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Produrre il sangue con le staminali. Il progetto scozzese

Un importante obiettivo guida la ricerca sulla cellule staminali del sangue: rendere possibile una fornitura illimitata di sangue, affrancandosi così sia dalla cronica carenza di donatori (rispetto alla domanda) che dal rischio di malattie virali.
Non è fantascienza. La sperimentazione, gestita dal Blood Pharma Project scozzese, dovrebbe partire nel 2016.

(wikipedia)
Tra i tanti fruitori potenziali di tale tecnologia, i pazienti talassemici sono quelli che ne trarrebbero maggiore beneficio, essendo vincolati a vita a trasfusioni periodiche di sangue donato da individui sani. Come detto, i vantaggi non sono limitati alla sola disponibilità di sangue. Questi i benefici ulteriori:
  • sostanziale cancellazione del rischio di infezioni legate alla provenienza;
  • Tossicità da ferro. Uno dei problemi più importanti che devono affrontare coloro che necessitano di trasfusioni continue è legato all'eccesso di ferro assorbito. L'emosiderosi, questo il nome della malattia dovuta a sovraccarico di ferro esogeno, pur interessando principalmente fegato e pancreas ha rilevanza sistemica. Non è strano che vi sia un sovraccarico di ferro se si pensa che ogni unità di sangue trasfuso contiene circa 250 mg di ferro e che con una dieta normale vengono assunti poco più di 10 mg di ferro al giorno. Il trattamento con agenti chelanti è in grado di limitare i danni sistemici; il rischio tuttavia verrebbe azzerato con il sangue prodotto "in laboratorio".
  • Gli eritrociti presenti nelle sacche di sangue hanno una usura naturale legata alla loro età. Poiché la vita di un eritrocita è intorno al mese, le cellule trasfuse avranno un grado di usura rappresentabile con una distribuzione normale, rappresentante cioè tutti gli stadi da quello di eritrocita "nuovo" a quello prossimo ad essere rimosso. Ovvio, date queste premesse, che il numero di eritrociti efficaci trasfusi sia ben inferiore rispetto al valore nominale. La soluzione ottimale sarebbe trasfondere, dopo averle isolate, solo le cellule "giovani". Cosa non possibile con il sangue donato ma facilmente ottenibile partendo direttamente dalle staminali.
Siamo d'accordo quindi che la tecnologia basata sulle staminali emopoietiche avrebbe un effetto dirompente. 
Sappiamo anche che le conoscenze tecniche rendono il progetto fattibile.
Cosa si sta aspettando allora?

Le difficoltà sono di natura pratica. Chi ha esperienza di laboratorio sa bene che un progetto fattibile e riproducibile su piccola scala non è automaticamente scalabile verso l'alto e anche quando lo è non è detto che i costi siano sostenibili.

Un problema alla volta.
Primo elemento cruciale da un punto di vista biologico è trasformare le cellule staminali embrionali in mesoderma (il foglietto embrionale da cui originano muscoli, ossa e sangue) prima e in globuli rossi poi. Come è ben noto l'eritrocita (il globulo rosso funzionale) è il punto finale di un processo differenziativo irreversibile, a causa della perdita del nucleo nel passaggio da eritroblasto a eritrocita. E' necessario quindi partire da cellule totipotenti, capaci di differenziarsi nella cellula scelta. 
 Secondo elemento essenziale è che le cellule così ottenute NON devono essere immunogeniche. Non è infatti pensabile, per il momento, creare per ogni ricevente delle riserve di sangue personalizzato. L'immunogenicità è un problema ben noto data l'esistenza dei gruppi sanguigni, ma 'facile" è anche la soluzione: creare riserve di eritrociti del tipo zero/Rh-negativo, evitando così il rischio di innescare una reazione emolitica seguita da coagulazione sistemica (un evento nefasto che compare immediatamente nel caso di trasfusioni incompatibili).

Problemi economici.
Se i problemi di natura scientifica sono risolvibili, quello produttivo è il vero freno alla fattibilità (intesa come sotenibilità) del progetto. Non si tratta di limiti di poco conto. Ogni singola sacca di sangue trasfuso contiene circa due miliardi di globuli rossi e il bisogno annuale in Italia è di poco superiore alle due milioni di unità. Il numero di cellule necessarie facendo due conti, rende l'idea della difficoltà tecnica e dei costi economici di produrre una tale quantità di cellule.
Un calcolo approssimativo, ipotizzando di usare le spinner flask di laboratorio ed una concentrazione massima di 10^6 cellule/ml, indica in 4 milioni i litri di "brodo di coltura" necessari (o meglio il numero di fiasche in grado di allocare tale volume e non i litri usati effettivamente) per soddisfare il fabbisogno annuale di globuli rossi. Un numero ottenuto ipotizzando di partire da una popolazione cellulare pronta per l'uso e solo da amplificare. Cosa in questo caso ovviamente errata visto il processo differenziativo da indurre. Il volume "reale" e' quindi almeno 100 volte superiore!
In Gran Bretagna hanno deciso che il costo vale l'operazione e che sul lungo termine i vantaggi compenseranno i costi. Sempre che ovviamente non compaiano problemi non previsti, da qui la necessità di una sperimentazione clinica i cui costi sono stati in gran parte coperti dal ministero della salute.

Al momento in cui scrivo i ricercatori hanno ricevuto dal governo la licenza per produrre le cellule in massa, e potranno partire quando saranno pronti. Il Roslin Institute di Edinburgo è uno dei pochi posti in cui una operazione di tale entità è fattibile. Per intenderci, stiamo parlando del posto in cui è nata la pecora Dolly, quindi un istituto di assoluta eccellenza.

I tempi necessari per valutare la sicurezza e l'efficacia della tecnica non saranno brevissimi. I costi neppure. Ma la strada è obbligata.

Noi nel frattempo abbiamo buttato via tre milioni di euro per testare il metodo Stamina (vedi nel link l'articolo precedente a riguardo), nonostante le voci dal mondo scientifico, in Italia e all'estero, avessero messo in guardia sulla totale assenza di evidenze di tale "terapia".  Paese che vai ...

(articolo successivo sullo stesso argomento, qui)


Fonte
- New blood: thalassaemia patients could be first to benefit from research
University of Glasgow, news

- Scottish scientists to conduct first human trials on synthetic blood
www.pharmaceutical-technology.com

- Blood substitutes: why haven’t we been more successful?
 Abdu I. Alayash, Trends in Biotechnology, April 2014, Vol. 32, No. 4

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