Terapia preclinica con cellule staminali nei feti con mielomeningocele: revisione sistematica e meta-analisi, sintesi dello studio

Punti principali e risultati:

Si tratta di una revisione sistematica della ricerca sugli animali. Nessun bambino è stato trattato. Un gruppo guidato dallo University College London ha raccolto tutti gli studi pubblicati fino a maggio 2020 in cui cellule staminali erano state somministrate a feti animali con mielomeningocele, la forma più grave di spina bifida, e ne ha aggregato i risultati quando gli studi erano abbastanza simili.

Ha trovato 26 studi, soprattutto su ratti e pecore, e la maggior parte usava cellule staminali mesenchimali. Somministrare cellule staminali prima della nascita non ha ridotto il numero di animali sopravvissuti fino al termine. Nei ratti, un’iniezione di cellule staminali nel liquido che circonda il feto ha reso molto più probabile che la pelle crescesse sopra il difetto. Nelle pecore, aggiungere alla chirurgia fetale cellule staminali mesenchimali umane derivate dalla placenta ha migliorato il movimento delle gambe dopo la nascita. Gli autori definiscono i risultati incoraggianti, ma osservano che la maggior parte degli studi aveva un alto rischio di bias, che tutti gli animali sono stati valutati solo fino a 24 ore dopo la nascita e che non era ancora stato condotto alcuno studio sull’uomo.

Obiettivo:

Riassumere la sicurezza e l’efficacia delle cellule staminali somministrate nell’utero in modelli animali di mielomeningocele, e valutare se le prove giustifichino il passaggio a uno studio clinico.

Metodi:

La revisione ha seguito le linee guida PRISMA ed è stata registrata in anticipo su PROSPERO (CRD42019160399). Cinque banche dati (MEDLINE, Embase, Web of Science, Scopus e Cochrane Library) sono state consultate dalla loro origine fino a maggio 2020, e le bibliografie di revisioni precedenti sono state controllate a mano.

Sono stati inclusi gli studi in cui animali con mielomeningocele ricevevano nell’utero cellule staminali di qualsiasi tipo ed erano confrontati con animali sottoposti alla sola chirurgia fetale, a un’iniezione di soluzione fisiologica o a nessun trattamento. Sono stati esclusi gli studi che somministravano le cellule solo dopo la nascita e gli studi non in inglese.

Due revisori hanno selezionato gli studi ed estratto i dati in modo indipendente, con un terzo a dirimere i disaccordi. Il rischio di bias è stato valutato con lo strumento SYRCLE per gli studi sugli animali. I risultati sono stati aggregati in meta-analisi solo quando il modello animale, il tipo di cellule e l’esito erano gli stessi. Gli esiti erano la sopravvivenza, la copertura del difetto, il midollo spinale al microscopio e la funzione nervosa.

Risultati:

Dei 648 record trovati, 54 sono stati letti per intero e 26 studi sono stati inclusi.

Che cosa è stato studiato:

• Tipo di cellule: cellule staminali mesenchimali in 20 studi su 26 (77%), da placenta, liquido amniotico o midollo osseo. Gli altri usavano cellule staminali embrionali, cellule staminali neurali, cellule staminali della cresta neurale o pelle ottenuta da cellule staminali pluripotenti indotte. Nessuno usava cellule del cordone ombelicale.
• In 12 studi (46%) agli animali sono state somministrate cellule umane.
• Animali: ratti in 15 studi (58%), nei quali il difetto era causato somministrando acido retinoico alla madre; pecore in 7 (27%), nelle quali il difetto era creato chirurgicamente; embrioni di pulcino in 3 e conigli in 1.
• Ogni studio ha valutato gli animali alla nascita o fino a 24 ore dopo la nascita.

Sicurezza (sopravvivenza fino al termine):

• Ratti trattati con un’iniezione di cellule staminali del liquido amniotico di ratto nel liquido amniotico: nessuna differenza di sopravvivenza rispetto alla soluzione fisiologica (rischio relativo 1,03, IC 95% da 0,92 a 1,16).
• Pecore trattate con cellule staminali umane derivate dalla placenta sul midollo spinale durante la chirurgia fetale: nessuna differenza di sopravvivenza rispetto alla sola chirurgia (rischio relativo 0,94, IC 95% da 0,78 a 1,13).
• Nel complesso la revisione non ha trovato un effetto significativo delle cellule staminali sulla sopravvivenza in nessun modello.

Copertura del difetto:

• Tredici studi, tutti su ratti, embrioni di pulcino o in un caso su conigli, hanno valutato se la pelle crescesse sopra il difetto.
• In quattro studi sui ratti aggregati, una singola iniezione di cellule staminali del liquido amniotico nel liquido amniotico ha reso la copertura completa molto più probabile rispetto alla soluzione fisiologica (rischio relativo 16,35, IC 95% da 3,27 a 81,79). La copertura era per lo più una pelle sottile e rudimentale.
• Nello studio sui conigli metà degli animali trattati ha mostrato una certa copertura, ma nessuno una copertura completa.

Midollo spinale e movimento:

• Undici studi hanno riportato dati sul midollo spinale o sulla funzione nervosa, e 10 di questi usavano cellule staminali mesenchimali.
• In cinque studi sulle pecore aggregati, aggiungere alla chirurgia fetale cellule staminali umane derivate dalla placenta ha migliorato il punteggio Sheep Locomotor Rating, una scala da 0 a 15 della funzione degli arti posteriori, in media di 5,18 punti (IC 95% da 3,36 a 6,99) rispetto alla sola chirurgia.
• Alcuni di questi studi sulle pecore hanno trovato anche più cellule nervose di grandi dimensioni (motoneuroni) nel midollo spinale, anche se le differenze non erano significative in tutti gli studi.
• Nei ratti, cellule staminali del midollo osseo iniettate nel midollo spinale sono state associate a una minore morte cellulare nel midollo, a più cellule nervose sensitive e a segnali nervosi più forti verso un muscolo della gamba.
• Uno studio sulle pecore con cellule staminali neurali di topo non ha trovato miglioramenti della deambulazione (2 su 6 contro 2 su 8). Le cellule non si sono trasformate in cellule nervose, ma hanno prodotto i fattori di crescita nervosa GDNF e BDNF.

Qualità degli studi: la maggior parte degli studi presentava un alto rischio di bias, soprattutto per la rendicontazione selettiva degli esiti e per la scarsa descrizione di come gli animali fossero stati assegnati ai gruppi e se i ricercatori fossero in cieco. Nessuno descriveva in modo completo la stabulazione degli animali o una valutazione degli esiti in cieco.

L’abstract indica sette studi nelle meta-analisi, mentre la discussione ne indica nove.

Conclusioni:

Gli autori concludono che iniettare cellule staminali del liquido amniotico nel liquido amniotico è sicuro ed efficace nell’aiutare la chiusura del difetto nei piccoli animali, senza dati finora negli animali di grandi dimensioni, e che le cellule staminali umane derivate dalla placenta poste sul midollo spinale durante la chirurgia fetale sono sicure e migliorano il movimento delle gambe negli agnelli neonati. Descrivono i risultati come “incoraggianti per il trasferimento clinico”, ma dicono che la fonte cellulare, la dose e il dispositivo di somministrazione migliori devono ancora essere stabiliti, con adeguati studi tossicologici, prima di un primo studio sull’uomo.

Limiti indicati dagli autori:

• Sono stati inclusi solo studi pubblicati in inglese.
• La maggior parte degli studi inclusi aveva un alto rischio di bias, con pochi dettagli su randomizzazione, assegnazione e cecità.
• Il bias di pubblicazione può portare a sovrastimare il beneficio delle cellule staminali.
• Nessuno studio ha seguito gli animali oltre 24 ore dopo la nascita, quindi la funzione nervosa a più lungo termine non è nota.
• La risposta del sistema immunitario fetale alle cellule da donatore non è stata studiata.

Informazioni di contesto:

Gli autori spiegano che la chirurgia fetale per il mielomeningocele, eseguita di solito tra la 23ª e la 26ª settimana di gravidanza, riduce la necessità di uno shunt cerebrale e migliora la deambulazione, ma non è una cura. A 30 mesi di età circa la metà dei bambini trattati prima della nascita ha ancora bisogno di un catetere per urinare e più della metà non riesce a camminare senza ortesi. La chirurgia fetale è inoltre offerta solo in un numero limitato di centri.

Ipotizzano che le cellule staminali mesenchimali agiscano soprattutto attraverso le sostanze che rilasciano, più che sostituendo il tessuto nervoso. Negli studi sugli animali le cellule hanno attenuato l’infiammazione nel sistema nervoso, sostenuto le cellule nervose e favorito la formazione di nuovi vasi sanguigni, attraverso fattori di crescita, proteine di segnalazione e piccole vescicole.

Osservano inoltre che il liquido amniotico viene già prelevato dalla maggior parte delle donne che valutano la chirurgia fetale, per controllare i cromosomi del bambino, quindi in linea di principio le cellule staminali del liquido amniotico del bambino stesso potrebbero essere coltivate per il trattamento.