Programma Dipartimentale - Trapianto e terapie cellulari avanzate

Il gruppo di ricerca Trapianto e terapie cellulari avanzate è articolato in una componente clinica ed una di ricerca a e sviluppo di tipo preclinica e traslazionale che costituisce il nucleo della piattaforma di ricerca dell’IRCCS AOU di Bologna “Immunobiologia dei trapianti e delle terapie cellulari avanzate”. La componente clinica è coinvolta nella gestione del paziente candidato a trapianto allogenico e al suo follow-up nonché al paziente candidato a terapie cellulari con prodotti cellulari avanzati (ATMP) quali cellule car-T.

L’unità Trapianto e terapie cellulari avanzate, oggi costituitosi come Programma Dipartimentale nel Dipartimento di Malattie Oncologiche ed Ematologiche dell’IRCSS AOU di Bologna, prevede il coordinamento funzionale delle unità costituenti il Programma trapianto di cellule staminali emopoietiche secondo la normativa vigente, ovvero l’unità clinica stessa, l’unità di aferesi afferente al Servizio Trasfusionale metropolitano e il Laboratorio di processing che ha anche la qualifica di Tissue Establishment.

Il programma trapianto è accreditato JACIE, e certificato CNT/CNS per il trapianto autologo, allogenico e per somministrazione di immunoeffector cells (IECs) ovvero cellule car-T. L’unità Trapianto e terapie cellulari avanzate è l’unica unità struttura autorizzata in regione Emilia-Romagna ad infondere cellule car-T. La parte preclinica del gruppo fa ricerca negli stessi ambiti clinici, al fine di creare una sola entità di ricerca clinico-traslazionale.

Il gruppo di ricerca Trapianto e terapie cellulari avanzate è trasversale a tutte le malattie ematologiche e quindi per la descrizione delle stesse si rimanda ai capitoli dei gruppi di patologie.

Cos’è il trapianto di cellule staminali emopoietiche

Il trapianto di cellule staminali emopoietiche (CSE) si è affermato come terapia per molte emopatie maligne e malattie ematologiche non neoplastiche.

Le cellule del sangue, prodotte nel midollo osseo ed immesse in circolo, originano da cellule progenitrici, dette staminali multipotenti. Esse posseggono due qualità fondamentali che le caratterizza: differenziarsi in tutti i tipi di cellule del sangue e di autoreplicarsi, mantenendo un costante pool di cellule uguali a sé stesse. Tali cellule possono essere raccolte dal sangue periferico, dal midollo osseo, o ancora, dal sangue prelevato dal cordone ombelicale.

Per trapianto si intende la sostituzione del midollo osseo malato o non funzionante, con cellule staminali sane, in grado di rigenerare tutte le cellule del sangue, ricostituendo le sue normali funzioni ed eliminando la malattia. Il trapianto viene considerato allogenico, quando la sorgente di CSE è un donatore terzo. In quest’ultimo caso è indispensabile reperire un donatore con caratteristiche genetiche simili a quelle del ricevente; Il test per valutare la compatibilità si chiama "Test HLA".

Il trapianto allogenico è una potente arma terapeutica, che agisce attraverso due meccanismi:

• mieloablazione – mediante la somministrazione di polichemioterapia, con o senza irradiazione corporea totale, a dosaggio sovra-massimale, che svuota il midollo osseo malato e crea spazio per quello nuovo
• immunologico – in cui il nuovo sistema immunitario acquisito dal donatore, funge da arma immunologica contro la malattia. I linfociti del donatore riconoscono le cellule patologiche del ricevente e le attaccano (graft versus tumor)

Nel trapianto di CSE allogeniche si riconoscono le seguenti fasi:

Fase pre trepianto

Prima del ricovero si eseguono gli esami di screening per valutare eventuali comorbidità e gli esami di rivalutazione della malattia ematologica di base. Al termine di essi segue un colloquio medico ed uno infermieristico dove viene illustrato l’intero percorso. Una volta avvenuto il ricovero, si procede a:

• inserzione CVC (catetere venoso centrale)
• somministrazione della chemio-radioterapia di condizionamento al trapianto; Inoltre si somministrano i farmaci immunosoppressori, per facilitare l’attecchimento e tenere sotto controllo eventuali reazioni indesiderate del sistema immunitario del donatore

Trapianto

Il trapianto consiste nell’infusione di CSE, tramite CVC al letto del paziente; fa eccezione il trapianto di cordone, il quale può avvenire per via intraossea in sala operatoria. Il giorno del trapianto è convenzionalmente chiamato giorno zero; i giorni che lo precedono, partendo dal condizionamento, saranno numerati con segno negativo, in modo tale da arrivare allo zero in corrispondenza del giorno dell’infusione; dopo il trapianto con segno positivo.

Fase post trapianto

Fase della citopenia: dal giorno zero al momento in cui i leucociti saranno almeno 500/mmc. È la fase più delicata. Durante questa fase possono verificarsi:

• episodi febbrili necessitanti terapie antimicrobiche specifiche
• tossicità d’organo chemio/radio-indotta che possono coinvolgere diversi tessuti/organi
• infiammazione delle mucose (mucosite) che può associarsi a faringodinia, nausea/emesi o diarrea

Attecchimento: avviene il recupero dei valori di globuli bianchi e piastrine. In rari casi questo può non verificarsi e si parla di mancato attecchimento (graft failure), che necessita d’intervento urgente.

La ripresa dell’alimentazione avviene dopo l’attecchimento, gradualmente. Il ripristino della funzionalità del tratto digerente può essere lento e faticoso. L'aspetto più importante in vista del rientro a casa è la ripresa dell'idratazione per bocca, per prevenire la tossicità renale di alcuni farmaci.

In questa fase le possibili complicanze sono:

• GVHD acuta: la comparsa della malattia da trapianto contro l'ospite (GvHD) dipende da molte variabili e può comparire sia nell’ultima parte del ricovero che a domicilio dopo la dimissione. Gli organi coinvolti possono essere la cute, il sistema gastroenterico ed il fegato. L’insorgenza di tale complicanza può causare il prolungamento della degenza in atto o di un nuovo ricovero. La terapia di prima linea si basa sull'utilizzo di corticosteroidi
• riattivazione del Citomegalovirus (CMV): può richiedere l’uso di farmaci antivirali specifici

Dopo la dimissione dal reparto, il paziente viene seguito in Day Hospital Trapianti e successivamente in Ambulatorio Trapianti. (N.B. Per coloro che non vivono a Bologna e che risiedano ad una distanza che può rendere difficile raggiungere il Centro Trapianti, è richiesta la disponibilità a rimanere in città, presso la Casa di Accoglienza AIL o con altra sistemazione, per il tempo necessario - solitamente per i primi 100 giorni dal trapianto).

La terapia immunosoppressiva viene gradatamente ridotta a partire da 3-6 mesi e sospesa a 6-12 mesi dopo il trapianto. È essenziale che il p.te aderisca ad uno stile di vita adeguato alle condizioni di immunosoppressione.

I principali possibili problemi che possono presentarsi durante la fase tardiva post trapianto sono:

• infezioni opportunistiche: dipendono dallo stato di immunodeficienza, legato sia alla terapia immunosoppressiva in atto, sia al lento recupero completo dell’immunità (dai 6 ai 12 mesi). Il trapiantato viene sottoposto ad un programma completo di vaccinazioni anti-infettive a partire da 4-6 mesi dopo la procedura e prosegue ad assumere una profilassi farmacologica antimicrobica per un periodo di c.ca 12-24 mesi dopo trapianto
• GVHD cronica: si tratta di una complessa sindrome clinica che può interessare vari organi e che può comparire con la riduzione o all’atto della sospensione della terapia immunosoppressiva. La terapia di prima linea si basa sull'utilizzo di steroide. La GVHD cronica può, nelle forme più gravi incidere in modo importante sulla qualità di vita. Ci sono oggi farmaci in grado di ridurre l’incidenza e la gravità di una GVHD
• aumentata incidenza di seconde neoplasie: il p.te è sottoposto ad un programma di prevenzione
• sterilità: talvolta è possibile essere sottoposti a prelievo di tessuto ovarico o di spermatozoi; Tuttavia le terapie precedenti il trapianto possono aver pregiudicato la possibilità di procreare
• Aumentato rischio di altre malattie quali osteoporosi, diabete mellito, ipotiroidismo, secchezza oculare, problemi ginecologici o andrologici

Cos’è la terapia con cellule CAR-T

Le “Chimeric antigen receptor (CAR) T cells” sono linfociti-T prelevati dal paziente (autologhe) e geneticamente riprogrammate (ingegnerizzate) per esprimere un recettore (TCR) rivolto contro una o più proteine (antigeni) del tumore del paziente stesso. Dopo essere state espanse in laboratorio (ex vivo) e reinfuse al paziente, le cellule CAR‐T proliferano ed eliminano le cellule tumorali contro cui sono dirette. Ad oggi questa terapia è autorizzata solo per alcune malattia ematologiche refrattarie ai trattamenti convenzionali ma grazie ad una intensa attività di ricerca clinica e biologica il loro ambito applicativo è destinato ad ampliarsi.

Come vengono prodotte le cellule CAR-T

I linfociti T del paziente vengono prelevati tramite una leucoaferesi, utilizzando una apparecchiatura di cui è dotato il Centro Trasfusionale. Per eseguire l’aferesi il paziente deve avere avuto l’idoneità per la procedura, secondo i riferimenti normativi di legge vigenti. Le cellule del paziente, una volta prelevate, vengono consegnate presso il laboratorio di Processazione del Programma Trapianto dal quale vengono consegnate in un laboratorio autorizzato ad eseguire la modifica genetica sui linfociti. Questi vengono espansi in vitro per aumentarne il numero e criopreservati.

Come avviene l’infusione delle CAR-T

Per la procedura di infusione delle cellule CAR‐T ed i il successivo monitoraggio clinico, il paziente sarà ricoverato nei letti dedicati al Programma Dipartimentale di terapie Cellulari Avanzate (che al momento è l’unico autorizzato alla infusione in Emilia-Romagna. La normativa vigente prevede che l’autorizzazione ad infondere CAR-T sia riservata ai Programmi trapianto con accreditamento JACIE per EBMT, che abbiano una terapia intensiva ed un team multidisciplinare dedicato. Dopo aver inserito un CVC il paziente sarà sottoposto ad una chemioterapia linfodepletiva, al termine della quale verranno infuse le CAR‐T, previo scongelamento delle stesse.

Quali sono le principali reazioni avverse che possono insorgere dopo l’infusione delle CAR-T

Generalmente l’infusione è ben tollerata dal paziente. A distanza di pochi giorni possono manifestarsi due quadri patologici di gravità variabile, che talvolta possono richiedere l’intervento dei Medici di Terapia Intensiva (Rianimazione) per ricevere le cure più appropriate.

• Sindrome da rilascio citochinico (cytokine release syndrome o CRS). Essa è dovuta alla iperattivazione del sistema immunitario da parte delle CAR‐T. È caratterizzata da un quadro di infiammazione generalizzata che può portare a disfunzione anche gravi di apparati ed organi e che si manifesta con febbre, ipotensione ed ipossia e che può richiedere un trattamento anche intensivo
• Neurotossicità (immune effector cell-associated neurotoxicity syndrome o ICANS). Può complicare il decorso post-infusione in c.ca il 30% dei casi. Comprende manifestazioni molto diverse, da lievi sintomi non necessitanti intervento medico a quadri anche gravi, che richiedono il supporto di specialisti neurologi e rianimatori (con cui si condivide un programma diagnostico terapeutico)

Con Società Scientifiche

GITMO, SIE, SIES, EBMT, AMCLI per progetti educazionali e stesura di linee guida-raccomandazioni.

All'interno dell’IRCCS AOU di Bologna

• Malattie Infettive (Prof Pierluigi Viale, prof Michele Bartoletti, Dr.ssa Linda Bussini) per la gestione condivisa della profilassi e della terapia delle complicanze infettive dopo trapianto di cellule staminali emopoietiche e terapia con cellule car-T)
• Terapia Intensiva Polivalente (prof. Marco Vito Ranieri, drssa Elisabetta Pierucci, dr. Tommaso Tonetti) per la gestione delle complicanze della terapia con cellule car-T e trapianto di cellule staminali emopoietiche
• Medicina Nucleare (prof. Stefano Fanti) per il monitoraggio PET dopo terapie con cellule car-T
• Oftalmologia (prof.ssa Piera Versura) per lo studio delle complicanze oculari dopo trapianto di cellule staminali emopoietiche
• Onco-ematologia pediatrica (dr Arcangelo Prete e prof. Riccardo Masetti) per lo studio del microbioma dopo trapianto e della ottimizzazione della profilassi e terapia della GVHD
• Farmacia (drssa Alessandra Stancari, drssa. Annamaria Guarguaglini, Irene Marteens) per i percorsi relativi alle terapie con cellule car-T

UniBo-preclinica, patologia Generale, DIMES

(Prof.ssa Manuela Ferracin, Prof. Paolo Garagnani e Prof. Massimiliano Bonafè) per lo studio biologico esteso (omiche, liquid biopsy, metilazione) dopo trapianto di cellule staminali emopoietiche e dopo terapia con cellule car-T.

Con IRCCS scienze Neurologiche Bellaria, Bologna

Neurologia (AUSL, Dr.ssa Maria Guarino, Prof. Pietro Cortelli) per lo studio delle complicanze neurologiche dopo terapia car-T.

Collaborazioni nazionali e internazionali

• IRCCS Bambin Gesù (Prof Franco Locatelli, Prof.ssa Concetta Quintarelli, Dr. Biagio De Angelis) in merito allo sviluppo di nuovi ATMP quali car-T, biopsia liquida, ottimizzazione della profilassi e terapia della GVHD
• Università Statale di Milano (prof. Alessandro Rambaldi) per lo studio del trapianto di cellule staminali emopoietiche nelle leucemie acute e studio della resistenza alle terapie con cellule car-T
• Unisalento, Biochimica (Prof. Francesco Paolo Fanizzi e Prof.ssa Anna Giudetti) per lo studio della metabolomica dopo trapianto e dopo terapia con cellule car-T
• University of Hamburg (Prof. Nicolaus Kroger) su complicanze neurologiche dopo terapia con cellule car-T, ottimizzazione del trapianto allogenico di cellule staminali emopoietiche con nuove piattaforme di profilassi della GVHD

Con Associazioni no profit

ADMO: associazione donatori midollo osseo per progetti di disseminazione sulla donazione.

Progetto europeo Horizon 2020 “TREGeneration: Repair of tissue and organ damage in chronic graft versus host disease after hematopoietic stem cell transplantation by infusion of purified allogeneic donor regulatory T lymphocytes” codice 643776, 2015.2021

Ricerca Finalizzata Trapianto Aploidentico di Midollo Osseo con o senza infusione di Cellule NK” (P.I. Prof. Bacigalupo, PI di Unita: Dr.ssa Bonifazi)

Ricerca corrente IRCCS AOU di Bologna 2022

Complicanze immunologiche e infiammatorie nel paziente sottoposto a trapianto di cellule staminali emopoietiche e di fegato (2022)

Identificazione di biomarcatori di risposta clinica e di insorgenza di complicanze in pazienti ematologici sottoposti a terapia CAR T (2022)

Ottimizzazione dell’outcome del trapianto allogenico tramite l’applicazione di regimi profilattici e terapeutici che riducano le complicanze post trapianto e rendano applicabile il trapianto a pazienti meno fit per comorbidità od età (2022)

Grant AIL Bologna ODV: Studio del Profilo Infiammatorio e immunologico e identificazione di biomarcatori di risposta clinica e insorgenza di complicanze in pazienti sottoposti a terapia con cellule car-T- 2022-24