După administrarea de chimioterapie în doze mari pentru tratamentul cancerului, este necesară infuzia de celule stem pentru a asigura recuperarea funcției măduvei osoase și producția de globule roșii, globule albe și trombocite. Din punct de vedere istoric, celulele stem erau recoltate din măduva osoasă, însă multe centre oncologice au adoptat recent practica de a recolta celule stem din sângele periferic. Celulele stem autologe trebuie să fie colectate, sau recoltate, de la un pacient înainte de tratamentul cu chimioterapie în doze mari. Celulele stem recoltate sunt apoi congelate și pot fi stocate timp de mai mulți ani. Celulele stem pot fi, de asemenea, procesate în moduri care elimină celulele canceroase și/sau încearcă să activeze celulele imune din colecția de celule stem în scopul tratării cancerului.
Colectarea de celule stem din măduva osoasă a fost efectuată în siguranță de peste 30 de ani. O recoltare de măduvă osoasă este relativ simplă și are loc de obicei în sala de operație. În timpul unei recoltări de măduvă osoasă, pacienții primesc anestezie generală. Un chirurg introduce apoi un ac mare direct în cavitatea măduvei osoase a oaselor din partea inferioară a spatelui, care a fost sterilizată. Măduva osoasă este aspirată, sau suptă, din oase prin introducerea acului în os de mai multe ori. O recoltare tipică de măduvă osoasă durează aproximativ două ore și presupune prelevarea unui litru de măduvă osoasă care conține celulele stem. Principalul efect secundar al acestei proceduri este disconfortul la locul recoltării măduvei osoase. Complicațiile mai puțin frecvente includ sângerări, infecții și leziuni nervoase.
Recoltarea de celule stem din sânge este puțin mai complicată decât recoltarea din măduva osoasă. Această procedură a fost efectuată în condiții de siguranță de peste un deceniu. Recoltarea de celule stem din sângele periferic poate avea, de asemenea, mai multe avantaje clinice în comparație cu recoltarea acestora din măduva osoasă. Principalul avantaj al celulelor stem din sângele periferic față de măduva osoasă este că pot fi colectate suficiente celule din sângele periferic pentru a susține mai multe cure de chimioterapie cu doze mari. Acest lucru poate avea avantaje semnificative pentru tratamentul mai multor tipuri de cancere ale sângelui, precum și al tumorilor solide, cum ar fi cancerul de sân.
Celele stem circulă în mod normal în sânge în cantități foarte mici și pot fi colectate din sânge printr-un mic cateter introdus în vena pacientului. Numărul de celule stem care circulă în sânge este crescut la pacienții a căror măduvă osoasă se reface în urma chimioterapiei. Citokinele (factori de creștere a celulelor sanguine) administrate pacienților după o chimioterapie mielosupresoare pot provoca, de asemenea, o creștere de 100 de ori a numărului de celule stem care circulă în sânge. Injectarea de citokine stimulează creșterea producției de celule stem imature și mature din măduva osoasă și eliberarea lor în sânge. Odată eliberate în sânge, celulele stem pot fi recoltate. De asemenea, citokinele pot fi administrate fără chimioterapie și determină o creștere substanțială a numărului de celule stem circulante în sânge pentru recoltare. Procesul de administrare a unei citokine sau a unui factor de creștere cu sau fără chimioterapie mielosupresoare în scopul colectării de celule stem se numește mobilizare a celulelor stem. Două citokine, Neupogen® și Leukine®, stimulează producția de celule stem de către măduva osoasă și sunt aprobate de Food and Drug Administration pentru utilizarea la pacienți în vederea creșterii numărului de celule stem circulante. Alte câteva citokine sunt în curs de dezvoltare.
În timpul mobilizării celulelor stem, pacienții primesc o injecție cu o citokină și sunt evaluați zilnic. Procesul de colectare efectivă a celulelor stem din sânge se numește afereză – acesta începe atunci când în sânge circulă suficiente celule stem pentru colectare. Celulele stem sunt colectate cu un aparat de afereză din sângele care curge printr-un cateter, care este introdus într-o venă. Sângele curge dintr-o venă prin cateter în aparatul de afereză, care separă celulele stem de restul sângelui și apoi returnează sângele în corpul pacientului. Afereza se efectuează timp de câteva zile până când se colectează suficiente celule stem pentru a susține tratamentul cu chimioterapie în doze mari.
Celele stem pot fi identificate în mod fiabil și măsurate cu precizie deoarece au un marker sau o etichetă specifică pe suprafața celulelor stem. Acest marker este denumit antigenulCD34. Măsurarea numărului de celule stem pozitive la antigenul CD34 este importantă deoarece medicii pot prezice cu exactitate cât de repede se recuperează măduva osoasă după administrarea de doze mari de chimioterapie pe baza numărului de celule stem CD34-pozitive infuzate. Măsurarea zilnică a conținutului de celule stem CD34+ din sângele periferic este, de asemenea, utilă pentru a determina numărul de zile în care trebuie efectuată afereza.
Un număr optim de celule stem pentru a susține recuperarea rapidă a măduvei osoase și producția de celule sanguine după tratamentul cu doze mari de chimioterapie este de aproximativ 5 milioane de celule CD34+/kg greutate pacient. Infuzia de peste 5 milioane de celule/kg are ca rezultat faptul că majoritatea pacienților își recuperează producția de celule sanguine din măduva osoasă în doar nouă până la 10 zile. În prezent, nu se cunoaște numărul minim de celule stem necesar pentru a asigura recuperarea în siguranță a producției de celule sanguine din măduva osoasă. Pacienții cărora nu li s-au recoltat suficiente celule stem pot fi supuși unei a doua sau a treia mobilizări de celule stem. În majoritatea cazurilor, pacienții vor și avea suficiente celule stem pentru a efectua un transplant. Dacă celulele stem din sângele periferic sunt recoltate la începutul evoluției bolii, se pot recolta suficiente celule stem pentru a susține mai multe cicluri de tratament.
În prezent, practic toate transplanturile autologe de celule stem sunt efectuate cu celule stem din sângele periferic recoltate după mobilizarea cu chimioterapie și Neupogen® sau doar cu Neupogen®. Acest lucru se datorează faptului că celulele stem din sângele periferic sunt mai ușor de recoltat și duc la o recuperare mai rapidă a numărului de celule sanguine.
O colecție tipică de celule stem este nemodificată și conține globule roșii, celule imune și celule stem atunci când este procesată și depozitată. Cu toate acestea, colecția de celule stem poate fi modificată cu intenția de a îmbunătăți tratamentul cancerului. Medicii știu de mulți ani că colecțiile de celule stem de la unii pacienți conțin și celule canceroase. Mulți medici consideră că îndepărtarea celulelor canceroase din colecția de celule stem ar putea îmbunătăți șansele de vindecare ale unui pacient cu chimioterapie în doze mari și transplant autolog de celule stem. Orice metodă de îndepărtare a celulelor canceroase din colecția de celule stem necesită ca un număr suficient de celule canceroase să fie îndepărtate pentru a face o diferență, în timp ce alte celule importante pentru măduva osoasă sau pentru recuperarea imunitară a pacientului rămân.
Purgare: Celulele canceroase pot fi îndepărtate din colecția de celule stem din măduva osoasă sau din sângele periferic prin mai multe tehnici, fiecare dintre acestea utilizând anticorpi monoclonali care recunosc și aderă la antigenii de pe celulele canceroase. Odată ce anticorpul se atașează la celulele canceroase, există mai multe moduri în care aceste celule sunt eliminate din produsul de celule stem. Într-o astfel de tehnică eficientă, anticorpul este atașat la microparticule de înaltă densitate care conțin nichel, un metal greu. După ce celulele stem sunt amestecate cu microparticulele de înaltă densitate, celulele atașate se depun rapid pe fundul recipientului de unică folosință din cauza greutății mai mari. Acestea pot fi apoi separate și aruncate, păstrând celulele stem și lăsând fracția mai ușoară sărăcită practic de toate celulele canceroase vizate.
Selecție CD34: Tehnicile mecanice pentru îndepărtarea celulelor canceroase din colecțiile de celule stem au început să se dezvolte la începutul anilor 1990. Tehnicile mecanice au fost concepute pentru a îndepărta sau selecta numai celulele stem din colecția de celule stem. S-a motivat că ar fi mai ușor să se elimine câteva celule stem necesare pentru a susține chimioterapia în doze mari decât să se încerce să se ucidă sau să se elimine toate celulele canceroase dintr-o colecție de celule stem. Odată ce celulele stem au fost îndepărtate, celulele rămase, inclusiv celulele canceroase, ar putea fi aruncate.
Pentru a îndepărta doar celulele stem, oamenii de știință trebuiau mai întâi să poată identifica în mod fiabil celulele stem. Odată ce celulele stem au putut fi identificate, au putut fi dezvoltate tehnici pentru a îndepărta celulele stem de celelalte celule din colecția de celule stem. Oamenii de știință au descoperit că celulele stem au anumiți markeri (antigeni) pe suprafața lor care le diferențiază de alte celule. Unul dintre principalii antigeni de pe celulele stem este antigenul CD34. Selecția pozitivă este una dintre tehnicile dezvoltate pentru separarea celulelor stem de alte celule. Această metodă utilizează un dispozitiv care leagă celulele stem CD34-pozitive și le îndepărtează de celelalte celule din colecția de celule stem. Dispozitivele de selecție CD34-pozitivă au fost evaluate în cadrul unor studii clinice. Deși dispozitivele de selecție CD34 sunt capabile să elimine un număr mare de celule canceroase din produsul de celule stem, ele elimină, de asemenea, multe celule stem și celule imune.
În ultimele două decenii, mulți medici au lucrat la modalități de a obține cantități mici de măduvă osoasă pentru a crește într-un sistem de cultură în afara corpului. Dacă cantități mici de celule stem ar putea fi expandate într-un sistem de cultură așa cum sunt în organism, atunci ar putea fi evitate complicațiile legate de colectarea de celule stem din măduva osoasă sau din sânge. De-a lungul anilor, medicii au descoperit hormonii care le spun celulelor stem să se dividă și să se înmulțească. Ei pot acum să adauge acești hormoni într-un sistem de cultură steril în afara corpului. Acest sistem de cultură are avantajul suplimentar de a nu susține creșterea celulelor canceroase. Astfel, se poate lua un număr mic de celule stem care conțin celule canceroase, se pot plasa aceste celule într-un sistem de cultură cu hormonii corespunzători și se poate produce un număr semnificativ de celule stem care nu conțin cancer și care sunt potrivite pentru transplant.
Medicii de la trei centre medicale din SUA au raportat primele transplanturi autologe care utilizează celule stem expandate în revista Blood. Cu anestezie locală, ei au obținut mici mostre de măduvă osoasă de la 19 pacienți cu cancer de sân și au plasat aceste celule într-un sistem de expansiune timp de 12 zile. Aceste 19 paciente au primit chimioterapie în doze mari cu ciclofosfamidă, Paraplatin® și Thioplex®, urmată de infuzia de celule expandate. Timpul mediu de recuperare a numărului de celule sanguine a fost similar cu cel observat în urma infuziei de măduvă osoasă, dar a fost mai lent decât s-a observat în urma infuziei autologe de celule stem din sângele periferic. Cu toate acestea, această tehnică este asociată cu perfuzia de celule albe din sânge mai mature și mai funcționale, care pot fi un beneficiu suplimentar pentru pacient în prima săptămână după transplant în prevenirea infecțiilor. Un pacient avea celule canceroase în măduva osoasă înainte de tratament, dar celulele canceroase nu au fost detectate în celulele stem expandate care au fost infuzate după chimioterapie cu doze mari.
Acest studiu clinic demonstrează în mod clar potențialul utilizării celulelor stem expandate din măduva osoasă pentru transplantul autolog. În prezent, nu este clar cine ar beneficia în mod preferențial de această tehnică și cine ar fi mai bine să beneficieze de un transplant de celule stem sanguine. Aceasta ar fi o tehnică valoroasă dacă ar putea fi realizată cu succes la pacienții care au suferit leziuni ale măduvei osoase în urma chimioterapiei sau radioterapiei și care nu au suficiente celule stem pentru a efectua un transplant autolog. Pacienții cu cancer în măduva osoasă ar beneficia dacă celulele canceroase ar putea fi eliminate în mod constant prin tehnica de cultură. Această tehnică poate fi utilizată, de asemenea, pentru a extinde sângele din cordonul ombilical în cazul în care numărul de celule stem obținute din această sursă este inadecvat pentru transplantul alogen la adulți. Astfel, acest studiu clinic ar putea fi o evoluție foarte importantă în domeniul transplantului și doar începutul cercetării în acest domeniu.
.