Transplantul de maduva osoasa

Transplantul medular reprezinta transplantul de celule stem hematopoietice pluripotente, derivate de obicei din maduva osoasa, singele periferic sau cordonul ombilical. Este o procedura medicala care apartine hematologiei si oncologiei, mai frecvent efectuata pentru pacientii cu anumite cancere ale singelui sau maduvei osoase, cum este mielomul multiplu sau leucemia. In aceste cazuri sistemul imun al primitorului este distrus prin iradiere sau chimioterapie inainte de transplant. Boala grefa-versus-gazda este o complicatie majora a transplantului allogenic de maduva.

Transplantul de maduva osoasa ramine o procedura periculoasa cu multiple complicatii posibile; a fost clasic rezervat pacientilor cu boli amenintatoare de viata. In timp ce este folosit experimental cu indicatii nonmaligne si nonhematologice, cum este boala auto-imuna severa si boala cardiovasculara, riscul de complicatii fatale pare prea mare pentru a cistiga o acceptanta larga.

Multi primitori de transplant de maduva osoasa sunt pacienti cu mielom multiplu sau leucemii, care nu ar rezista unui tratament de lunga durata sau care sunt deja rezistenti la chimioterapie. Candidatii pentru transplantul de maduva osoasa cuprind cazurile pediatrice in care pacientul are un defect innascut, cum este imunodeficienta combinata severa sau neutropenia congenitala cu celule stem deficitare, precum si copiii sau adultii cu anemie aplastica care si-au pierdut celulele stem dupa nastere. Alte conditii tratate prin transplant de maduva osoasa cuprind siclemia, sindromul mielodisplazic, neuroblastomul, limfomul, sarcomul Ewing, tumorile desmoplastice, boala granulomatoasa cronica si boala Hodgkin.

Mai recent au fost dezvoltate procedurile non-mieloablative sau asa numitele „mini transplant”, care necesita doze mici de chimio sau radioterapie pre-operatorie. Aceste proceduri noi permit transplantului de maduva osoasa sa fie efectuat si la persoanele virstnice sau alti pacienti care altfel ar fi considerati prea slabiti pentru a rezista unui regim terapeutic standard.

Maduva osoasa si celulele stem hematopoietice

Maduva osoasa este materialul moale, similar unui burete, care se gaseste in interiorul oaselor. Aceasta contine celule imature cunoscute drept hematopoietice sau celule stem formatoare de singe (celulele stem hematopoietice sunt diferite de celulele stem embrionice, acestea din urma se pot transforma in oricare tip tisular din corp). Celulele hematopoietice se divid pentru a forma celule stem formatoare de singe sau se matureaza in unul din cele trei tipuri de celule ale singelui: celule albe care lupta impotriva infectiilor, celule rosii care transporta oxigenul si trombocite care ajuta la coagularea singelui. Cele mai multe celule stem hematopoietice se regasesc in maduva osoasa, dar unele, denumite periferice, se gasesc in singele periferic. Singele din cordonul ombilical contine de asemenea celule stem hematopoietice. Celulele din oricare dintre aceste surse pot fi folosite in transplanturi.

Indicatiile transplantului de maduva osoasa

Bolile nonmaligne:

- tulburarile metabolice mostenite (adrenoleucodistrofia, sindrom Hurler, leucodistrofia metacromatica, osteopetroza)
- tulburarile imune mostenite (imunodeficienta combinata severa, sindrom Wiskott-Aldrich)
- infectia HIV (experimental)
- anomalii mostenite ale eritrocitelor (aplasia pura a hematiilor, siclemia, beta-talasemia)
- insuficienta maduvei osoase (anemia aplastica severa, anemia Fanconi)
- bolile autoimune in mod experimental (scleroza sistemica, artrita reumatoida juvenila severa, lupusul, scleroza multipla, boala Crohn).

Bolile maligne/premaligne:

- leucemia limfoblastica acuta, leucemia mielogena acuta
- leucemia mielogena cronica, leucemia mielomonocitara juvenila
- anomaliile plasmocitare
- limfomul Hodgkin si non-Hodgkin.

Tipuri de grefa de maduva osoasa

Grefa autologa:

Transplantul autolog de celule stem sau maduva osoasa necesita extractia (afereza) celulelor stem hematopoietice de la pacient si depozitarea acestora intr-un congelator. Pacientul este apoi tratat cu doze mari de chimioterapie cu sau fara radioterapie cu intentia de a eradica populatia maligna celulara cu costul ablatiei partiale sau totale a maduvei osoase (distrugerea functiei maduvei osoase). Propriile celule depozitate sunt apoi reintroduse in corp, unde preiau locul si functia tesutului medular distrus si refac populatia celulara sangvina normala a pacientului.

Transplantele autologe au avantajul unui risc mai mic de infectie in timpul portiunii imun compromise a tratamentului, deoarece recuperarea functiei imunitare este rapida. De asemenea, incidenta pacientilor care experimenteaza rejectul (boala grefa-versus-gazda) este foarte rara deoarece donorul si primitorul sunt acelasi individ. Aceste avantaje au stabilit acest tip de grefa medulara ca un tratament de a doua linie standard pentru boli precum limfomul. Totusi pentru conditii precum leucemia mieloida acuta, mortalitatea redusa a transplantului autolog fata de cel allogenic este depasita de o predispozitie crescuta a recaderilor, astfel tratamentul allogenic fiind preferat in aceste conditii. Cercetatorii au condus studii folosind transplantul hematopoietic non-mieloablativ ca posibil tratament pentru diabetul zaharat tip I (insulin dependent) la copii si adulti. Rezultatele au fost promitatoare.

Grefa allogenica:

Transplantul de maduva osoasa allogenic implica doua persoane: donorul sanatos si pacientul primitor. Donorii trebuie sa aiba un tip tisular (HLA) care sa se potriveasca primitorului. Potrivirea HLA se face pe baza variabilitatii a trei sau mai multi loci ai genei HLA, iar o potrivire perfecta a acestor loci este preferata. Chiar daca exista o potrivire buna intre aceste allele importante, primitorul va necesita medicatie imunosupresiva pentru a evita boala grefa-versus-gazda.

Donorii pot fi rude de singe, singenici (un geaman monozygotic sau identic al pacientului) sau fara legatura de rudenie dar care are un HLA foarte apropiat. Donorii fara rudenie pot fi regasiti intr-un registru de donori de maduva osoasa cum este Programul National al Donatorilor de Maduva. Persoanele care doresc sa fie testate pentru un membru al familiei sau prieten fara a se inregistra in acest registru pot contacta un laborator privat pentru a-si testa HLA (printr-o mostra de celule raclate din mucoasa bucala).

In cazul unei conditii ereditare, un geaman salvator poate fi intentionat selactat prin diagnostic genetic pentru a se potrivi HLA copilului si pentru a fi sanatos. Transplantele allogenice sunt efectuate si folosind singe din cordonul ombilical ca sursa de celule stem. In general, prin transplantul de celule stem sanatoase in sistemul imun al primitorului, sansele de vindecare sau de remisie pe termen lung par a se imbunatati dupa rezolvarea complicatiilor immediate ale transplantului.

Sursele si depozitarea maduvei osoase

Pentru a limita riscul rejectului celulelor stem sau a bolii grefa-versus-gazda in transplantul allogenic, donorul trebuie preferabil sa aiba acelasi HLA (antigen leucocitar uman) precum primitorul. Aproximativ 25-30% dintre primitorii de grefa allogenica au un geaman identic HLA. Chiar si potrivirile perfecte pot avea nepotriviri ale alelelor minore ale genei care contribuie la dezvoltarea bolii grefa-versus-gazda.

Maduva osoasa:

In cazul unui transplant de maduva osoasa, celulele hematopoietice sunt extrase dintr-un os mare al donorului, de obicei pelvisul mai rar sternul, printr-un ac special care ajunge in centrul osului. Tehnica este denumita punctie osoasa si este efectuata sub anestezie generala.

Celulele stem din singele periferic:

Acestea sunt cunoscute ca fiind sursa cea mai comuna de celule stem pentru transplantul allogenic. Sunt colectate din singe printr-un proces denumit afereza. Singele donorului este prelevat printr-un ac steril din vena unui brat sit recut intr-o masina care inlatura celulele albe. Celulele rosii sunt returnate donorului. Celulele stem periferice sunt stimulate prin injectii zilnice subcutanate cu factor stimulator al coloniilor de granulocite, cu rolul de a mobiliza celulele stem din maduva osoasa a donorului in circulatia periferica.

Fluidul amniotic:

Este posibila si extractia celulelor stem hematopoietice din lichidul amniotic pentru transplantul autolog si heterolog la momentul nasterii.

Singele cordonului ombilical:

Singele cordonului ombilical este obtinut cind mama doneaza cordonul ombilical si placenta copilului dupa nastere. Singele acesta are o concentratie mai mare de celule stem hematopoietice decit se regaseste normal in singele adultului. Totusi, cantitatea mica de singe obtinuta din cordonul ombilical (cam 50 ml) face aceasta tehnica mai potrivita transplantului la copiii mici decit la adulti. Tehnici mai noi folosind expansiunea ex-vivo a unitatilor de singe ombilical sau folosirea a doua unitati de singe ombilical de la donori diferiti permit folosirea acestor transplante la adulti. Singele din cordonul ombilical poate fi prelevat si de la un copil nascut dupa preimplantarea cu diagnostic genetic pentru potrivirea HLA, cu rolul de a dona celule stem fratelui primitor.

Depozitarea maduvei osoase si a celulelor stem hematopoietice

Fata de alte organe, maduva osoasa poate fi inghetata (crioprezervata) pentru perioade lungi fara a provoca leziuni celulare. Aceasta este o necesitate in transplantul autolog deoarece celulele trebuie prelevate de la donor cu luni inainte de tratament. In cazul transplantului allogenic, sunt preferate celule hematopoiectice proaspete pentru a evita pierderea de celule care poate interveni in timpul crioprezervarii. Singele cordonului ombilical allogenic este depozitat inghetat intr-o banca de singe deoarece este obtinut doar la momentul nasterii copilului. Pentru a crioprezerva maduva osoasa, trebuie adaugat un prezervativ iar celulele trebuie inghetate foarte incet in regim controlat pentru a preveni leziunile celulare osmotice in timpul formarii cristalelor de gheata. Aceste celule hematopoietice pot fi depozitate ani intr-un criogenizator, care foloseste de obicei nitrogen lichid.

Regimurile terapeutice pre-operatorii

Transplantul mieloablativ:

Chimioterapia sau radioterapia administrate imediat inainte de transplant sunt denumite regimuri de pregatire, avind scopul de a ajuta la eradicarea bolii pacientului inainte de infuzia de celule hematopoietice si de a suprima reactiile imune. Ablatia maduvei osoase se poate efectua prin administrarea de doze care sa determine leziuni minime altor tesuturi. In transplantul allogenic se foloseste o combinatie de ciclofosfamida si busulfan sau iradierea totala a corpului. Acest tratament are si un efect imunosupresor care previne rejectul celulelor de catre sistemul imun al primitorului. Prognosticul post-transplant cuprinde frecvent boala grefa-versus-gazda acuta si cronica care poate fi amenintatoare de viata. Totusi, in unele leucemii acest fenomen poate coincide cu protectia impotriva recaderii neoplazice datorita efectului grefa-versus-tumora. Transplantul autolog poate folosi regimuri de pegatire similare, dar cu folosirea altor combinatii chimioterapice in functie de tipul de boala.

Transplantul non-mieloablativ allogenic:

Acesta este un tratament nou folosind doze mici de chimioterapie si iradiere, mult pre amici pentru a eradica toate celulele maduvei osoase a primitorului. Astfel aceste regimuri prezinta riscuri mai mici ale infectiilor severe si a mortalitatii legate de transplant bazindu-se pe efectul grefa-versus-tumora pentru a rezista riscului inerent crescut al recaderilor. De asemenea, agentii imunosupresivi administrati in doze mari in stadiile initiale ale tratamentului sunt totusi in doze mai mici decit cele pentru transplantul conventional. Aceasta tehnica determina chimerism mixt imediat dupa transplant, adica co-existenta simultana a maduvei osoase a donorului si a primitorului in acelasi spatiu.

Scaderea dozelor terapiei imunosupresive permite si celulelor T ale donorului sa eradicheze celulele hematopoietice restante ale primitorului, inducand efectul grefa-versus-tumora. Acest efect este frecvent acompaniat de o boala grefa-versus-gazda usoara, acesta fiind semnalul stabilirii unei doze optime pentru tratamentul sustinut cu agenti imunosupresivi in doze mici.

Datorita regimurilor de pregatire pre-operatorie usoare, aceste transplanturi sunt asociate cu un risc mic de mortalitate legate de transplant, permitind astfel pacientilor care sunt considerati la risc inalt pentru transplantul conventional allogenic sa urmeze o terapie potential curativa pentru boala lor. Aceste noi strategii terapeutice sunt intr-un fel inca experimentale, dar folosite tot mai mult la pacientii in virsta care nu se potrivesc regimurilor nonablative si pentru care riscul mare de recadere neoplazica poate fi acceptabil.

Procesarea si infuzia celulelor stem

Infuzia celulelor stem este efectuata intr-o ora, aceasta perioada variind in functie de volumul infuzat. Acestea pot fi procesate inainte de infuzie, daca este indicat. Depletia celulelor T poate fi efectuata pentru a scadea riscul de boala grefa-versus-gazda. Inainte de infuzie pacientul este premedicat cu acetaminofen si difenhidramina pentru a preveni reactiile. Celulele sunt infuzate printr-un cateter venos central, precum o transfuzie de singe. Anafilaxia, supraincarcarea de volum si o boala grefa-versus-gazda tranzitorie sunt complicatiile potentiale majore. De asemenea celulele crioprezervate contin dimetil sulfoxid, un prezervativ care poate determina insuficienta renala, alaturi de gust si miros neplacute.

Faza neutropenica a transplantului

In aceasta perioada (2-4 saptamini), pacientul nu are un sistem imun eficient. Vindecarea este deficitara iar pacientul este susceptibil infectiilor. Ingrijirea preventiva si antibioterapia empirica sunt importante in depasirea cu succes a acestei faze. In aceasta perioada infectia herpetica se poate reactiva. Flora endogena, cum este cea cutanata sau intestinala poate deveni oportunista. Infectiile nosocomiale sunt probabil cel mai mare risc deoarece sunt mai rezistente la regimurile antibiotice standard.

La 5-7 zile dupa transplant apare febra tratata imediat cu antifungice, amfotericina fiind prima optiune. Folosirea sterilizantelor intestinale este controversata. Acestea reduc numarul de hemoculturi pozitive obtinute dar nu are impact asupra evolutiei. Nutritia este o problema cheie. Aportul oral este sever redus datorita mucozitei severe dezvoltate de majoritatea pacientilor. Nutritia parenterala totala este indicata si necesara mai ales la copii.

Repopularea maduvei osoase a primitorului

Dupa citeva saptamini de crestere in maduva osoasa, expansiunea celulelor stem hematopoietice este suficienta pentru a normaliza numarul de celule ale singelui si a reinitia sistemul imun. Celulele derivate din celulele stem hematopoietice ale donorului populeaza multiple organe diferite ale primitorului, incluzind cordul, ficatul si muschii, sugerindu-se ca aceste celule ar avea abilitati de a regenera tesuturile lezate din aceste organe. Totusi, cercetarile actuale ca acest fenomen nu apare in mod normal.

Complicatiile transplantului de maduva osoasa

Transplantul a fost asociat cu mortalitate ridicata a primitorului (10%), care limiteaza folosirea sa in cazuri de boala deja amenintatoare de viata. Complicatiile majore sunt boala veno-ocluziva, mucozita, infectia, boala grefa-versus-gazda si dezvoltarea unor noi neoplazii.

Infectia:

Transplantul de maduva osoasa necesita de obicei ca maduva osoasa a primitorului sa fie distrusa (mieloablatie) . Inainte de introducerea grefei pacientul poate trai citeva saptamini fara un numar suficient de celule albe care sa-l ajute sa lupte impotriva infectiilor. Acest fenomen pune pacientul la risc inalt de infectii, sepsis si soc septic, in ciuda antibioticelor profilactice. Totusi, medicatia antivirala, cum este aciclovirul si valaciclovirul sunt destul de eficiente in preventia puseurilor de infectie herpetica la pacientii seropozitivi.

Agentii imunosupresivi administrati in transplantul allogenic pentru preventia sau tratamentul bolii grefa-versus-gazda cresc si mai mult riscul de infectii oportunistice. Acestia sunt administrati minim 6 luni dupa transplant sau mai mult daca este vorba de boala grefa-versus-gazda. Pacientii isi pierd imunitatea cistigata, de exemplu imunitatea pentru bolile copilariei cum este poliomielita sau varsatul de vint. Din acest motiv pacientii trebuie re-vaccinati cu vaccinurile copilariei dupa ce se afla pe medicatie imunosupresiva.

Boala veno-ocluziva:

Lezarea severa hepatica poate fi consecinta bolii veno-ocluzive. Elementele caracteristice acestei conditii sunt nivelele ridicate ale bilirubinei, hepatomegalie si retentie de fluid. Cazurile severe sunt asociate cu rate mari de mortalitate. Anticoagulantii pot fi eficienti in reducerea severitatii bolii dar pot creste si complicatiile hemoragice. Ursodiolul s-a dovedit a ajuta la prevenirea bolii veno-ocluzive prin facilitarea fluxului biliar.

Mucozita:

Leziunile mucoaselor orale si faringiene sunt un efect toxic frecvent care urmeaza regimurilor ablative de transplant. Nu este o conditie amenintatoare de viata dar este foarte dureroasa si interfera cu alimentatia si consumul de lichide. Mucozita se trateaza cu analgezice si perfuzii intravenoase pentru a preveni deshidratarea si malnutritia.

Boala grefa-versus-gazda:

Este o boala inflamatorie specifica transplantului allogenic. Reprezinta atacul celulelor imunitare ale noii maduve osoase impotriva tesuturilor primitorului. Acest fenomen poate apare si in cazul identitatii HLA donorului si a primitorului deoarece sistemul imun mai poate inca recunoaste alte diferente intre tesuturi. Este denumita boala grefa-versus gazda deoarece transplantul de maduva osoasa este singura procedura de transplant in care celulele transplantate trebuie sa accepte corpul decit sa accepte corpul noile celule.

Boala grefa-versus-gazda acuta apare de obicei in primele 3 luni dupa transplant si poate implica pielea, intestinele sau ficatul. Dozele mari de corticosteroizi cum este prednisonul sunt terapia standard; totusi acest tratament imuno-supresiv conduce la infectii mortale. Boala grefa-versus-gazda cronica se poate de asemenea dezvolta dupa transplantul allogenic. Este principala sursa de complicatii legate de terapia tardiva, desi determina decesul mai rar. Alaturi de inflamatie, boala cronica grefa-versus-gazda poate conduce la dezvoltarea fibrozei sau a tesuturilor cicatriciale, similar sclerodermiei; poate determina dizabilitate functionala si necesita terapie imunosupresiva de lunga durata. Boala grefa-versus-gazda este de obicei mediata de celulele T care reactioneaza la peptidele straine prezente in MHC-ul gazdei.

Efectul grefa-versus-tumora:

Efectul grefa-versus-tumora sau grefa versus leucemie este aspectul benefic al fenomenului grefa-versus-gazda. De exemplu pacientii cu boala grefa-versus-gazda acuta sau cronica dupa un transplant allogenic tind sa aiba un risc mai mic de recadere. Acest aspect se datoreaza reactiei imune terapeutice a limfocitelor T grefate ale donorului impotriva maduvei osoase bolnave a primitorului. Aceasta rata mica de recaderi numara succesele ridicate a transplantelor allogenice, fata de cele de la gemeni identici, si indica ca transplantul allogenic este o forma de imunoterapie. Efectul grefa-versus-tumora este beneficiul major al transplanturilor care nu se preteaza la regimurile imunosupresive. Este un efect util mai ales in bolile cu progresie lenta, cum este leucemia cronica, limfomul de grad mic si unele cazuri de mielom multiplu. Totusi, este mai putin eficient in leucemiile acute cu evolutie rapida.

Carcinomul oral:

Pacientii dupa transplant de maduva osoasa sunt la risc de carcinom oral. Acest cancer are un comportament mai agresiv cu prognostic mai prost, comparat cu un cancer oral aparut la un pacient fara transplant.

Prognosticul transplantului de maduva osoasa

Prognosticul variaza larg in functie de tipul de boala, stadiul, sursa de celule stem, statusul HLA si regimul pre-operator. Un transplant ofera o sansa de vindecare sau de remisiune de lunga durata daca complicatiile inerente: grefa-versus-gazda, tratamentele imunosupresive si spectrul de infectii oportuniste pot fi depasite. In ultimii ani, ratele de supravietuire s-au imbunatatit.

Riscurile donorului de maduva osoasa

Riscurile unei complicatii depind de caracteristicele pacientului, procedura de afereza si ingrijirea medicala si de factorul stimulator de colonii folosit (G-CSF, GM-CSF). G-CSF cuprind filgrastim si ienograstim.

Filgrastimul este dozat la 10 micrograme/Kg pentru 4-5 zile in timpul recoltarii de celule stem. Efectele adverse documentate ale filgrastimului cuprind ruptura splenica (indicata de durerea abdominala superioara si in umar, risc de 1:40.000), sindromul de detresa respiratorie al adultului (ARDS), hemoragia alveolara si reactiile alergice (care apar in primele 30 de minute, risc de 1:300). Numarul trombocitelor si nivelul hemoglobinei nu vor reveni la normal decit la o luna dupa punctie.

Intrebarea daca pacientii peste 65 de ani reactioneaza la fel ca cei sub 65 de ani nu a fost suficient studiata. Problemele coagularii si inflamatia placilor aterosclerotice sunt cunoscute a apare ca rezultat al injectiei cu G-CSF. Acesta induce si modificari genetice in celulele mononucleare ale donorului normal. Exista dovezi si ale mielodisplaziei sau a leucemiei mieloide acute care pot fi induse de G-CSF la indivizii susceptibili.

Tratamentul experimental al HIV

In 2007 o echipa de medici din Berlin a efectuat un transplant de celule stem pentru un pacient cu leucemie si infectie HIV. Acestia au ales dintre donori un individ cu doua copii genetice ale unei variante rare a unui receptor de suprafata care confera rezistenta la infectia HIV prin blocarea atasarii virusului la celule. In mare, unul din 100 de oameni cu descendenta europeana au aceasta mutatie ereditara, rara in alte populatii. Transplantul a fost repetat la un an dupa o recadere. La trei ani de la transplantul initial si in ciuda terapiei antiretrovirale continue, medicii nu au putut detecta virusul HIV in singele pacientului, ducind la speculatii ca acesta s-ar fi vindecat de HIV. Complicatiile potential fatale ale pacientului Berlin suferite dupa boala grefa-versus-gazda si leucoencefalopatie arata ca procedura nu poate fi efectuata la alti pacienti cu HIV, chiar daca ar fi gasiti suficienti donori.

In 2012 in Boston s-au mai efectuat doua astfel de transplanturi dar fara gena care confera imunitate fata de HIV. Acesti pacienti nu au mai prezentat urme ale virusului sau ale anticorpilor specifici in singe, sugerind o absenta a replicarii HIV.