Prof. dr hab. Tadeusz Robak

Prof. dr hab. Tadeusz Robak WYKŁAD INAUGURACYJNY PRZESZCZEPIANIE KOMÓREK KRWIOTWÓRCZYCH - NADZIEJE I RZECZYWISTOŚĆ Przeszczepianie komórek krwiotwórczych ma na celu całkowite zastąpienie układu krwiotwórczego i immunologicznego biorcy komórkami dawcy. Pierwszy autologiczny przeszczep szpiku wykonali w 1958 roku Kurnick i wsp. W 1959 roku Thomas i wsp. wykonali syngeniczny przeszczep u chorego na ostra białaczkę szpikową. W tym samym roku Mathe i wsp. wykonali pierwszy allogeniczny przeszczep szpiku. Dziesięć lat póżniej Gatti RA i wsp. doprowadzili do allogenicznego przeszczepu szpiku we wrodzonym niedoborze immunologicznym. W Polsce pierwszy allogeniczny przeszczep szpiku wykonali w 1984 roku Jędrzejczak i wsp. Transplantacje komórek krwiotwórczych dzieli się na autologiczne (autosct), w których biorca jest jednocześnie dawcą komórek krwiotwórczych, oraz allogeniczne (allosct), w których przeszczepia się komórki dawcy należącego do tego samego gatunku. Wyróżnia się transplantacje od rodzeństwa zgodnego w zakresie HLA (szczególnym rodzajem takich transplantacji są transplantacje od bliźniaka jednojajowego), od dawcy niespokrewnionego zgodnego w układzie HLA i od dawcy rodzinnego lub niespokrewnionego, nie w pełni zgodnego w HLA. AlloSCT poza efektem megachemioterapii daje szansę wyleczenia nowotworu na drodze adoptywnej immunoterapii. W związku z wytworzeniem się chimeryzmu cytotoksyczne limfocyty dawcy są w stanie zniszczyć te komórki nowotworu, które przetrwały megachemioterapię. Dzieje się to na drodze reakcji przeszczepu przeciw komórkom nowotworowym. Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15 31

W przeszczepach autologicznych celem przeszczepu jest odtworzenie hematopoezy i skrócenie niebezpiecznej dla życia chorego aplazji szpiku kostnego, wywołanej wysokodawkowaną chemioterapią. Autologiczne przeszczepy komórek krwiotwórczych są obecnie rutynowym leczeniem I lub II linii wielu nowotworów, głównie układu krwiotwórczego. AutoSCT może prowadzić do wyleczenia chłoniaków nieziarniczych, chłoniaka Hodgkina i ostrej białaczki szpikowej oraz wydłużyć czas przeżycia w szpiczaku mnogim. Do autosct kwalifikuje się chorych poniżej 65 (70) roku życia, w dobrym stanie ogólnym, bez niekontrolowanej infekcji lub istotnej niewydolności narządowej. Allogeniczne, macierzyste komórki krwiotwórcze uzyskuje się od rodzeństwa zgodnego w układzie HLA, dawców rodzinnych nie w pełni zgodnych w układzie HLA i dawców niespokrewnionych. Źródłem allogenicznych komórek krwiotwórczych jest szpik kostny, krew obwodowa lub krew pępowinowa. Autologiczne komórki krwiotwórcze uzyskuje się od chorych, u których uzyskano remisję choroby podstawowej i u których nie wykazano cech zajęcia szpiku procesem rozrostowym. Szpik kostny do przeszczepu pobiera się w warunkach sali operacyjnej w znieczuleniu ogólnym, z tylnego grzebienia talerza kości biodrowej. Najczęściej wykonuje się 200-300 aspiracji z różnych miejsc, a liczba nakłuć skóry jest wielokrotnie mniejsza. Jednorazowo pobiera się do 10 ml szpiku w celu uniknięcia domieszki krwi. Najczęściej pobiera się łącznie 1000-1500 ml szpiku. Pobrany materiał oczyszcza się z tłuszczu, fragmentów kości i agregatów komórkowych w separatorze komórkowym lub przez filtry. Dla dawcy ryzyko pobrania szpiku jest stosunkowo małe. Najczęściej obserwuje się powikłania znieczulenia ogólnego. Kliniczne znaczenie może mieć utrata krwi, wynikająca z pobrania dużej objętości szpiku, wymagająca przetoczenia koncentratu krwinek czerwonych lub autotransfuzji. Ponadto czasem występuje traumatyzacja tkanek miękkich i kości, zakażenia lub krwawienia. Obecnie częściej komórki krwiotwórcze uzyskuje się z krwi obwodowej za pomocą separatorów komórkowych. Zaletą tej metody jest szybsza w porównaniu z komórkami uzyskanymi ze szpiku, całkowita i trwała odnowa hematopoezy i możliwość uzyskania materiału od chorych, u których istnieją przeciwwskazania do znieczulenia ogólnego. Mobilizację komórek krwiotwórczych ze szpiku do krwi obwodowej wykonuje się po uprzednim zastosowaniu chemioterapii. Liczba uzyskiwanych komórek jest proporcjonalna do stopnia i czasu trwania aplazji. Jej ograniczoniem są ciężkie powikłania mielosupresji. Połączenie chemioterapii z krwiotwórczymi czynnikami wzrostu ( G-CSF lub GM-CSF) umożliwia bardziej precyzyjne zaplanowanie terminu leukaferez, pozwala zmniejszyć dawkę cytostatyków i zmniejsza ryzyko powikłań. Istnieje ścisła zależność między prawidłowym odtworzeniem hematopoezy a liczbą przeszczepionych komórek krwiotwórczych. Minimalna dawka komórek jednojądrzastych uzyskanych ze szpiku wynosi 2x10 8 /kg m. ciała biorcy W przypadku przeszczepiania komórek macierzystych z krwi obwodowej liczba przeszczepianych komórek jednojądrzastych nie jest wystarczającym kryterium ilościowym. Ocenia się natomiast liczbę komórek CD34+, a ich dawka minimalna powinna wynosić 2x10 6 /kg m. ciała biorcy. Do powikłań związanych z mobilizacją i uzyskiwaniem komórek krwiotwórczych z krwi obwodowej należą, niedrożność cewnika w żyle podobojczykowej i zakrzepica żylna, bakteriemia i infekcje w przebiegu neutropenii, niedokrwistość i małopłytkowość wskutek chemioterapii i leukaferez oraz polekowe zapalenie błon śluzowych i zapalenie pęcherza moczowego. Ponadto mogą wystąpić bóle kostne, obrzęki, wzrost leukocytozy i gorączka po czynnikach wzrostu. Macierzyste komórki krwiotwórcze do przeszczepu można również uzyskać z krwi pępowinowej. Zaletą tego rodzaju komórek jest ich duża zdolność repopulacyjna i mniejsza dojrzałość immunologiczna co wiąże się z mniej nasiloną reakcją choroby przeszczepu przeciw gospodarzowi (GvH). Wadą jest zwykle niska liczba komórek. Zaletą przeszczepiania komórek krwiotwórczych z krwi pępowinowej jest również małe ryzyko przeniesienia infekcji wirusowych (CMV, HBV, HCV ), krótszy czas oczekiwania biorcy na przeszczep w przypadku dawcy niespokrewnionego i rzadsze występowanie ostrej choroby GvH. Jednakże, ze względu na małą ilość uzyskiwanego materiału metoda ta jest stosowana przede wszystkim u dzieci. Zarówno szpik, jak i komórki uzyskiwane z krwi obwodowej mogą być poddawane różnym zabiegom takim, jak izolowanie komórek jednojądrzastych, selekcja pozytywna (izolowanie komórek CD34+), selekcja negatywna (usuwanie komórek nowotworowych przez inkubację z cytostatykami lub przeciwciałami monoklonalnymi), obniżanie zawartości limfocytów T-(T-deplecja), utrzymywanie komórek w hodowli w celu ich namnożenia. Po odpowiednim przygotowaniu komórki macierzyste są poddawane procedurze stopniowego mrożenia, a następnie przechowywane w parach ciekłego azotu. W dniu trans- 32 Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15

plantacji komórki macierzyste są rozmrażane w temperaturze 37 st. C., a następnie przetaczane do dużego naczynia. Przeszczepione komórki docierają z prądem krwi do szpiku, gdzie rozpoznają mikrośrodowisko szpiku jako własne, osiedlają się w nim w niszach hematopoetycznych i rozpoczynają szereg cyklów podziałowych w celu odtworzenia hematopoezy. W allo-sct oprócz megachemioterapii stosowanej w celu zniszczenia choroby nowotworowej biorca otrzymuje różnież intensywne leczenie immunosupresyjne, niezbędne do stworzenia przeszczepionym komórkom optymalnych warunków do wszczepienia komórek krwiotwórczych. Allogeniczne przeszczepienie szpiku po chemioterapii mieloablacyjnej, tzn. wywołującej całkowite zniszczenie szpiku biorcy, jest leczeniem bardzo agresywnym, zwiazanym z toksycznością, immunospupresją i ciężkimi powikłaniami infekcyjnymi. Jest to jednak metoda stwarzająca największą lub jedyną szansę wyleczenia w wielu nowotworach układu krwiotwórczego, niedokrwistości aplastycznej, chorobach uwarunkowanych genetycznie i niedoborach immunologicznych. Reakcja przeszczepu przeciw gospodarzowi (GvH, graft versus host) jest najgroźniejszym powikłaniem przeszczepów allogenicznych. Wystąpieniu choroby GvH sprzyja zaawansowany wiek biorcy, niezgodność w układzie HLA między dawcą i biorcą, przebyte ciąże, wcześniejsze leczenie preparatami krwiopochodnymi (alloimunizacja dawcy) i niezgodność płci pomiędzy dawcą i biorcą. Ponadto niekorzystne znaczenie mają infekcje wirusowe i bakteryjne po przeszczepie oraz wysokodakowane leczenie kondycjonujące, zwłaszcza napromienianie całego ciała (TBI). Istotnym powikłaniem przeszczepu allogenicznego jest również odrzucenie przeszczepu. Do czynników zwiększających ryzyko tego powikłania należy mało intensywne leczenie immunosupresyjne przed allo-sct, przeszczep pozbawiony limfocytów T dawcy, niewystarczające leczenie immunosupresyjne po przeszczepie i narażenie na wcześniejszą alloimunizację (transfuzje, ciąże). Kolejnym powikłaniem zagrażającym życiu chorego są infekcje bakteryjne, grzybicze, wirusowe (CMV) i pierwotniakowe (P. carini). Ze względu na dużą toksyczność i śmiertelność związaną z procedurą sięgającą nawet 20-30%, klasyczne allosct mogą być wykonywane jedynie u osób młodszych i w bardzo dobrym stanie ogólnym. Górna granica wieku chorych, zalecana przez EBMT, dla przeszczepów allogenicznych od dawców spokrewnionych wynosi 60 lat, a od dawców niespokrewnionych - 45 lat. W ostatnich latach podjęto próby modyfikacji tej metody leczniczej w celu zwiększenia jej dostępności dla większej grupy chorych. Obecnie coraz częściej wykonuje się allo-sct po chemioterapii niemieloablacyjnej, zwane miniprzeszczepami. Ten rodzaj leczenia polega na wykonywaniu przeszczepu po podaniu biorcy osłabionej chemioterapii (zredukowane dawki cytostatyków lub RTG) i bardzo silnego leczenia immunosupresyjnego. Układ krwiotwórczy biorcy jest wtedy tylko cześciowo usunięty i, w rezultacie, po przeszczepieniu powstaje tzw. mieszany chimerym. W tych warunkach limfocyty cytotoksyczne dawcy na zasadzie GvT usuwają ewentualną chorobę resztkową i stopniowo również eliminują hematopoezę biorcy. Minialloprzeszczepy mają obecnie zastosowanie jako mniej toksyczna alternatywa klasycznego przeszczepu, głównie u osób w starszym wieku i w gorszym stanie biologicznym. Wielkie nadzieje wiąże się z możliwością wykorzystania komorek macierzystych szpiku kostnego w leczeniu chorób innych niż choroby układu krwiotwórczego. W ostatnich latach przeszczepy macierzystych komórek krwiotwórczych wykorzystywane są w leczeniu chorób autoimmunizacyjnych. Transplantacje komórek macierzystych szpiku ma też miejsce w tak zwanej medycynie regeneracyjnej. Metodę tę stosuje się m. in. w leczeniu choróby naczyń obwodowych, zawale mięśnia sercowego i chorobie niedokrwiennej, cukrzycy typu 1, chorobach układu kostnego, chorobach wątroby i chorobach układu nerwowego (SM, udar, urazy rdzenia kręgowego). Dotychczas dla większości chorób zakończone zostały jedynie badania przedkliniczne i badania kliniczne I i II fazy. Z przeszczepianiem komórek krwiotworczych wiaże się nadzieje na dalszy postęp w leczeniu wielu chorób. Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15 33

34 Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15

Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15 35

36 Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15

Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15 37

38 Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15

Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15 39

40 Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15

Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15 41

42 Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15

Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15 43

44 Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15

Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15 45

46 Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15

Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15 47

48 Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15

Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15 49

50 Kronikarz 2010/2011 R. 9 nr 15