Prima applicazione nell'uomo di vescicole extracellulari derivate dal cordone ombelicale umano nella chirurgia di detensionamento del midollo ancorato, sintesi dello studio

Punti principali e risultati:

L’articolo è il resoconto del caso di una sola bambina. Una bambina di 2 anni con spina bifida è stata operata in Germania per liberare un midollo spinale ancorato e, durante l’intervento, i chirurghi hanno applicato direttamente sul suo midollo spinale vescicole extracellulari (EV) raccolte da cellule stromali mesenchimali del cordone ombelicale. Le EV non sono cellule. Sono minuscoli pacchetti avvolti da una membrana che le cellule rilasciano e che si ritiene trasportino gran parte del segnale antinfiammatorio e anticicatriziale prodotto dalle cellule stromali mesenchimali.

Il prodotto ha potuto essere applicato e in sei mesi non si è verificato alcun evento avverso. Non è stato dimostrato alcun beneficio e la funzione delle gambe della bambina è rimasta invariata. Un singolo caso senza confronto non permette di stabilire di più, come gli autori ripetono più volte. Includiamo l’articolo perché descrive il primo uso nell’uomo di un prodotto derivato da cellule del cordone ombelicale applicato per via intratecale in una bambina con spina bifida. Affronta inoltre l’ancoraggio e la cicatrizzazione del midollo dopo la riparazione iniziale, un problema che molte famiglie incontrano più avanti.

Obiettivo:

Verificare se l’applicazione di EV derivate da MSC del cordone ombelicale (UC-MSC-EV) sul midollo spinale durante la chirurgia di detensionamento del midollo ancorato sia tecnicamente fattibile, con la speranza a lungo termine di ridurre la cicatrizzazione all’interno della dura madre e ulteriori danni ai nervi.

Metodi:

Il difetto aperto del tubo neurale della bambina era stato diagnosticato prima della nascita. È stato chiuso con microchirurgia il giorno del parto cesareo presso l’Ospedale universitario di Lipsia, e a 6 settimane di vita la bambina ha avuto bisogno di uno shunt ventricolo-peritoneale. Una risonanza magnetica di routine a un anno ha mostrato tre problemi nella sede della riparazione: un tumore dermoide da inclusione in crescita all’interno del midollo, un midollo ancorato e una cavità piena di liquido (siringomielia) estesa attraverso il midollo lombare e toracico. La sua funzione motoria non era peggiorata ed era rimasta al livello funzionale L3. Il team ha giudicato alto il rischio di un peggioramento futuro e ha raccomandato l’intervento.

Il trattamento è stato somministrato al di fuori di uno studio clinico, come “tentativo terapeutico individuale” (uso nominale su singolo paziente). È stato esaminato dal comitato di revisione interno dell’Ospedale universitario di Salisburgo e i genitori hanno dato il consenso scritto all’applicazione intratecale sperimentale.

Prodotto: Le EV sono state prodotte secondo le Good Manufacturing Practice presso la Paracelsus Medical University di Salisburgo, in Austria, che possiede l’autorizzazione a produrre MSC-EV per studi di fase 1-3.

• Fonte: MSC del cordone ombelicale di un unico donatore, conservate come banche cellulari master e di lavoro e testate secondo gli standard della Farmacopea europea.
• Le cellule sono state coltivate con il 5% di lisato piastrinico umano in pool e senza sostanze di origine animale. Al momento della raccolta erano al passaggio 8, circa 17 raddoppiamenti di popolazione.
• Le EV sono state raccolte da terreno privo di siero dopo 24 ore, concentrate mediante filtrazione a flusso tangenziale attraverso un filtro da 100 kDa, filtrate sterilmente a 0,22 micrometri e conservate a -80°C in fiale da 2 mL.
• Il lotto utilizzato conteneva 6,5 × 10¹⁰ particelle per mL con un diametro medio di 130,7 nm e 0,768 mg di proteine per mL. Presentava i marcatori attesi delle EV (CD9, CD63, CD81) e delle MSC (CD29, CD44, CD49e, CD73) ed era negativo per HLA-ABC e HLA-DR. Le citochine IL-1 beta, IL-6, IL-8, IL-10 e TNF-alfa non sono state rilevate. L’endotossina era di 0,83 UI/mL. L’attività biologica è stata confermata con un saggio enzimatico del CD73.

Intervento: L’intervento è stato eseguito in posizione prona con monitoraggio neurofisiologico continuo. I chirurghi hanno trovato un grave ancoraggio dovuto a tessuto dermoide all’interno del tubo neurale e a un lipoma adiacente adeso al sacco durale, e li hanno rimossi entrambi. Le EV sono state poi applicate in queste fasi:

• 1,0 mL di liquido con EV è stato applicato sulla placca neurale aperta e nella cavità siringomielica
• la placca neurale è stata chiusa con suture 8-0
• 0,5 mL sono stati applicati sulla placca neurale suturata
• 0,5 mL sono stati posti nel sacco durale al momento della sua chiusura a tenuta stagna

Il volume intratecale totale è stato di 2,0 mL, pari a circa 1,3 × 10¹¹ particelle secondo il nostro calcolo basato sulla concentrazione dichiarata.

Risultati:

• Il monitoraggio non ha mostrato alcun peggioramento durante l’intervento. Le risposte motorie erano presenti in tutti i segmenti, compreso lo sfintere, e la stimolazione diretta ha mostrato radici nervose motorie funzionanti fino a S2.
• Il decorso postoperatorio è stato regolare e la bambina è tornata a casa dopo 7 giorni.
• La risonanza magnetica al 5° giorno ha mostrato un buon detensionamento del midollo, nessun rigonfiamento del midollo e una siringomielia più piccola.
• Non si è verificato alcun evento avverso in sei mesi di follow-up.
• La funzione motoria non è cambiata ed è rimasta al livello L3. La visita neuropediatrica a sei mesi ha rilevato un lieve miglioramento della sensibilità e della regolazione della temperatura in entrambe le gambe.

L’abstract afferma che il deficit neurologico “è rimasto invariato”. La descrizione del caso nel testo aggiunge il lieve miglioramento sensoriale. Entrambi concordano sul fatto che il movimento non è migliorato.

Conclusioni:

Gli autori concludono che l’applicazione diretta di UC-MSC-EV durante la chirurgia della spina bifida è fattibile e dovrebbe essere testata in modelli animali e in studi di fase I/II. Se porti un beneficio neurologico duraturo “deve essere studiato a fondo in studi randomizzati controllati”.

Gli autori elencano diversi limiti:

• Non c’erano né controllo né randomizzazione. Il buon risultato della risonanza magnetica e la funzione stabile sono ciò che può produrre anche un intervento di detensionamento riuscito da solo. Gli autori scrivono che è impossibile trarre una conclusione definitiva sul beneficio.
• La dose appropriata non è nota. La quantità si basava su precedenti lavori sperimentali ed è stata somministrata una sola volta. Non è noto se una dose maggiore, o dosi ripetute per un’altra via, sarebbero migliori o più rischiose.
• Sei mesi di follow-up sono troppo pochi. La cicatrizzazione e il nuovo ancoraggio si sviluppano nel corso degli anni, e non si possono escludere effetti avversi tardivi.
• La risposta può variare. Il donatore, il numero di passaggio e il metodo di isolamento dal lato della produzione, e lo stato immunitario dal lato del paziente, potrebbero tutti modificare l’effetto. In questa bambina non è stata osservata alcuna reazione immunitaria, ma un rischio teorico rimane.

Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.

Informazioni di contesto:

Ancoraggio: Dopo la riparazione della spina bifida, il tessuto cicatriziale può ancorare il midollo alla dura madre. Con la crescita del bambino il midollo viene stirato e la funzione può andare persa. L’articolo cita il follow-up dello studio MOMS, secondo cui un midollo ancorato sintomatico che richiede un intervento si presenta in una quota fino al 27% dei bambini operati prima della nascita e nel 15% di quelli operati dopo la nascita, con cisti da inclusione nella placca neurale anch’esse più frequenti dopo la riparazione prenatale (11% contro 3%). In una casistica danese, 45 pazienti su 166 hanno avuto bisogno di un detensionamento, più spesso per deformità spinale progressiva (40%), peggioramento della deambulazione (38%) o peggioramento della funzione vescicale o intestinale (32%). Il detensionamento stesso comporta un rischio di circa il 15% di nuovo ancoraggio dovuto a nuova cicatrizzazione. Attualmente non esiste alcun trattamento che prevenga questa cicatrizzazione oltre a un’accurata tecnica chirurgica.

Motivazione per le EV: Gli studi di laboratorio e sugli animali citati dagli autori mostrano che le EV derivate da MSC attenuano l’infiammazione e la cicatrizzazione dopo una lesione del midollo spinale e agiscono sulla microglia, le cellule immunitarie del sistema nervoso. Le UC-MSC-EV dello stesso gruppo erano già state usate una volta in una persona, nell’orecchio interno durante un intervento di impianto cocleare, con un profilo di sicurezza soddisfacente.