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Globuli rossi coltivati in laboratorio: la soluzione del futuro per aggirare le incompatibilità trasfusionali?

Il sangue è un fluido estremamente importante nel corpo. Non solo trasporta i nutrienti vitali e l’ossigeno a tutti gli organi del corpo, ma aiuta anche a rimuovere i rifiuti e combattere le infezioni. I globuli rossi sono prodotti nel midollo osseo che si trova al centro della maggior parte delle ossa. Il midollo osseo contiene cellule staminali che possono diventare globuli rossi, globuli bianchi o piastrine. Se una persona ha un basso numero di globuli rossi, può diventare anemica, può provare affaticamento, stordimento e altri problemi. La forma più comune di anemia è l’anemia da carenza di ferro, che può essere risolta attraverso cambiamenti nella dieta e integratori. L’anemia falciforme solitamente si associa ad anemia. Nei soggetti con anemia falciforme, i globuli rossi si deformano e ciò impedisce all’emoglobina di trasportare ossigeno in modo efficiente. Le cellule diventano anche molto appiccicose e rigide, causando l’aggregazione ostruzione dei vasi sanguigni. Inoltre, le cellule falciformi non vivono a lungo quanto i globuli rossi sani, causando una loro carenza cronica che necessita di trasfusioni sanguigne.

Esistono diversi tipi di sangue e alcuni sono più rari di altri. Le persone possono avere gruppi sanguigni rari che potrebbero rendere difficile la trasfusione. Ad esempio, AB negativo è il gruppo sanguigno più raro con solo l’1% della popolazione generale che lo ha. Per aiutare a combattere questi problemi, un team di ricercatori guidato dall’unità Blood and Transplant del Servizio Sanitario Nazionale (NHS) britannico ha recentemente lanciato il primo studio clinico (RESTORE) per trasfondere globuli rossi cresciuti in laboratorio in un essere umano. Se si dimostrerà sicuro ed efficace, i ricercatori sperano che questi globuli rossi prodotti possano aiutare quelli con gruppi sanguigni rari e malattie del sangue come l’anemia falciforme. Il team di ricercatori ha lavorato alla crescita dei globuli rossi in laboratorio sin dal 2009. Il dottor Cedric Ghevaert, professore di medicina trasfusionale ed ematologo presso l’Università di Cambridge e NHS Blood and Transplant, e il suo team hanno deciso di coltivare globuli rossi in un laboratorio per aiutare i pazienti con un gruppo sanguigno raro per i quali è difficile trovare donatori di sangue compatibili.

Per far crescere i globuli rossi in laboratorio, gli scienziati utilizzano le cellule staminali dei donatori, che isolano da una donazione standard di sangue intero. In 18-21 giorni, le cellule staminali in vitro si moltiplicano e si sviluppano in cellule più mature. I ricercatori richiedono 24 litri di soluzione nutritiva e cellule per filtrare da uno a due cucchiai di globuli rossi. Questo processo si traduce in reticolociti, che sono globuli rossi giovani. Prima che le cellule possano essere infuse in una persona, le cellule vengono ulteriormente purificate utilizzando lo stesso tipo di filtro utilizzato quando vengono elaborate donazioni di sangue regolari per rimuovere i globuli bianchi. Il prodotto finale viene quindi conservato e refrigerato per un massimo di 10 giorni in una piccola fiala sterile utilizzata per la conservazione dei globuli rossi per la trasfusione. In questa sperimentazione clinica, i ricercatori prenderanno i globuli rossi prodotti in laboratorio e li trasfonderanno in un essere umano vivo. Secondo quanto riferito, due persone hanno già ricevuto trasfusioni di globuli rossi coltivati ​​in laboratorio senza effetti avversi.

Per questo studio, un minimo di 10 persone riceveranno due mini trasfusioni – una dei globuli rossi donati standard e un altra di cellule coltivate in laboratorio – a distanza di almeno 4 mesi. Il Dr. Ghevaert ha spiegato e commentato principi e implicazioni: “Uno degli scopi principali della sperimentazione è vedere se i globuli rossi cresciuti in laboratorio sopravvivono nel corpo fino a quando i globuli rossi donati standard. Se durano più a lungo in circolazione, potremmo trasfondere i nostri pazienti molto meno spesso, attualmente ogni 2 o 3 settimane, cercando di arrivare a 6 settimane. Il che significa che non accumuleranno tanto ferro. Il ferro a lungo termine è tossico ed è difficile espellere il ferro che viene fornito con i globuli rossi trasfusi. Passeranno anni prima che il sangue coltivato in laboratorio possa essere utilizzato al di fuori delle sperimentazioni; e la stragrande maggioranza dei pazienti continuerà a fare affidamento sulla generosità dei donatori di sangue per il prossimo futuro. L’introduzione di nuovi trattamenti può richiedere dai 5 ai 15 anni. Questa è la prima di molte fasi di test sugli esseri umani necessari”.

C’è stato il commento positivo di un altro grande esperto, riguardo a questo trial clinico. È il Dr. Lewis Hsu, presidente dell’Associazione Americana Talassemia e professore di Ematologia pediatrica presso l’Università dell’Illinois a Chicago. Ecco le sue rivelazioni: “Il sangue per la trasfusione si basa sulle donazioni delle persone. I donatori di sangue devono essere sani e disposti a donare. Il sangue donato ha una durata di conservazione limitata e quindi non è più utile. E i globuli rossi devono essere abbinati in modo che il sistema immunitario del ricevente non li rifiuti, poiché alcune persone hanno gruppi sanguigni rari. Questa reazione immunitaria al sangue trasfuso è un problema frequente per le persone con anemia falciforme, in tutto il mondo. Dobbiamo spingere per ulteriori donazioni di sangue per reclutare donatori per pazienti con anemia falciforme e talvolta le unità di sangue non sono sufficienti. Bisogna anche dire che sono stati compiuti enormi progressi scientifici nel ridurre la necessità di trasfusioni di sangue, che è una strategia chiamata Patient Blood Management”.

“Migliori tecniche chirurgiche riducono la perdita di sangue in sala operatoria, incluso il recupero e il “riciclaggio” di parte del sangue nel paziente. I pazienti con traumi – incidenti stradali o lavorativi, ferite – hanno un migliore monitoraggio della funzione di coagulazione in modo da ridurre la necessità di trasfusioni. Alcuni farmaci di ultima generazione possono correggere l’anemia o ridurre il sanguinamento. E abbiamo imparato quale livello di anemia in quali condizioni può essere tollerato dall’organismo senza una trasfusione di sangue. Aggiungere la possibilità di trasfondere globuli rossi che evitino il problema dell’incompatibilità di gruppo sarebbe il massimo”.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Lawrence M et al. Sci Adv. 2022 Feb; 8(7):eabj8618.

Evans AL et al. Blood Adv. 2021 Apr; 5(7):1977-1990.

Waller AK et al. Pediatr Res. 2019; 85(6):874-884.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci

Medico Chirurgo, Specialista; PhD. a CoFood s.r.l.
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento enzimaticamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (Leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di articoli su informazione medica e salute sul sito www.medicomunicare.it (Medical/health information on website) - Autore di corsi ECM FAD pubblicizzati sul sito www.salutesicilia.it
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