Sangue de cordão umbilical para uso autólogo ou grupo de pacientes especiais

The potential therapeutic use of cord blood in autologous transplants or in special patients: a review and update

REVISÃO REVIEW

Sangue de cordão umbilical para uso autólogo ou grupo de pacientes especiais

The potential therapeutic use of cord blood in autologous transplants or in special patients: a review and update

Luis Eduardo Cruz^I; Maria Claudia Jorge^II; Janaína J. Machado^III; Nelson A. Hosnne Jr.^IV; Adriana L. Invitti^V; Alex Balduino^VI; Verônica Vianna^VII; Saada R. S. Ellovitch^VIII; Kátia P. T. Urago^IX; Ana Paula Meneses-Costa^X; Márcia G. Ribeiro^XI; Maria Helena A. Nicola^XII; Paul R. Sanberg^XIII

^IFarmacêutico. Presidente da Cryopraxis Criobiologia Ltda – Rio de Janeiro-RJ

^IIFarmacêutica. Diretora Técnica da Cryopraxis Criobiologia Ltda – Rio de Janeiro-RJ

^IIIFarmacêutica. Gerente de Produção da Cryopraxis Criobiologia Ltda – Rio de Janeiro-RJ

^IVCirurgião Cardíaco – Unifesp, Escola Paulista de Medicina, São Paulo, SP

^VBiólogo. Cryopraxis Criobiologia Ltda – Rio de Janeiro-RJ

^VIBiólogo. Coordenador de Pesquisa Básica do Into – Instituto de Traumato-ortopedia, Rio de Janeiro-RJ

^VIICirurgiã ortopédica. Coordenadora de Desenvolvimento Institucional – Instituto de Traumato-ortopedia (Into/RJ), Rio de Janeiro-RJ

^VIIINeuropediatra (Santa Casa de São Paulo), responsável pela Equipe de Neuropediatria do Hospital Samaritano de São Paulo

^IXMédica hematologista do Serviço de Transplante de Medula Óssea do HUCFF – UFRJ. Cryopraxis Criobiologia Ltda, Rio de Janeiro-RJ

^XMédica hematologista. Chefe do Serviço de Hematologia do Hospital Central do Exército – Rio de Janeiro-RJ

^XIProfessora. Departamento de Genética Clínica – IPPMG – UFRJ

^XIIBióloga. Professora da UFRJ. Coordenadora de Pesquisa e Desenvolvimento da Cryopraxis Criobiologia Ltda

^XIIIProfessor of Medicine. Center of Excellence for Aging & Brain Repair, Department of Neurosurgery, USF. Florida College of Medicine, Tampa, FL

^{Correspondência}

RESUMO

O sangue de cordão umbilical e placentário (SCUP) é uma rica fonte de células-tronco (CT) hematopoéticas e é amplamente utilizado como substituto da medula óssea em casos de transplante. As células do SCUP possuem vantagens sobre as células da medula óssea (MO), principalmente por serem mais jovens e apresentarem maior taxa proliferativa. Além dos progenitores hematopoéticos, o sangue de cordão umbilical contém progenitores endoteliais e mesenquimais, sugerindo sua possível aplicação nos novos protocolos de terapia celular para diferentes tecidos. Na presente revisão, discutimos a importância do armazenamento do sangue de cordão umbilical autólogo e as pesquisas desenvolvidas para a sua aplicação em doenças degenerativas.

Palavras-chave: Sangue de cordão umbilical; terapia celular; células-tronco; células mesenquimais; progenitores endoteliais; terapia gênica.

ABSTRACT

Umbilical Cord Blood is a rich source of hematopoietic stem cells widely used as a substitute of bone marrow (BM) in transplants. Cells from umbilical cord blood present advantages over BM cells, mainly as they are younger and a have higher proliferative rate. Besides hematopoietic stem cells, umbilical cord blood contains endothelial and mesenchymal progenitor cells, suggesting their possible application in cell therapy protocols for different tissues. In this paper, we discuss the importance of autologous umbilical cord blood storage and the research on stem cell transplantation for degenerative diseases.

Key words: Cell therapy; stem cell; mesenchymal cells; endothelial progenitors; gene therapy.

Introdução

O sangue de cordão umbilical e placentário (SCUP) é conhecido como uma rica fonte de células-tronco (CT) hematopoéticas, que pode ser utilizado como substituto da medula óssea em casos de transplante. As células nucleadas, entre as quais estão as células-tronco, podem ser separadas, quantificadas, processadas e armazenadas a -196ºC, mantendo suas características originais para possível aplicação futura.¹

No Brasil, os bancos de sangue de cordão umbilical e placentário são regulamentados pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), tendo as regras de funcionamento definidas pela RDC153/04 nas quais estão contempladas todas as etapas envolvidas com esta prestação de serviço.²

A Legislação brasileira prevê a existência de bancos públicos e privados para o armazenamento de sangue de cordão umbilical e placentário (SCUP). O banco público é destinado à captação de SCUP, coletado em maternidades credenciadas, para uso da população em geral, desde que haja compatibilidade. O armazenamento do SCUP está condicionado à idade materna (a gestante deve ter entre 18 e 36 anos), idade gestacional (superior a 35 semanas), peso fetal (superior a 2 kg) que não possuam, nos antecedentes pessoais ou familiares, doenças neoplásicas e/ou hematológicas. A sorologia materna positiva para qualquer doença que possa ser transmitida pelo sangue, inclusive IgM positiva para citomegalovírus (CMV), é também um fator de exclusão para os bancos públicos.

Já os bancos de armazenamento de SCUP privados possuem critérios diferentes, uma vez que o material armazenado é para uso exclusivamente autólogo. A captação do SCUP para armazenamento privado pode ser feita em qualquer maternidade que possua licença sanitária, não há restrições quanto à idade materna, tamanho e peso do bebê. A idade gestacional deve ser igual ou superior a 32 semanas e amostras com sorologia positiva podem ser armazenadas se os pais o desejarem. Os critérios de exclusão, para ambos os bancos, são sofrimento fetal grave, infecção durante o trabalho de parto, temperatura materna superior a 38°C, bolsa rota acima de 18 horas. Nos dois tipos de banco de SCUP, o número de células deve ser no mínimo de 500 milhões ou ter um volume de 70 mL, para o processamento.

A utilização de células do SCUP em transplantes apresenta vantagens sobre as células da medula óssea (MO), tais como a ausência de risco para o doador, uma vez que o método de coleta não é invasivo; disponibilidade imediata das células para transplante; células mais jovens (telômeros maiores); maior tolerância imunitária; e menor risco de infecção por CMV e o vírus Epstein-Barr (menos de 0,1% dos recém-nascidos saudáveis são positivos para CMV, contra 10%-60% dos doadores adultos voluntários).^3,4 Entretanto, as principais limitações do uso dessa fonte de células para transplantes em doenças hematológicas estão relacionadas com o número de células obtidas na coleta. Em contrapartida, as células-tronco de sangue de cordão umbilical apresentam maior capacidade de proliferação e expansão quando comparadas com as células da MO. Essa característica permite que o número necessário de células de SCUP utilizado na reconstituição do sistema hematopoético de pacientes que sofreram tratamento mieloablativo seja dez vezes inferior ao número necessário de células derivadas da MO.

O Programa Nacional de Sangue de Cordão Umbilical Americano (www.nationalcordbloodprogram.org/ncbp_diseases.htm) relacionou, até setembro de 2006, o uso de 2.199 unidades de SCUP alogênico, sendo 1.589 em doenças hematológicas, 138 em doenças metabólicas, 221 em síndromes de insuficiência medular, 134 em imunodeficiências, 14 em tumores sólidos e 3 em doenças auto-imunes. Desse total de transplantes, 59,8% foram realizados em crianças com menos de 12 anos, 11,8% em jovens de 12 a 17 anos e 28% em indivíduos acima de 18 anos. No mesmo período, o Netcord – Banco de Sangue de Cordão Umbilical Europeu – liberou 4.934 unidades de SCUP para uso em transplantes alogênicos, sendo 57% dessas utilizadas em transplantes em crianças e 42% em adultos (www.netcord.org/inventory.html).

Embora em menor número, o SCUP autólogo tem sido utilizado. O primeiro caso, publicado em 1989, descreve o uso do SCUP em paciente com neuroblastoma.⁵ Fruchtman e colaboradores⁶ e mais tarde Rosenthal e colaboradores⁷ relataram o transplante, bem sucedido, de SCUP autólogo para pacientes com anemia aplásica (AA) grave. Em 2007, Hayani e colaboradores⁸ publicaram o primeiro transplante autólogo de SCUP para leucemia linfocítica aguda. O Cord Blood Registry relatou que 11 unidades de SCUP autólogas foram usadas para transplantes em indicações que incluem anemia aplásica, dano cerebral, lesão cerebral traumática e deficiências imunes. Entretanto, os resultados desses transplantes ainda não foram publicados.

Além dos progenitores hematopoéticos, o sangue de cordão umbilical contém progenitores endoteliais e mesenquimais. A fração de células CD34+ isoladas do SCUP demonstrou possuir habilidade para se diferenciar em células endoteliais in vitro e in vivo.⁹ Em outro estudo foi demonstrado que as células CD34+ VEGF-R3+ possuiam não apenas a capacidade de se diferenciar em células endoteliais in vivo, mas o potencial de expansão in vitro em até 40 vezes e subsequentemente manter a capacidade angiogênica in vivo. Ademais, o número de progenitores endoteliais presentes na fração CD34+ do SCUP é aproximadamente dez vezes maior que a mesma fração encontrada na MO.¹⁰ As células mononucleares não fracionadas do SCUP já foram aplicadas com sucesso em numerosos modelos animais,^11-13 assim como em estudos clínicos,¹⁴ para a ativação da angiogênese.

As células-tronco mesenquimais, por sua vez, apresentam potencial de auto-renovação e capacidade de diferenciação em osteoblastos, condrócitos adipócitos e células de músculo liso. Atualmente, estas células são definidas classicamente pela capacidade de adesão ao plástico, pela ausência de expressão de CD34, CD45 e HLA-DR, pela presença dos marcadores tais como SREO-1, VCAM, CD29, CD44, CD90, CD105, SH-3 e CD133.^15,16 Além da capacidade de diferenciação em células dos tecidos músculo-esqueléticos, dados recentes sugerem atividade anti-inflamatória e imuno-modulatória por parte dessas células.¹⁷ Elas secretam constitutivamente citocinas inibitórias do sistema imune, tais como IL-10 e TGF-β, mas apresentam habilidade de apresentar antígenos às células-T, sugerindo uma ação tolerogênica.¹⁷ Assim como as células-tronco hematopoéticas, as células-tronco mesenquimais derivadas do SCUP apresentam potencial proliferativo quatro vezes maior, quando comparadas com as células-tronco mesenquimais da medula óssea e do tecido adiposo.¹⁸

Devido a essa diversidade, as células do SCUP têm sido usadas em terapias celulares de adultos e crianças, em um número cada vez maior de patologias. Nas estratégias de redução de tumores sólidos, o tratamento com células-tronco aumenta a sobrevida e reduz os efeitos adversos.^5,19 Nas doenças auto-imunes, como esclerose lateral amiotrófica, esclerose múltipla, artrite reumatóide, lúpus eritematoso sistêmico e diabetes tipo I, os transplantes de SCUP já estão sendo testados.^{20, 21} Estudos pré-clínicos com CT de SCUP em acidente vascular cerebral (AVC),^22,23 doenças renais,^24,25 doenças cardíacas,²⁶ doença de Parkinson,²⁷ Alzheimer²⁸ e regeneração óssea e de cartilagem têm demonstrado plasticidade das células de sangue de cordão e ampliação do seu espectro de aplicação.

A regulamentação em vigor propõe um controle das etapas como parte de um processo laboratorial. Uma tendência futurista no tratamento desses processos seria a implementação de controles industriais, tratando as células como produto farmacêutico.

Os Estados Unidos possuem normas e guideline que visam a regulamentação e avaliação de processos cujo principal produto são células humanas.^29,30,31 Sociedades e comunidades científicas internacionais (ISCT, AABB, EBMT, FACT, JACIE e etc.) estão também envolvidas nos processos legais e constantemente estabelecendo padrões e procedimentos, para que sejam seguidos pelos bancos do mundo inteiro. Nesse aspecto, as regulamentações concordam que a prestação desse tipo de serviço e a obtenção do produto final (células) devem seguir as normas delineadas pelos princípios das boas práticas de fabricação (Good Manufacturing Practices – GMP). Porém, no caso de processos envolvendo células e tecidos, o conceito de boas práticas fica mais abrangente, englobando as boas práticas de fabricação, clínica e laboratorial.

A implementação de um programa de garantia da qualidade tem sido uma exigência constante para que seja garantido um produto final, segundo as boas práticas. Somente a partir da utilização e implementação das regras da GMP pode-se garantir que o produto final obtido pelos bancos de sangue de cordão umbilical possa ser considerado um produto de qualidade e seguro para a utilização.

Sangue de cordão umbilical em doenças cardiovasculares

As doenças cardiovasculares (DCV) são as doenças que mais afetam a população mundial, seja em prevalência, mortalidade ou impacto econômico.³² A doença arterial coronariana figura entre as mais importantes, sendo responsável por mais da metade de todos os eventos cardiovasculares em homens e mulheres com menos de 75 anos, e 52% de todas as mortes por DCV nos Estados Unidos, em 2004.³³ Com o advento da terapia celular, diferentes grupos de pesquisa no mundo direcionam seus esforços em busca de novos protocolos terapêuticos que promovam a redução da alta taxa de mortalidade e do alto custo com os tratamentos das DCV.

A terapia celular utilizada no tratamento de DCV tem como base a demonstração, em modelos animais e in vitro, da capacidade de transdiferenciação de alguns tipos de células-tronco adultas, e a recente descoberta de mecanismos de reparo cardíaco endógenos (substituição do tecido necrótico ou cicatricial por miocárdio viável).³⁴ Diversos estudos clínicos utilizando células-tronco derivadas de medula óssea e sangue periférico estão em andamento, com o propósito de corroborar os achados dos estudos pré-clínicos. Entretanto, ainda não está claro se a terapia celular com células-tronco derivadas de MO ou sangue periférico é capaz de melhorar a função ventricular esquerda, reduzir a área infartada e remodelamento cardíaco, bem como outros desfechos clínicos possíveis.^35-40 Assim, um dos pontos mais importantes da terapia celular para doenças cardiovasculares será a identificação do tipo celular ideal para aplicação.

Diante deste contexto, o SCUP apresenta grande vantagem como fonte promissora de células para terapia celular em cardiologia, por duas principais razões: as células-tronco de sangue de cordão apresentam maior potencial proliferativo e a coleta é realizada de forma não-invasiva. Ademais, a possibilidade de criopreservação dessas células gera um produto of the shelf, disponível prontamente para uso quando necessário.⁴¹

Ma e colaboradores⁴² demonstraram a facilitação de neovascularização em camundongos NOD/SCID que receberam implante de células CD133+ de SCUP, após ligação da artéria coronária descendente anterior. Em um estudo semelhante, Bonnanno e colaboradores⁴³ demonstraram a diferenciação de células CD133+ de SCUP em células semelhantes a cardiomiócitos, em culturas paralelas à injeção destas mesmas células no miocárdio de ratos. Apesar das células serem alogênicas, não foram reportados eventos de rejeição ou doença enxerto versus hospedeiro nesses animais. A diferenciação in vitro de células de SCUP em cardiomiócitos também foi reportada por outros autores, demonstrando sua capacidade de diferenciação e seu potencial uso no tratamento das DCV.^44,45 Entretanto, os dados obtidos de estudos com animais de médio porte (porcos) são controversos. Henning e colaboradores⁴⁶ demonstraram a diminuição da expressão de citocinas e número reduzido de células inflamatórias nos animais tratados com células mononucleares de SCUP.

A terapia combinada de injeção de células do SCUP com fator de crescimento de fibroblastos (FGF) promoveu a neoangiogênese nas regiões isquêmicas, porém sem efeitos no remodelamento cardíaco ou na melhoria da função ventricular.⁴⁷ Utilizando o mesmo modelo de injeção de células de SCUP combinada ao FGF, Hu e colaboradores⁴⁸ demonstraram melhora do remodelamento do ventrículo esquerdo e ausência de imunorrejeição após o transplante de SCUP humano em ratos. Resultados similares foram obtidos com a injeção de células CD34+ de SCUP em camundongos em IAM, demonstrando o grande potencial angiogênico das células-tronco de SCUP.⁴⁹ Foi observada melhora do desempenho cardíaco em ratos que receberam células CD34+ de SCUP, sem haver elucidação dos mecanismos relacionados a essa melhoria.⁵⁰ Outros autores também reportaram a melhora da função ventricular esquerda após o implante de células-tronco de SCUP.^51,52

Embora existam diversos estudos pré-clínicos da aplicação das células de sangue de cordão umbilical no tratamento das DCV, poucos são os relatos do uso clínico. Ichim e colaboradores⁵³ reportaram, em 2008, o caso de um paciente com cardiomiopatia dilatada tratado com SCUP. O resultado observado foi a melhora da fração de ejeção de 30% para 55% e diminuição na classificação NYHA de insuficiência cardíaca.

O potencial angiogênico das células do SCUP as torna excelentes candidatas para o tratamento das DCV. A etiologia isquêmica das DCV que possuem maior prevalência na população faz com que essas células possam ser utilizadas na melhora da perfusão do miocárdio isquêmico. A grande capacidade regenerativa e pluripotencialidade das células-tronco de SCUP fazem com que elas, provavelmente, correspondam à melhor opção para a regeneração cardíaca.

Sangue de cordão umbilical em traumatologia e ortopedia

Os progenitores mesenquimais da medula óssea foram primeiramente descritos por Alexander Friedenstein e colaboradores^54,55 e apontados posteriormente como células-tronco por Caplan e colaboradores.⁵⁶ Ao contrário das células- tronco hematopoéticas, as células-tronco mesenquimais apresentam ampla capacidade de proliferação in vitro⁵⁷ com manutenção da sua pluripotencialidade. O isolamento e expansão in vitro de uma população de células derivadas do próprio paciente, ou de indivíduos compatíveis, capazes de originar diferentes tipos celulares dos tecidos músculo-esqueléticos, sugerem novas estratégias terapêuticas para diversas doenças em ortopedia.

Conforme descrito anteriormente, além da medula óssea, o SCUP é apontado como fonte de células-tronco mesenquimais para aplicação em ortopedia. Podendo ser obtidas tanto de sangue fresco quanto congelado,⁵⁸ as células-tronco mesenquimais isoladas do sangue de cordão umbilical, quando comparadas com as obtidas da medula óssea, apresentam o mesmo potencial de diferenciação em osteoblastos, condrócitos e adipócitos in vitro.⁵⁹ Diferentes estudos comprovam o potencial de diferenciação das células-tronco mesenquimais do SCUP em osteoblastos e células osteoprogenitoras,^59-61 porém poucos demonstram a aplicação dessas células na regeneração do tecido ósseo in vivo. Em trabalho recente, Jäger e colaboradores⁶² descrevem a aplicação de células-tronco mesenquimais de SCUP, combinadas a matrizes de colágeno e tricálcio-fosfato, no tratamento de defeito crítico em tíbias de camundongos nu/nu. Segundo os autores, os animais tratados com as células expandidas in vitro apresentaram aumento significativo na formação de tecido ósseo, quando comparados com os animais que não receberam células.

Assim como para as células osteoprogenitoras, as células-tronco mesenquimais isoladas de sangue de cordão umbilical possuem potencial de diferenciação em condrócitos maduros.^59-61 Choi e colaboradores⁶³ demonstraram que células mesenquimais de sangue de cordão umbilical, quando cultivadas sobre membrana de atelocolágeno e na presença de fatores adequados, adquirem o fenótipo de condrócitos maduros, com alta expressão de colágeno do tipo II e agrecana. Os estudos da aplicação in vivo dessas células, no tratamento da cartilagem, ainda estão em andamento. O potencial de diferenciação em condrócitos da cartilagem elástica e do disco intervertebral ainda não foi descrito.

Além das células-tronco hematopoéticas e mesenquimais, o SCUP é fonte importante de progenitores endoteliais,^64-65 sugerindo sua aplicação em terapias angiogênicas dos tecidos músculo-esqueléticos, assim como os protocolos desenvolvidos com as células da medula óssea.⁶⁶ Diferentes estudos demonstram a aplicação de células mononucleares do SCUP no tratamento de lesões isquêmicas de músculo estriado esquelético.⁶⁷ De acordo com os autores, essas células participam diretamente da formação dos novos vasos sanguíneos, ou, indiretamente, através da atividade parácrina, liberando fatores que estimulam a revascularização do tecido que recebeu células.

Resultados semelhantes são observados na injeção de células mononucleares do SCUP no tratamento do traumatismo raquimedular. Embora diferentes trabalhos descrevam o possível potencial de diferenciação em neurônios e células da glia por parte das células-tronco mesenquimais obtidas de sangue de cordão,^68,69 as células injetadas favorecem a regeneração do tecido nervoso em ratos através da liberação de fatores como VEGF e GDNF.^70,71 Relatos de casos em humanos descrevem a melhora clínica de pacientes que sofreram traumatismo raquimedular e que foram "tratados" com a injeção de células de sangue de cordão no local da lesão.

Sangue de cordão umbilical em Sistema Nervoso Central

O Sistema Nervoso (SN) Central (cérebro) e periférico (medula espinhal e nervos) normal está em ininterrupta modificação, entre evolução e involução, desde a embriogênese ao envelhecimento, porém apresenta capacidade limitada de auto-regeneração em resposta a doenças ou lesões. As lesões podem ser focais ou difusas, envolvendo necrose ou apoptose do corpo neuronal, de axônios, astrócitos e oligodendrócitos. A diminuição do número de neurônios (substância cinzenta) no processo de envelhecimento normal é de apenas 10% entre 20 e 90 anos de idade. Os oligodendrócitos, derivados da glia, são responsáveis pela mielinização dos axônios (substância branca), sem a qual a função do SN fica profundamente lentificada e prejudicada. A mielinização se inicia na vigésima sexta semana de gestação e se arrasta por décadas, havendo evidências atuais que deve ocorrer de forma mais reduzida por toda a extensão da vida. O total do comprimento das fibras mielinizadas mostra significativa redução, cerca de 45%, em função do envelhecimento normal, prejudicando o processo de atenção, sem o qual não haverá armazenamento em forma de memória.^72,73 Os oligodendrócitos são especialmente vulneráveis à isquemia e à exposição a citocinas inflamatórias e ao glutamato, neurotransmissor excitatório.

As agressões que atingem o SN podem ocorrer no período pré-natal, perinatal ou pós-natal. No período pré-natal e perinatal, durante o desenvolvimento do cérebro fetal, podem ocorrer doenças genéticas, como erros inatos do metabolismo, mencionados nesta publicação, ou agressões ambientais, como infecções (CMV, toxoplasmose, etc), acidente vascular cerebral e síndrome hipóxico-isquêmica.⁷⁴ Na vida pós-natal podem ocorrer traumatismo cranioencefálico,⁷⁴ trauma raquimedular,⁷⁵ meningoencefalites, epilepsias do lobo temporal,⁷⁶ acidente vascular cerebral isquêmico^77-81ou hemorrágico,⁸² doenças auto-imunes⁸³ (esclerose múltipla) e doenças degenerativas como a doença de Parkinson, a Coréia de Huntington,⁸⁴ a Esclerose Lateral Amiotrófica⁸⁵ e a doença de Alzheimer.

Em modelos pré-clínicos de isquemia cerebral, observou-se que a injúria cerebral estimula a migração de células do SCUP para o local da lesão e que a recuperação é dose-dependente: quanto maior a concentração de células-tronco, melhor a recuperação. O uso de células-tronco CD34+, 48 horas após o AVC, levou ao aumento da vascularização cerebral local.^86,87 Apesar da administração das células de SCUP 24 horas após o AVC ter sido eficaz, o tempo ótimo para sua utilização após o acidente não foi estabelecido. Em trabalho recente, do mesmo grupo, os autores observaram potencial quimiotático para as células mononucleares do SCUP in vitro. Ademais, Sanberg e colaboradores⁸⁸ mostraram que as injeções de células de sangue de cordão umbilical diminuem a reação inflamatória após o AVC, aumentando, portanto, a neuroproteção.

A ação direta e indireta das células de sangue de cordão umbilical, no tratamento de AVC, sugere possível aplicação em outras doenças do sistema nervoso central e periférico.

Sangue de cordão umbilical e terapia gênica em doenças hematológicas

O transplante de células-tronco hematopoéticas é utilizado com sucesso no tratamento para um grande número de doenças congênitas e adquiridas que envolvem o sistema linfo-hematopoético. As maiores limitações para aplicação do transplante de células-tronco no tratamento de doenças genéticas são as complicações imunológicas secundárias ao transplante alogênico, incluindo a rejeição do enxerto, a doença do enxerto contra o hospedeiro (DECH) e a necessidade de imunossupressão. Essas limitações levam a considerar a terapia gênica utilizando o transplante de células-tronco autólogas, geneticamente corrigidas, para o tratamento dessas mesmas condições. O sucesso da terapia gênica com as células-tronco hematopoéticas depende da transferência efetiva do gene corrigido para células-tronco pluripotentes, da expressão gênica apropriada em células hematopoéticas e linfóides maduras e da ausência de efeitos adversos na função dessas células.⁸⁹

As células-tronco de sangue de cordão umbilical possuem características especialmente importantes para a terapia gênica, pois, por serem mais jovem e com potencial proliferativo maior, a repopulação medular por essas células pode ser mais duradoura, oferecendo a expressão do novo gene por toda a vida do indivíduo. Existem evidências experimentais de que vetores retrovirais podem ser utilizados para transferência de genes para células-tronco de sangue de cordão.^90,91

O primeiro ensaio clínico de sucesso em terapia gênica em doenças hematológicas foi relatado por Cavazza-Cavo e colaboradores,⁹² em pacientes com SCID-X1 (imunodeficiência combinada grave) por deficiência do receptor de citocinagc. No total, foram tratados dez pacientes com essa doença, em que foi alcançada reconstituição imunológica duradoura e resolução dos sintomas de infecção.⁹³ Até o momento, 28 de 31 pacientes portadores de imunodeficiência grave ligada ao X ou deficiência de adenosina deaminase (ADA) foram tratados com sucesso com terapia gênica em diferentes ensaios clínicos com demonstração de reconstituição imunológica funcional até nove anos após o tratamento. Em todos os casos, o gene de interesse (IL2G e ADA) foi transfectado para células progenitoras CD34+ de medula óssea utilizando-se retrovírus como vetores.^94-97 Apesar do sucesso terapêutico inicial, efeitos tóxicos graves foram observados cerca de dois anos após, em cinco pacientes com SCID-X1, em que a integração do retrovírus ao DNA levou à expressão do proto-oncogen LMO2 e ao desenvolvimento de leucemia de células T, que foi fatal em um paciente e revertido com quimioterapia nos demais.^98-100

Existem poucos estudos clínicos utilizando células-tronco de sangue de cordão umbilical em terapia gênica. Em 1995, Kohn e colaboradores¹⁰¹ relataram o tratamento de três neonatos com imunodeficiência grave ligada a deficiência de adenosina deaminase (ADA) com células-tronco autólogas derivadas de sangue de cordão umbilical. As células CD34+ foram transfectadas com DNA complementar contendo o gene normal da ADA e transplantadas em esquema não mieloablativo. Foi observada a presença dessas células e a expressão continuada do gene introduzido nos leucócitos da medula e do sangue periférico até 18 meses após o transplante. Esse resultado indica que as células-tronco de sangue de cordão umbilical podem ser modificadas geneticamente e transplantadas em neonatos para terapia gênica.¹⁰²

Além das imunodeficiências, existem relatos de ensaios clínicos utilizando terapia gênica em outras doenças hematológicas como a doença granulomatosa crônica, na qual um defeito no metabolismo oxidativo dos fagócitos predispõe os pacientes a infecções recorrentes. A correção do defeito gênico levou à resolução das infecções de repetição em dois pacientes. Estudos sobre a transferência gênica em outras doenças como talassemia e doença falciforme mostraram a expressão do gene corrigido nos animais transplantados, com melhora dos níveis de hemoglobina e hematócrito, redução dos reticulócitos e normalização da morfologia do sangue periférico.^100-102

Sangue de cordão umbilical no tratamento de erros inatos do metabolismo

Os erros inatos do metabolismo constituem um grupo heterogêneo de doenças genéticas raras que causam deficiência em várias enzimas e resultam no acúmulo tissular de metabólitos.¹⁰³ O transplante de células-tronco alogênicas pode impedir a progressão dos sintomas das doenças de depósito lisossomal e peroxissomal, pelo fornecimento contínuo de enzimas normais provenientes das células do doador.¹⁰⁴ Por mais de duas décadas, o transplante alogênico de células-tronco hematopoéticas mostrou-se benéfico no tratamento da síndrome de Hurler, adrenoleucodistrofia, leucodistrofia metacromática e doença de Krabbe.¹⁰⁵ A experiência com o uso de células-tronco provenientes de sangue de cordão umbilical nas doenças metabólicas vem aumentando nos últimos anos e os resultados são promissores.^105-112

O Cord Blood Transplantation Study (COBLT) é um estudo multicêntrico cujo principal objetivo é avaliar o uso do sangue de cordão em transplantes alogênicos. Em uma coorte de 69 pacientes com doenças de depósito lisossômico e peroxissomal (mucopolissacaridoses I, II e III e mucolipidose II – 36 pacientes; adrenileucodistrofia – 8; leucodistrofia metacromática – 6; doença de Krabbe – 16; doença de Tay-Sachs – 3. Os autores concluiram que o transplante de células de cordão umbilical deve ser considerado tratamento de primeira linha para pacientes jovens portadores de doenças de depósito lisossômico e peroxissomal.¹⁰⁵

A terapia gênica pode ser considerada uma estratégia para o tratamento de doenças genéticas, mas é mais complexa do que inicialmente se imaginava. Avanços no design de vetores e na biologia das células-tronco serão necessários para viabilizar novos ensaios clínicos nesta área.

Perspectivas futuras

As pesquisas recentes têm confirmado, cada vez mais, a importância do armazenamento do SCUP. A doação a bancos públicos, entretanto, possui alguns critérios que limitam a captação de SCUP, com aplicação restrita deste ao sistema hematopoético. Por outro lado, o uso de células autólogas para doenças degenerativas, como acontece hoje nos protocolos clínicos de cardiologia, neurologia e doenças auto-imunes (com CT de MO autóloga), e de terapia gênica, será facilitado a pacientes que já tenham o SCUP armazenado em bancos privados.

Recebido: 26/08/2008

Aceito: 03/10/2008

Cryopraxis Criobiologia Ltda – Rio de Janeiro-RJ

Avaliação: O tema apresentado consta da pauta elaborada pelo editor, Professor Milton Artur Ruiz, e coeditores deste suplemento, Professores Sergio Paulo Bydlowski e Adriana Seber.

Conflito de interesse: não declarado

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  15 Maio 2009
• Data do Fascículo
  Maio 2009

Histórico

• Aceito
  03 Out 2008
• Recebido
  26 Ago 2008