Quali sono i limiti del sangue cordonale e come li stiamo superando

Abbiamo speso migliaia di parole per descrivere i benefici e i punti di forza del cordone ombelicale; adesso vale la pena spenderne qualcuna anche per parlare degli inevitabili limiti.

Come sappiamo, le cellule staminali del cordone ombelicale sono giovani, quindi non hanno subito né danni ambientali né l’invecchiamento cellulare. Inoltre, possiedono una straordinaria tolleranza immunologica, il che consente di usarle per trapianti dove la compatibilità tra donatore e ricevente non è perfetta.

Nonostante tutti questi punti di forza, le staminali cordonali hanno anche dei limiti biologici intrinsechi. Questo non significa che non valga la pena conservarle, anzi: la ricerca sta trasformando questi limiti in opportunità. Non ci limitiamo più a conservare le cellule: stiamo imparando a potenziarle, manipolarle e moltiplicarle.

Ecco come.

Limite 1: volume del campione

Perché si usa il sangue cordonale soprattutto sui bambini? In parte, è a causa delle patologie trattate: il trapianto di staminali è usato principalmente contro i tumori del sangue, che colpiscono in prevalenza i bambini. C’è di più, però: il sangue cordonale è poco.

Per anni, il principale ostacolo all’uso del sangue cordonale negli adulti è stata la quantità. Una singola unità di cordone contiene tra 70 e 200 ml, a seconda delle dimensioni del cordone; parliamo di pressappoco 0,5-1 miliardo di cellule mononucleate, numeri incredibili solo in apparenza.

Per garantire il successo di un trapianto, servono circa 0,25 miliardi di cellule per chilo. Una sacca standard può essere perfetta per un bambino piccolo, ma risulterà insufficiente per un adulto o anche solo per un bambino un po’ più grande.

Niente da fare, quindi?

Soluzione 1: trapianto doppio

La soluzione tradizionale è il trapianto doppio, ovvero usare due unità di sangue cordonale per raggiungere la dose critica.

La tecnica è in sé efficace, ma ha un grosso problema: richiede due donatori diversi per curare un singolo paziente. Visto quant’è difficile trovare anche solo un donatore compatibile, il trapianto doppio è quasi sempre impossibile.

Soluzione 2: espansione ex vivo

La vera rivoluzione è l’espansione ex vivo, ovvero la coltivazione delle cellule staminali in laboratorio. Gli scienziati usano molecole specifiche per farle moltiplicare in modo controllato, senza far perdere loro le proprietà tipiche delle staminali.

Al momento, i risultati migliori si sono ottenuti usando StemRegenin 1 (SR-1), che consente di moltiplicare il numero di cellule fino a 330 volte.

Limite 2: difetti genetici

Il trapianto autologo di sangue cordonale è forse la terapia migliore, in caso di tumori del sangue infantili. Al contrario, è inefficace contro le malattie genetiche preesistenti: servirebbe solo a infondere altre cellule malate nel paziente. Eppure, ci sono soluzioni anche per questo problema.

Soluzione 1: trapianto allogenico

La soluzione più banale è usare il sangue cordonale di un donatore sano, meglio se un fratello o un parente. I fratelli biologici hanno infatti il 25% di probabilità di essere perfettamente compatibili e il 50% di essere parzialmente compatibili, riducendo di molto il rischio di malattia da trapianto.

In Italia, il Servizio Sanitario Nazionale consente la conservazione del sangue cordonale solo in due casi: se un membro della famiglia è affetto da una patologia curabile con il trapianto di staminali; se vi è un rischio documentato di malattie genetiche ereditarie.

Anche realtà private come Sorgente offrono un servizio simile: se in famiglia c’è un bambino malato e un altro in arrivo, Sorgente offre gratuitamente raccolta e conservazione del campione del piccolo in arrivo. Visita la pagina “Opzione Terapia” per saperne di più.

Soluzione 2: editing genetico

La scienza sta lavorando per rendere utile anche il sangue autologo “difettoso” usando l’editing genetico. Grazie alla tecnologia CRISPR, in futuro le cellule staminali malate potrebbero essere corrette in laboratorio, così da eliminare il difetto genetico e reinfonderle.

La procedura è ancora in uno stato embrionale, ma i primi risultati sembrano buoni. In futuro, potrebbe rendere superflua la ricerca di un donatore sano per il trattamento di malattie genetiche come la talassemia.

Limite 3: attecchimento lento

Le staminali del cordone ombelicale hanno un tempo di attecchimento più lungo, rispetto al midollo osseo o alle staminali da sangue periferico. In media, con il cordone ombelicale servono circa 27 giorni affinché i globuli bianchi tornino ad un livello accettabile; con il midollo, ne servono 14.

Tra i rischi maggiori di un trapianto di staminali, c’è proprio la finestra di vulnerabilità immunologica che si crea dopo l’infusione: il vecchio sistema immunitario è stato completamente eliminato, mentre quello nuovo si deve ancora formare. Maggiore è il tempo di attecchimento necessario per le staminali, più tempo impiegano a creare nuovi globuli bianchi, maggiore è il rischio che il paziente incappi in un’infezione potenzialmente letale.

Perché succede? Le staminali del cordone ombelicali sono giovani, quindi presentano una ridotta espressione dei recettori necessari per trovare la loro nicchia biologica.

Soluzione 1: potenziare l’homing

Dato che le staminali cordonali sono troppo giovani per orientarsi da sole, i ricercatori hanno pensato di insegnare loro a farlo prima del trapianto. La tecnica si chiama “priming” e la si usa in diversi ambiti, anche al di fuori del trapianto di staminali.

L’idea è trattare le staminali cordonali con fattori che consentano loro di sviluppare i recettori necessari per l’homing. I ricercatori stanno studiando diverse tecniche per farlo, ma le principali ricadono sotto due macro-categorie:

• fucosilazione, un trattamento enzimatico che aggiunge zuccheri complessi sulla superficie delle staminali, aiutandole ad aaderire alle pareti dei vasi sanguigni del midollo;
• pre-trattamento con prostaglandine, per aumentare la mobilità e la resistenza allo stress delle staminali.

Soluzione 2: trapianto haplo-cord

Le cellule staminali mesenchimali hanno una proprietà preziosa, in casi del genere: migliorano l’homing delle altre cellule, comprese le cellule staminali. Per questa ragione, una strategia consiste nel combinare le staminali ematopoietiche cordonali con le staminali mesenchimali di un donatore aploidentico, ovvero compatibile solo per il 50%.

Le mesenchimali co-infuse preparano il microambiente del midollo osseo e secernono citochine che richiamano le cellule del cordone. Inoltre, le cellule del donatore offrono un minimo di protezione immunitaria nei primissimi giorni dopo il trapianto.

Limite 4: raccolta

Le staminali del cordone hanno un solo limite davvero impossibile da superare: si possono raccogliere esclusivamente al momento del parto. Tanto basta a renderle un bene prezioso e raro, cui possiamo accedere una sola volta nella vita. Eppure, la gran parte dei cordoni ombelicali finisce nella spazzatura, insieme al loro prezioso carico di sangue.

Purtroppo, la donazione pubblica ha dei limiti importanti, quanto meno in Italia. In primo luogo, non tutte le strutture sono attrezzate per raccogliere il sangue cordonale; oltre il 25% delle strutture italiane non offre questo servizio. In secondo luogo, gran parte delle famiglie non sa di questa possibilità e quindi non la richiede. Infine, i parametri per la selezione dei cordoni sono fin troppo rigidi.

Secondo l’ultimo report del Centro Nazionale Sangue, nel 2024 sono state raccolte solo 8.189 unità di sangue su circa 371.000 bambini nati. Il numero sarebbe già di per sé ridicolo, dato che parliamo di poco più del 2% delle nascite. In più, dei cordoni raccolti solo 330 sono stati effettivamente conservati nelle biobanche nazionali: meno dello 0,1% dei cordoni che si sarebbero potuti ottenere nel 2024.

Questo capita perché, secondo la normativa italiana, il sangue cordonale deve contenere minimo 150*10e7 cellule nucleari. Un criterio che sarebbe ragionevole, non esistessero i succitati metodi per espandere il volume del singolo campione in modo sicuro.

Ora come ora, la conservazione privata è l’unico modo per avere la certezza che un cordone ombelicale non vada sprecato.