Impatto della terapia con cellule staminali sul profilo metabolico cerebrale nella paralisi cerebrale valutato con spettroscopia a risonanza magnetica in uno studio clinico randomizzato, sintesi dello studio

Punti principali e risultati:

Questo articolo è un ulteriore rapporto di uno dei pochi studi in doppio cieco controllati con procedura simulata sulla terapia cellulare intratecale nella paralisi cerebrale. Lo studio di Teheran ha assegnato in modo casuale 108 bambini a una singola iniezione spinale di cellule staminali mesenchimali del cordone ombelicale (UC-MSC), a una singola iniezione di cellule mononucleate del sangue del cordone ombelicale (UCB-MNC) o a una procedura simulata. L’esito secondario qui riportato è se le cellule abbiano modificato la chimica della sostanza bianca del cervello, misurata con la spettroscopia a risonanza magnetica.

Il risultato principale è negativo. Dodici mesi dopo un’iniezione, nessuno dei due tipi di cellule ha modificato alcun metabolita cerebrale misurato più della procedura simulata. I punteggi motori sono aumentati di più nei gruppi trattati, ma in questo campione ridotto la differenza rispetto alla procedura simulata non era significativa. Gli autori stessi affermano che i segnali emersi nei sottogruppi vanno interpretati con cautela.

Obiettivo:

Verificare se una singola iniezione intratecale di UC-MSC o UCB-MNC modifichi a 12 mesi i metaboliti della sostanza bianca periventricolare nei bambini con paralisi cerebrale spastica. Le domande esplorative erano se sesso, tipo di paralisi cerebrale o età gestazionale influiscano sulla risposta e se le variazioni dei metaboliti vadano di pari passo con i progressi motori.

Metodi:

Si trattava di uno studio multicentrico, randomizzato, in doppio cieco e controllato con procedura simulata, condotto in tre ospedali universitari di Teheran e Bandar Abbas, in Iran, dall’agosto 2017 al dicembre 2019 (IRCT201706176907N13, NCT03795974). L’endpoint primario era la variazione del GMFM-66 a 12 mesi, e la spettroscopia era un endpoint secondario prespecificato.

Erano ammissibili bambini di 4-14 anni con paralisi cerebrale ai livelli GMFCS da II a V e lesioni della sostanza bianca alla risonanza magnetica, come la leucomalacia periventricolare. I criteri di esclusione erano:

• Paralisi cerebrale non spastica (atassica, atetoide o mista)
• Altre condizioni neurologiche come epilessia non trattata, o infezione congenita
• Anemia grave, disturbo della coagulazione, tumore, insufficienza renale o epatica
• Qualsiasi precedente infusione di cellule

Entrambi i prodotti cellulari erano allogenici e provenivano da madri sane dopo un parto vaginale a termine senza complicazioni; il sangue delle donatrici è stato analizzato per HIV, epatite B e C e citomegalovirus. Le UC-MSC della gelatina di Wharton sono state coltivate, controllate per sterilità, endotossine, micoplasmi, anomalie cromosomiche e marcatori di superficie, e somministrate a una dose fissa di 20 × 10⁶ cellule. Le UCB-MNC della Royan Cord Blood Bank erano compatibili per HLA, scongelate, lavate e somministrate a 5 × 10⁶ cellule per kg. Non è stata usata immunosoppressione.

L’iniezione è stata eseguita in sedazione con il bambino sdraiato su un fianco, tramite puntura lombare a livello L3-L4 o L4-L5. Sono stati prelevati due millilitri di liquido cerebrospinale, di cui 1 mL conservato per le analisi. Poi sono stati iniettati lentamente in 2 minuti 2 mL di sospensione cellulare, e il restante 1 mL di liquido è stato reintrodotto. Il gruppo con procedura simulata ha ricevuto una puntura superficiale nella parte bassa della schiena con un ago dall’aspetto simile. Tutti i bambini sono stati monitorati in ospedale per 24 ore, sdraiati con la testa inclinata di 10 gradi verso il basso. Tutti e tre i gruppi hanno ricevuto una riabilitazione basata sul metodo Bobath, 75 minuti tre volte alla settimana.

Misurazioni: la spettroscopia della sostanza bianca periventricolare è stata eseguita su uno scanner da 1,5T prima e 12 mesi dopo l’intervento. I metaboliti erano N-acetilaspartato (NAA, salute neuronale), colina (Cho, ricambio delle membrane), creatina (Cr, metabolismo energetico), mio-inositolo (mI, attività gliale) e i rapporti NAA/Cho e NAA/Cr. Il GMFM-66 è stato valutato a 1, 3, 6 e 12 mesi da neurologi pediatri in cieco.

Risultati:

Circa un terzo degli esami non era utilizzabile. Dei 108 bambini randomizzati, 35 sono stati esclusi per spettri di scarsa qualità, e ne sono rimasti 73 (UCB-MNC 27, UC-MSC 26, procedura simulata 20). L’età media era di 7,2-8,6 anni, e dal 77% all’85% di ciascun gruppo aveva una tetraplegia. Il gruppo con procedura simulata comprendeva molti più bambini nati a termine (65%, contro il 22% e il 27%, p = 0,005).

L’analisi spettroscopica non ha mostrato alcun effetto del trattamento. NAA, Cho e Cr sono aumentati significativamente nel corso dell’anno in tutti i bambini indipendentemente dal gruppo, cosa che gli autori attribuiscono alla normale maturazione cerebrale. Non c’era un’interazione significativa tempo-trattamento per alcun metabolita o rapporto, né differenze tra i gruppi al basale o a 12 mesi.

Le analisi esplorative per sottogruppi, corrette per i valori al basale e per l’età, hanno dato i seguenti risultati:

• I bambini con diplegia trattati con UC-MSC avevano un NAA/Cho più alto rispetto alla procedura simulata (p = 0,02).
• I bambini nati pretermine trattati con UC-MSC avevano una Cho più bassa rispetto alla procedura simulata (p = 0,009).
• I bambini nati a termine trattati con UCB-MNC avevano un mI più basso rispetto alla procedura simulata (p = 0,03).
• Il sesso non ha fatto differenza.

Questi risultati derivano da molti confronti in piccoli sottogruppi (solo 13 bambini avevano una diplegia).

Funzione motoria: in questi 73 bambini il GMFM-66 è aumentato significativamente dal basale a 12 mesi all’interno di ciascun gruppo trattato con cellule, mentre la variazione nel gruppo con procedura simulata non era significativa. Il progresso mediano a 12 mesi è stato di 11 punti con UC-MSC (IQR da 4 a 15), 9 con UCB-MNC (IQR da 3 a 17) e 6 con la procedura simulata (IQR da 5 a 8). Tra i gruppi la differenza non ha raggiunto la significatività: p = 0,06 per UC-MSC contro procedura simulata e p = 0,44 per UCB-MNC contro procedura simulata. Gli autori suggeriscono che la perdita di 35 bambini abbia lasciato il confronto con una potenza insufficiente, e osservano che l’intero insieme di dati di 108 bambini aveva mostrato un beneficio motorio significativo per entrambi i tipi di cellule.

Le variazioni dei metaboliti sono state confrontate anche con i progressi motori. Un aumento di NAA/Cho si accompagnava a progressi maggiori del GMFM-66 nel gruppo UC-MSC (p = 0,02), e un aumento di NAA/Cr a progressi maggiori nel gruppo UCB-MNC (p = 0,01). Un aumento della colina si accompagnava a progressi minori nel gruppo UCB-MNC (p = 0,03). Nel gruppo con procedura simulata non sono emerse associazioni di questo tipo.

Sicurezza: questo articolo non riporta gli eventi avversi, trattati nelle pubblicazioni precedenti dello studio.

Conclusioni:

Una singola iniezione intratecale di UC-MSC o UCB-MNC non ha avuto un effetto complessivo significativo sui metaboliti della sostanza bianca a 12 mesi. Gli autori interpretano i loro risultati esplorativi come un motivo per cercare “sottogruppi di pazienti che rispondono”, per esempio i bambini con paralisi cerebrale diplegica rispetto a quelli con forma tetraplegica, e per adattare il tipo di cellule al paziente. Non presentano questi risultati come prova di un beneficio.

I limiti che indicano sono i gruppi piccoli e l’esclusione di 35 partecipanti, che ha ridotto la potenza statistica sia dei confronti di imaging sia di quelli motori. C’è stato un solo esame di controllo, ed è stata somministrata una sola iniezione, che potrebbe non bastare a modificare i metaboliti cerebrali. Propongono studi più ampi con iniezioni ripetute e un follow-up più lungo.

La tabella dei dati al basale mostra un ulteriore squilibrio che gli autori non elencano. Il gruppo con procedura simulata partiva da un GMFM-66 mediano molto più basso (25, contro 64 e 75), quindi i tre gruppi in questo campione di 73 bambini non erano ben bilanciati.

Informazioni di contesto:

Metaboliti: un NAA basso suggerisce perdita o disfunzione neuronale. La colina aumenta quando le membrane cellulari vengono degradate o ricostruite, come nella gliosi o nella demielinizzazione. Il mio-inositolo riflette l’attivazione gliale ed è stato associato a una neuroinfiammazione persistente. Studi precedenti hanno associato un rapporto NAA/Cho più alto a esiti migliori nei neonati pretermine e nei bambini con paralisi cerebrale.

Precedenti rapporti di imaging dello stesso studio avevano rilevato, con l’imaging con tensore di diffusione, una migliore integrità della sostanza bianca nel tratto corticospinale e nella radiazione talamica posteriore dopo entrambi i tipi di cellule, mentre la risonanza magnetica convenzionale non mostrava variazioni delle lesioni visibili o dell’atrofia.

Riguardo a gravità e risposta, gli autori osservano che revisioni e studi recenti riportano in modo costante risposte migliori nei bambini con compromissione motoria meno grave, più tipica della diplegia che della tetraplegia. Lo ritengono biologicamente plausibile, poiché una maggiore quantità di tessuto nervoso sopravvissuto lascia una maggiore capacità di recupero.