evidenzia che l’età è più di un semplice numero: è un fattore importante per il successo del trapianto. Sebbene il sistema delle cellule staminali emopoietiche sia sorprendentemente stabile nel tempo, i donatori più giovani in genere forniscono una gamma più ampia e diversificata di cellule staminali, il che potrebbe essere cruciale per il recupero a lungo termine dei pazienti. Ci auguriamo di continuare a esplorare altri fattori che influenzano le dinamiche delle cellule staminali emopoietiche a lungo termine, per perfezionare sia la selezione dei donatori sia l’ambiente del midollo osseo del ricevente, per una funzionalità ottimale delle cellule staminali a lungo termine“.
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Il Dott. Peter Campbell, autore principale dello studio presso il Wellcome Sanger Institute, ha affermato: “Il processo di trapianto forza il sangue e le cellule immunitarie attraverso una sorta di ‘collo di bottiglia’ genetico”. Il nostro nuovo approccio ci consente di studiare più da vicino questo fenomeno del collo di bottiglia. Abbiamo scoperto che il collo di bottiglia offre molteplici opportunità diverse per alcune cellule staminali di prosperare più di altre nel loro nuovo ambiente nel ricevente. Crediamo che sarà possibile trovare i geni responsabili di consentire ad alcune cellule staminali di prosperare meglio di altre: questi geni potrebbero quindi, in teoria, essere sfruttati per migliorare il successo della procedura di trapianto”.
Immagine Credit Public Domain.
Fonte: Nature
