Na sequência da administração de quimioterapia de alta dose para o tratamento do câncer, a infusão de células-tronco é necessária para garantir a recuperação da função da medula óssea e a produção de glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas. Historicamente, as células-tronco eram coletadas da medula óssea, porém muitos centros de câncer adotaram recentemente a prática de coletar células-tronco do sangue periférico. As células-tronco autólogas devem ser coletadas, ou colhidas, de um paciente antes do tratamento com quimioterapia de alta dose. As células estaminais colhidas são então congeladas e podem ser armazenadas por muitos anos. As células estaminais também podem ser processadas de forma a remover células cancerígenas e/ou tentar activar células imunitárias na recolha de células estaminais com o objectivo de tratar o cancro.
A recolha de células estaminais da medula óssea tem sido realizada com segurança há mais de 30 anos. A colheita de medula óssea é relativamente simples e ocorre tipicamente na sala de operações. Durante uma colheita de medula óssea, os pacientes recebem anestesia geral. O cirurgião introduz então uma agulha grande directamente na cavidade da medula óssea dos ossos da região lombar, que foi esterilizada. A medula óssea é aspirada, ou sugada, dos ossos, inserindo a agulha no osso várias vezes. Uma colheita típica de medula óssea leva cerca de duas horas e envolve a remoção de um litro de medula óssea contendo as células estaminais. O principal efeito secundário deste procedimento é o desconforto no local da extracção da medula óssea. As complicações infrequentes incluem sangramento, infecção e danos nos nervos.
A colheita de células estaminais do sangue é ligeiramente mais complicada do que a colheita da medula óssea. Este procedimento tem sido realizado com segurança há mais de uma década. A recolha de células estaminais do sangue periférico também pode ter várias vantagens clínicas em relação à recolha de células da medula óssea. A principal vantagem das células estaminais do sangue periférico sobre a medula óssea é que podem ser recolhidas células sanguíneas periféricas suficientes para suportar vários cursos de quimioterapia de alta dose. Isto pode ter vantagens significativas no tratamento de vários cancros sanguíneos, bem como de tumores sólidos como o cancro da mama.
Células estaminais normalmente circulam no sangue em quantidades muito pequenas e podem ser recolhidas do sangue através de um pequeno cateter inserido na veia de um paciente. O número de células estaminais circulantes no sangue é aumentado em pacientes cuja medula óssea está a recuperar da quimioterapia. As citocinas (factores de crescimento das células sanguíneas) administradas aos pacientes após a quimioterapia mielossupressora também podem causar um aumento de 100 vezes no número de células estaminais que circulam no sangue. A injecção de citocinas estimula o aumento da produção de células estaminais imaturas e maduras da medula óssea e a sua libertação para o sangue. Uma vez libertadas no sangue, as células estaminais podem ser recolhidas. As citocinas também podem ser administradas sem quimioterapia e causar um aumento substancial no número de células estaminais do sangue que circulam para a colheita. O processo de administrar uma citocina ou fator de crescimento com ou sem quimioterapia mielossupressora com a finalidade de coletar células-tronco é chamado de mobilização de células-tronco. Duas citocinas, Neupogen® e Leukine®, estimulam a produção de células-tronco da medula óssea e são aprovadas pela Food and Drug Administration para uso em pacientes para aumentar o número de células-tronco circulantes. Várias outras citocinas estão em desenvolvimento.
Durante a mobilização das células estaminais, os pacientes recebem uma injeção de uma citocina e são avaliados diariamente. O processo de recolha efectiva das células estaminais do sangue chama-se aférese – isto começa quando existem células estaminais suficientes a circular no sangue para a sua recolha. As células estaminais são recolhidas com uma máquina de aférese a partir do sangue que corre através de um cateter, que é inserido numa veia. O sangue flui de uma veia através do cateter para a máquina de aférese, que separa as células estaminais do resto do sangue e depois devolve o sangue ao corpo do paciente. A aférese é realizada durante vários dias até que tenham sido recolhidas células estaminais suficientes para suportar o tratamento com quimioterapia de alta dose.
Células estaminais podem ser identificadas e medidas com precisão porque têm um marcador ou rótulo específico na superfície da célula estaminal. Este marcador é referido como o antígeno CD34. A medição do número de células estaminais CD34 com antígeno positivo é importante porque os médicos podem prever com precisão a rapidez com que a medula óssea se recupera após a administração de quimioterapia em altas doses com base no número de células estaminais CD34 positivas infundidas. A medição diária do conteúdo de células-tronco do sangue periférico CD34+ também é útil na determinação do número de dias para realizar a aférese.
Um número ideal de células-tronco para apoiar a rápida recuperação da medula óssea e a produção de células sanguíneas após o tratamento com quimioterapia de alta dose é de aproximadamente 5 milhões de células CD34+/kg de peso do paciente. A infusão de mais de 5 milhões de células/kg resulta na maioria dos pacientes na recuperação da produção de células sanguíneas da medula óssea em apenas nove a dez dias. O número mínimo de células estaminais necessárias para garantir a recuperação segura da produção de células sanguíneas da medula óssea é actualmente desconhecido. Os pacientes que não têm células estaminais suficientes podem ser submetidos à mobilização de células estaminais uma segunda ou terceira vez. Na maioria dos casos, os pacientes terão e terão células estaminais suficientes para realizar um transplante. Se as células estaminais do sangue periférico forem recolhidas no início da doença, podem ser recolhidas células estaminais suficientes para suportar vários tratamentos.
Hoje em dia, praticamente todos os transplantes de células estaminais autólogas são realizados com células estaminais do sangue periférico recolhidas após a mobilização com quimioterapia e Neupogen® ou apenas com Neupogen®. Isto porque as células estaminais do sangue periférico são mais fáceis de colher e resultam numa recuperação mais rápida das contagens de células sanguíneas.
Uma recolha típica de células estaminais não é modificada e contém glóbulos vermelhos, células imunitárias e células estaminais quando é processada e armazenada. A coleta de células-tronco, no entanto, pode ser modificada com a intenção de melhorar o tratamento do câncer. Os médicos sabem há muitos anos que as colecções de células estaminais de alguns pacientes também contêm células cancerígenas. Muitos médicos acreditam que a remoção das células cancerígenas da colecção de células estaminais pode melhorar as possibilidades de cura do paciente com quimioterapia de alta dose e transplante de células estaminais autólogas. Qualquer método de remoção de células cancerígenas da colecção de células estaminais requer que sejam removidas células cancerígenas suficientes para fazer a diferença, enquanto que outras células importantes para a medula óssea ou recuperação imunitária do paciente permanecem.
Purging: As células cancerígenas podem ser removidas da medula óssea ou da recolha de células estaminais do sangue periférico através de várias técnicas, cada uma das quais utiliza anticorpos monoclonais que reconhecem e aderem aos antigénios nas células cancerígenas. Uma vez que o anticorpo se liga às células cancerosas, existem várias formas de eliminar estas células do produto das células estaminais. Numa destas técnicas eficazes, o anticorpo é ligado a micropartículas de alta densidade que contêm o níquel metálico pesado. Depois das células estaminais serem misturadas com as micropartículas de alta densidade, as células anexas fixam-se rapidamente ao fundo do recipiente descartável devido ao seu maior peso. Elas podem então ser separadas e descartadas, preservando as células-tronco e deixando a fração mais leve esgotada de praticamente todas as células cancerígenas visadas.
CD34 Seleção: Técnicas mecânicas para remover células cancerígenas das coleções de células-tronco começaram a ser desenvolvidas no início dos anos 90. As técnicas mecânicas foram desenhadas para remover ou seleccionar apenas as células estaminais da colecção de células estaminais. Foi argumentado que seria mais fácil remover algumas células estaminais necessárias para suportar uma quimioterapia de alta dose e depois tentar matar ou remover todas as células cancerígenas de uma colecção de células estaminais. Uma vez removidas as células estaminais, as células restantes, incluindo as células cancerígenas, podiam ser descartadas.
Para remover apenas as células estaminais, os cientistas tinham que ser capazes de identificar primeiro de forma fiável as células estaminais. Uma vez que as células estaminais pudessem ser identificadas, poderiam então ser desenvolvidas técnicas para remover as células estaminais das outras células da colecção de células estaminais. Os cientistas descobriram que as células estaminais têm certos marcadores (antigénios) na sua superfície que as distinguem das outras células. Um dos principais antigénios das células estaminais é o antigénio CD34. A selecção positiva é uma técnica desenvolvida para a separação das células estaminais de outras células. Este método utiliza um dispositivo que liga as células estaminais CD34-positivas e as remove das outras células da colecção de células estaminais. Os dispositivos de selecção CD34-positivos foram avaliados em ensaios clínicos. Embora os dispositivos de seleção CD34 sejam capazes de remover um grande número de células cancerígenas do produto, eles também removem muitas células-tronco e células imunes.
Nas últimas duas décadas, muitos médicos têm trabalhado em formas de conseguir que pequenas quantidades de medula óssea cresçam em um sistema de cultura fora do corpo. Se pequenas quantidades de células estaminais pudessem ser expandidas num sistema de cultura como estão no corpo, então as complicações da recolha de células estaminais da medula óssea ou do sangue poderiam ser evitadas. Ao longo dos anos, os médicos descobriram as hormonas que dizem às células estaminais para se dividirem e multiplicarem. Eles podem agora adicionar estas hormonas a um sistema de cultura estéril fora do corpo. Este sistema de cultura tem a vantagem adicional de não suportar o crescimento das células cancerígenas. Assim, pode-se pegar num pequeno número de células estaminais que contêm células cancerígenas, colocá-las num sistema de cultura com as hormonas apropriadas e produzir um número significativo de células estaminais que não contêm cancro e que são adequadas para transplantes.
Doctors em três centros médicos dos EUA relataram os primeiros transplantes autólogos utilizando células estaminais expandidas na revista Blood. Com anestesia local, obtiveram pequenas amostras de medula óssea de 19 pacientes com câncer de mama e colocaram estas células em um sistema de expansão por 12 dias. Estes 19 pacientes receberam quimioterapia de alta dose com ciclofosfamida, Paraplatin® e Thioplex®, seguida da infusão das células expandidas. O tempo médio de recuperação das contagens sanguíneas foi semelhante ao observado após a infusão de medula óssea, mas foi mais lento do que o observado após a infusão de células estaminais do sangue periférico autólogo. No entanto, esta técnica está associada à infusão de glóbulos brancos mais maduros e funcionais, o que pode ser um benefício adicional para o paciente na primeira semana após o transplante na prevenção da infecção. Um paciente tinha células cancerígenas na medula óssea antes do tratamento, mas não foram detectadas células cancerígenas nas células estaminais expandidas que foram infundidas após uma dose elevada de quimioterapia.
Este ensaio clínico demonstra claramente o potencial da utilização de células estaminais expandidas da medula óssea para o transplante autólogo. Actualmente, não está claro quem beneficiaria de preferência desta técnica e quem seria melhor servido com um transplante de células estaminais sanguíneas. Esta seria uma técnica valiosa se pudesse ser realizada com sucesso em pacientes que tivessem a medula óssea danificada pela quimioterapia ou radioterapia e não tivessem células estaminais suficientes para realizar um transplante autólogo. Os pacientes com cancro na medula óssea beneficiariam se as células cancerígenas pudessem ser eliminadas de forma consistente pela técnica de cultura. Esta técnica também pode ser utilizada para expandir o sangue do cordão umbilical onde o número de células estaminais obtidas a partir desta fonte é inadequado para transplantes alogénicos em adultos. Assim, este ensaio clínico poderia ser um desenvolvimento muito importante no campo do transplante e apenas o início da investigação nesta área.