Staminali cordonali per curare la perdita dell'udito nei bambini

Per la prima volta, negli Stati Uniti un trial clinico per bambini con perdita dell'udito neuro-sensoriale

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di Paolo De Lillo

ROMA, domenica, 6 maggio 2012 (ZENIT.org).- Il 25 Aprile del 2011 è cominciata una sperimentazione clinica in fase I di grande interesse, per la terapia della sordità e dei deficit dell' udito nei neonati con staminali autologhe del cordone ombelicale. Gli autori della ricerca sono il Dottor James E. Baumgartner1 ed il Dottor Samer Fakhri2 dell'University of Texas Health Science Center, a Houston, nel Texas (USA), con la collaborazione della Georgia Health Sciences University, del M.D. Anderson Cancer Center, del Baylor College of Medicine e del Methodist Hospital System Research Institute, anch'esso a Houston, nonché dell'Associazione degli Speech Therapists for Children. I pazienti trattati con le staminali cordonali autologhe sono 10 bambini tra le 6 settimane ed i 18 mesi d' età, che sono stati colpiti da questa malattia dopo la nascita, escludendo per vari motivi pazienti con anormalità genetiche. Lo studio è promosso dal Memorial Hermann Hospital.Linda Baumgartner, MS, CCC-SLP, terapeuta uditivo-verbale, è la co-investigator dello studio clinico.

L'ipoacusia neuro-sensoriale risulta caratterizzata dal blocco del funzionamento delle cellule ciliate dell' organo del Corti, nella coclea. Tanto maggiore risulta la loro perdita funzionale, tanto più gravi appaiono i problemi all' udito. Invece la forma trasmissiva sembra quasi sempre legata a problemi dell' orecchio medio.

Oltre i 70 anni più del 50% della popolazione ne risulta affetta, con forme di varia intensità. Si stima che rappresenti, in assoluto, l' handicap fisico maggiormente diffuso nel mondo occidentale.3 Il 12% dei ragazzi tra i 6 ed i 19 anni presentano danni all' udito più o meno gravi per l' eccessiva esposizione ai rumori.4

Secondo uno studio realizzato 2005 dall’OMS, sono 278 milioni gli individui nel mondo affetti da questa patologia, di grado da moderato a severo. Il numero delle persone che soffrono di disturbi all’udito è in crescita a causa dell’allungamento delle aspettative di vita. In Italia si calcola che i pazienti colpiti da deficit acustici raggiungano complessivamente i 7 milioni.5

La perdita dell' udito alla nascita ha invece un’incidenza dello 1,5 per 1.000 nati, ma raggiunge per i neonati con fattori di rischio audiologico, il 4-5%. L' ipoacusia neuro-sensoriale grave colpisce circa il 6 per 1.000 degli adolescenti di 18 anni di età, con il 9% dei casi derivanti da cause esterne, per esempio l'infezione virale o il trauma cranico.6 Invece negli adulti la prevalenza della sordità nei paesi “avanzati”, come l’Italia, è di circa il 5 per mille ogni anno, indipendentemente dalla causa e dall’età d' insorgenza.

Nei bambini fattori di rischio risultano le infezioni, soprattutto quelle croniche dell'orecchio medio, le lesioni alla testa, come quelle da parto, malformazioni congenite, ittero, ipossia,7 alcoolismo della madre e farmaci ototossici, ma anche il fumo passivo o durante la gravidanza, l'ambiente eccessivamente caldo e la posizione prona nel sonno. Inoltre negli adulti vanno considerati i rumori di forte intensità, la sindrome di Menière, neoplasie, come il neurinoma, malattie autoimmuni, lesioni ai nervi,8 ictus, ed esposizione a sostanze chimiche.9 10

I neonati con perdita neuro-sensoriale dell' udito difficilmente riescono a sviluppare capacità di linguaggio normali, con serie conseguenze sullo studio, i rapporti interpersonali e le condizioni sociali. Attualmente non sono state ancora scoperte terapie adeguate non invasive attuabili nella pratica clinica, né trattamenti per aumentare la funzionalità dell'organo del Corti, le cui cellule ciliate non possono venire sostituite chirurgicamente.

I dati preclinici, ottenuti dai ricercatori americani in modelli animali ed in vitro, suggeriscono che il trapianto di staminali autologhe del cordone ombelicale possa favorire i meccanismi intrinseci di riparazione di questa struttura, riuscendo così a ripristinare le cellule ciliate. Attraverso questo processo il trattamento dei ricercatori americani potrebbe portare ad un apprezzabile miglioramento dell'udito. Inoltre le staminali del cordone ombelicale, conservate al momento della nascita, risultano una fonte sicura, disponibile e di rapido utilizzo, per ottenere cellule progenitrici efficaci, utilizzabili nella terapia di questa patologia.11

I genitori dei bambini, che le hanno conservate dopo il parto, sono stati intervistati telefonicamente, con lo scopo di determinare l'idoneità dei loro figli per questo trial clinico. Coloro che soddisfano i criteri vengono ammessi al Children's Memorial Hermann Hospital, per essere sottoposti ad una serie di esami del sangue, test dell'udito, nonché del linguaggio, e ad una risonanza magnetica, al fine di visualizzare le strutture anatomiche, che inviano i segnali dall'orecchio interno al cervello. Il Principal Investigator della sperimentazione è Samer Fakhri, MD, chirurgo al Memorial Hermann Texas Medical Center, oltre che professore associato e direttore responsabile del programma presso il Department of Otorhinolaryngology - Head & Neck Surgery, al UTHealth.

James Baumgartner, M.D., coautore della ricerca e guest research collaborator allo University of Texas Health Science Center, presso la Houston (UTHealth) Medical School, riguardo questo argomento ha dichiarato: “Il bambino ha solo 18 mesi per acquisire competenze linguistiche e, se un bambino non sente bene, non riuscirà ad ottenere le capacità, che gli permetteranno, in seguito, di parlare in modo normale” 12

Lo studiorisulta il primo in assoluto nel suo genere e prende origine dalle ricerche in laboratorio alcuni scienziati, che negli scorsi anni avevano constatato come le staminali ematopoietiche del cordone ombelicale sembrassero contribuire all' amplificazione dei processi di guarigione della parte più interna dell'orecchio.13

“Attualmente, le opzioni di trattamento per la perdita dell'udito neuro-sensoriale comprendono solamente apparecchi acustici o impianti cocleari,” afferma il Dottor Fakhri. “Ci auguriamo che questo trial clinico aprirà nuove strade, al fine di ampliare le possibilità di trattamento per la perdita dell'udito nei bambini.”12

I medici dell'University of Texas Health Science Centerhanno ottenuto le cellule staminali da una importante banca del cordone ombelicale statunitense per uso medico e per la ricerca, a cui si erano rivolti i genitori dei giovanissimi pazienti, naturalmente prima del comparire dei sintomi della grave patologia.

Dopo essere state poste in coltura e trattate opportunamente, le hanno trapiantate per mezzo di un' infusione endovenosa. E' risultato necessario tenere solo per alcune ore in osservazione i bambini in ospedale, per l'assenza di significativi rischi o effetti collaterali, anche considerando che le staminali cordonali utilizzate in questo caso sono autologhe. I piccoli pazienti dovranno tornare al Children's Memorial Hermann Hospital, per ripetere tutte le prove dopo un mese e a distanza di un anno, e tutti i test con una risonanza magnetica dopo un intervallo di sei mesi.12

Heather Brown, MS, CGC, Vice President of Scientific & Medical Affairs della banca che ha conservato le staminali cordonali di questa fondamentale ricerca, ha dichiarato: “La collaborazione con numerosi medici, che vogliono fare sperimentazione sulle proprietà terapeutiche delle staminali cordonali autologhe, al fine di utilizzarle per un' ampia varietà di malattie, ci permetterà di aiutare il progresso della ricerca nel campo della medicina rigenerativa, mettendo in contatto i genitori dei bambini con gli specialisti più appropriati al loro caso clinico. I pediatri del UTHealth, Children’s Memorial Hermann Hospital e della Georgia Health Sciences University sono in prima linea nello studio delle staminali cordonali e nella valutazione della loro capacità di facilitare il processo di guarigione dopo un danno ai nervi od ai tessuti dell'orecchio.”6

“Questo studio è emozionante, perché potrebbe offrire un'alternativa non chirurgica per alcuni bambini con perdita anche completa di questa fondamentale funzione”, afferma la Dottoressa Linda Baumgartner. "Fatto ancora più importante, questo risulta il primo trattamento con la possibilità di ripristinare l'udito normale.”12

Gli scienziati americani si hanno preso spunto per il loro trial clinico soprattutto da un importante sperimentazione, effettuata nel nostro Paese. Infatti nel 2008, proprio in Italia, il gruppo del Professor Martini, in collaborazione con il Professor Roberto P. Revoltella ed con altri ricercatori della Fondazione onlus “Staminali e Vita”, nell'Istituto di Tecnologie Biomediche, presso il CNR di Pisa, ha trapiantato cellule staminali del cordone ombelicale umano, per curare gravi deficit acustici, con un' infusione endovenosa nella coda di topi.13

I soggetti utilizzati avevano perso l'udito per un trattamento con la kanamicina, antibiotico aminoglicosidico che causa deficit irreversibili di questa funzione a dosaggi particolarmente alti, e per esposizione a rumori estremamente intensi, oppure dall' uso di entrambe le tecniche. La somministrazione endovenosa di cellule staminali emopoietiche CD133+, ottenute dal sangue del cordone ombelicale umano, determinavano segni di ripresa strutturale dell'orecchio interno.14 Ciò era dovuto all' azione di un piccolo numero di staminali cordonali, che erano sopravvissute al trapianto, migrando verso l'organo del Corti. Gli scienziati del CNR avevano osservato la loro incorporazione nei tessuti della coclea. Secondo i risultati della sperimentazione, pubblicati su Cell Transplantation, periodico di medicina rigenerativa, le staminali del cordone ombelicale ne ricostruivano l’architettura, riparando il danno sensoriale delle cellule ciliate e dei neuroni. Dati confermati chiaramente da metodi d' analisi molto sensibili.

Le conclusioni della ricerca, promossa dalla Fondazione “Staminali e Vita”, hanno inoltre dimostrato che la rigenerazione cocleare era inferiore nel gruppo trapiantato, che aveva perso l'udito a causa del rumore, piuttosto che in seguito all'azione di prodotti chimici; il che implica probabilmente che il danno all'orecchio risulta più grave quando indotto dal rumore. Gli effetti rigenerativi apparivano ancora più efficaci in topi iniettati con un numero maggiore di staminali cordonali CD133+. Inoltre hanno scoperto che la riparazione delle lesioni miglioravano col passare del tempo.15

“Dopo due mesi i potenziali evocati, che registrano la reazione allo stimolo, risultano più vicini a quelli normali”, dichiara il Professor Martini. “Vari i punti che risultano ancora da approfondire: come le staminali del cordone ombelicale si differenzino in cellule uditive, quale sia la via migliore per introdurle.”

“I nostri risultati sperimentali dimostrano un clamoroso miglioramento dei meccanismi rigeneratividei tessuti cocleari, anche adoperando un numero estremamente ridotto di staminali cordonali umane, che siano riuscite a raggiungere l'organo del Corti.” Ha dettoil Professor Revoltella, lead author dello studio, “Una parte di esse si sono fuse con le cellule locali, generando degli ibridi, e appaiono correlate con la rigenerazione e la riparazione dei tessuti, mentre nei gruppi di controllo l' orecchio interno rimane seriamente danneggiato.”

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1) James E. Baumgartner, MD: Dr. Baumgartner is a pediatric neurosurgeon associated with Pediatric Neurosurgical Specialists, an affiliate of Memorial Hermann. A graduate of the University of Michigan School ofMedicine, he also has a master’s degree in pharmacology from Cambridge University. He completed his neurosurgery residency and fellowship in pediatric neurosurgery at the University of California, San Francisco. Dr. Baumgartner is board certified in neurosurgery by the American Board of Neurological Surgery, and has a special interest in neural tumors,craniofacial anomalies and the surgical treatment of epilepsy.

2) Samer Fakhri, MD, FACS, FRCS(C): Samer Fakhri, MD, is an internationally recognized rhinologist who is currently an Associate Professor and residency Program Director at The University of Texas Medical School at Houston. Dr. Fakhri received his medical degree from McGill University in Montreal, Canada. He completed his residency training at McGill University Health Center and pursued fellowship training in rhinology at the Cleveland Clinic Foundation. He also completed a research fellowship in Allergy and Immunology at the Meakins-Christie Laboratories of McGill University. Dr. Fakhri is certified by the American Board of Otolaryngology and the Royal College of Surgeons of Canada. He is a fellow of the American College of Surgeons, the Royal College of Surgeons of Canada, the American Academy of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, and the American Rhinologic Society. He serves as a committee member of the American Rhinologic Society and contributes yearly instructional courses to the American Academy of Otolaryngology-Head and Neck Surgery. In addition he is on the editorial board and a reviewer for Otolaryngology journals. He is a frequently invited national and international panelist and speaker. Dr. Fakhri has numerous scientific articles and book chapters. Dr. Fakhri's areas of clinical interest include medical and surgical management of refractory chronic rhinosinusitis and sinonasal polyposis, image-guided surgery, endoscopic lacrimal and orbital surgery, CSF leak repair, and minimally invasive skull base surgery

3) Robinson, DW; Sutton, GJ (1979). "Age effect in hearing - a comparative analysis of published threshold data" .Audiology: official organ of the International Society of Audiology 18 (4): 320–34.

4) "Noise-Induced Hearing Loss: Promoting Hearing Health Among Youth" CDC Healthy Youth!: 1-7-09

5) Aspetti epidemiologici della sordità – Epicentro - 19 settembre 2011

6) Beyond the Dish - New Clinicals Trials Use Umbilical Cord Blood Stem Cells to Treat Neurological Conditions and Hearing Loss – 21 Febbraio 2012

7) Dott. Umberto Ambrosetti – Sordità infantile – 2006 – Sordità.it

8) Dott. Thomas Manca - I tipi, le cause e i gradi di sordità - 12 Ottobre 2010

9) Johnson, Ann-Christin. "Occupational exposure to chemicals and hearing impairment – the need for a noise notation" (PDF). Karolinska Institutet: 1–48. Retrieved 2009-06-19.

10) Thais C. Morata. "Addressing the Risk for Hearing Loss from Industrial Chemicals".cdc.gov. Retrieved 2008-06-05.

11) Samer Fakhri, James E. Baumgartner - Safety of Autologous Human Umbilical Cord Blood Mononuclear Fraction to Treat Acquired Hearing Loss in Children - ClinicalTrials.gov: NCT01343394

12) Alex Rodriguez – First FDA-Approved Study of Stem Cells to Treat Hearing Loss Begins at Children’s Memorial Hermann Hospital - - January 12, 2012 - PRNewswire - Children’s Memorial Hermann Hospital

13) Revoltella RP, Papini S, Rosellini A, Michelini M, Franceschini V, Ciorba A, Bertolaso L, Magosso S, Hatzopoulos S, Lorito G, Giordano P,Simoni E, Ognio E, Cilli M, Saccardi R, Urbani S, Jeffery R, Poulsom R, Martini A. - Cochlear repair by transplantation of human cord blood CD133+ cells to nod-scid mice made deaf with kanamycin and noise. - Cell Transplant.2008;17(6):665-78.

14) Claudia Boselli – Panorama – 12 Febbraio 2009

15) Roberto P. Revoltella, MD, PhD - Cochlear Repair After Transplant Of Human Cord Blood Cells May Make Hearing Restoration Possible - 05 Sep 2008 – Medial News Today.