Introducción

El transplante de células madre del cordón umbilical (TCMCU) para inmunodeficiencias primarias (IDP) esta clasificado en el contexto de otros nuevos desarrollos en este campo. En este artículo se resume la razón histórica de la mejoría dramática en el resultado después del transplante de células madre hematopoyéticas (TCMH) para las IDP, biología de las células de cordón y se discuten las ventajas y desventajas del TCMCU para IDP, con énfasis en los riesgos bajos de la enfermedad injerto contra huésped (EIcH) a pesar de cierto grado de incompatibilidad en el antígeno leucocitario humano (HLA) y la alta frecuencia de tipos inusuales de HLA comparado con los registros de la médula ósea, linfocitos contra infección viral diseminada, reconstrucción inmune prolongada, así como dosis baja de células madre en receptores de más de 15 kg. También son revisados los datos de la evolución clínica y probables desarrollos futuros.

Transplante de células hematopoyéticas para inmunodeficiencias primarias

Las enfermedades genéticamente heredadas de la inmunidad innata o adoptiva usualmente se presentan en la niñez temprana y frecuentemente llevan a complicaciones severas o fatales. La más seria es la inmunodeficiencia severa combinada (IDSC) que se presenta en la infancia temprana y sin tratamiento es fatal a la edad de 1 año. Estos desórdenes afectan el desarrollo y/o función de los linfocitos T, y algunas veces de los linfocitos B y las células natural killer. Otras inmunodeficiencias combinadas, como el síndrome de Wiskott-Aldrich, la deficiencia del ligando CD40 o de desórdenes del sistema innato, como la enfermedad granulomatosa crónica, ponen en riesgo la vida menos inmediatamente, pero los registros de los datos indican pronóstico pobre a largo plazo. Al mismo tiempo, el TCMH alogénico es ahora más exitoso en curar formas letales de inmunodeficiencia con sobrevivientes a largo plazo con vidas normales, frecuentemente libres de medicamentos. De esta manera, el rango de condiciones tratadas por TCMH se ha ampliado considerablemente. Inicialmente, sólo los pacientes quienes tuvieran un familiar con HLA idénticos fueron transplantados ya que el TCMH con otros donadores fue considerado como alto riesgo para presentar EIcH fatal.

Los transplantes con donadores no relacionados HLA compatibles fueron realizados por primera vez en 1970. El primer registro activo de donadores de médula ósea (The Anthony Notan Trust) fue establecido en 1974. Ahora más de 10 millones de donadores voluntarios de células madre son registrados alrededor del mundo. En 1981, la introducción de la depleción de los linfocitos T para remover a los linfocitos aloreactivos de la fuente de médula ósea permitió el transplante entre las barreras del HLA. Esto significa que los pacientes sin un donador HLA idéntico pueden recibir médula ósea depletada de linfocitos T de un familiar HLA haplo-idéntico. Las innovaciones más recientes como el uso de factores estimuladores de colonias de granulocitos de CMH de sangre periférica, concentración del diagnóstico y tratamiento en centros especializados, identificación temprana de la infección con técnicas por PCR, antivirales más efectivos y tratamientos antifúgicos (incluso la infusión de linfocitos de T citotóxicos específicos para virus Epstein Barr, citomegalovirus y adenovirus) mejor tratamiento de EIcH, incluso el uso de anticuerpos monoclonales como el infliximab y el basiliximab, en combinación con la mejoría de medidas de soporte, han mejorado el índice de éxito para el TCMH para la IDSC de un 40 a un 80% para tnsplante HLA-haploidéntico.

El uso de CMCU para TCMH necesita una evaluación en este contexto. El primer TCMCU fue realizado en 1988 para la anemia de Fanconi. Los registros internacionales de donadores de médula ósea han incrementado su participación en datos sobre donadores de sangre de cordón. Un banco de cordón umbilical fue establecido en 1993 en New York, actualmente más de 200,000 unidades de cordón umbilical se encuentran almacenadas en 37 bancos de cordón umbilical.

Biología de la sangre de cordón

Mientras los receptores de transplantes de órganos sólidos requieren inmunosupresión durante toda la vida para prevenir el rechazo del injerto, el injerto del TCMH usualmente llega a ser tolerante para los receptores, lo que elimina la necesidad de inmunosupresión por largo tiempo. Cuando la tolerancia no se desarrolla por completo, sin embargo, la EIcH puede ocurrir. Los linfocitos T del cordón umbilical parecen llegar a ser más fácilmente tolerantes a los antígenos HLA del huésped que los linfocitos T de la médula ósea, lo cual puede reducir el riesgo y severidad de la EIcH para cierto grado de incompatibilidad de los HLA que sigue del TCMCU. Los linfocitos T del cordón umbilical permanecen tolerantes al huésped a pesar de conservar la alorreactividad a las células de los tres grupos.

Incremento de la tolerancia asociada con inmadurez funcional de las células dendríticas

El inicio de la EIcH aguda es mediado por linfocitos T CD8+ dependiente en las células presentadoras de antígenos residuales del huésped, pero es intensificada por las células presentadoras de antígenos del donador, las cuales son células dendríticas. Los linfocitos T CD4+ son particularmente importantes en la EIcH crónica. Hay menos células dendríticas plasmacitoides y células dendríticas mieloides en el cordón umbilical y estas son más probables que expresen un fenotipo inmaduro o tolerogénico caracterizado por la baja expresión de moléculas coestimuladoras y de histocompatibilidad mayor tipo II. La producción de interferón- a y de factor de necrosis tumoral- a está disminuida en las células dendríticas mieloides inmaduras y en las células dendríticas plasmacitoides del cordón, además las células dendríticas inmaduras del cordón umbilical son también inductores potentes de células T reguladoras CD4+

Inmadurez funcional de los linfocitos de la sangre del cordón umbilical

Los linfocitos activados de la sangre del cordón umbilical producen cantidades bajas de citocinas después de la estimulación comparada con los linfocitos T activados del adulto, incluyendo bajas cantidades de interferón-? y de factor de necrosis tumoral- a, importantes inductores de la EIcH. Los linfocitos del cordón umbilical producen menos interleucina-2 y -4, así como también se demuestra menos citotoxicidad antígeno-específica. Hay menos niveles de expresión en los genes activados por el factor nuclear de linfocitos T activados, muchos de los cuales son responsables de la activación y diferenciación celular.

Cambios en la longitud del telómero

La longitud del telómero determina de forma crítica la replicación durante el período de la división celular y se acortan con cada división mitótica. Cuando los telómeros alcanzan una longitud crítica las células se vuelven seniles. Los estudios con células madre hematopoyéticas han mostrado una correlación consistente entre la longitud del telómero y la edad del organismo o la célula, con telómeros más cortos en los seniles. La longitud de los telómeros en las células hematopoyéticas en donadores y receptores después del TCMH periférico y medular muestra un índice acelerado de acortamiento después del transplante, comparado con controles de igual edad que corresponde aproximadamente de 8-60 años de la edad normal con disfunción inmune medible y desgaste de los telómeros en los receptores de transplantes alogénicos a largo plazo. El tiempo en el que los telómeros del donador alcanzan la longitud que induce el envejecimiento podría esperarse más grande en receptores de CMH jóvenes que receptores mas viejos. Esto puede no tener importancia para pacientes más viejos pero para niños más pequeños, en particular, su período de vida probablemente puede exceder al de las CMH, como predictor del acortamiento telomérico. Mientras las células mononucleares del cordón transplantadas tienen una disminución significativa en la longitud del telómero comparada con la de las células sanguíneas del cordón del donador, conservan la longitud inicial del telómero significativamente más larga comparada con la de CMH transplantadas de sangre periférica de donadores adultos.

Después de la colección y del almacenamiento, la cuenta de células nucleadas de la unidad del cordón umbilical se correlaciona estrechamente con la cuenta de CD34. La recolección de las células del cordón de los neonatos masculinos tiene un mayor contenido de células CD34+. La cuenta de CD34 se incrementa con el peso al nacimiento, particularmente cuando excede los 3000 gr. Hay una tendencia hacia el incremento del contenido de células CD34+ en el cordón umbilical de madres caucásicas.

Función de los linfocitos T antígeno-específicos

Los linfocitos T vírgenes presentes en la sangre del cordón son capaces de generar linfocitos T con especificidad para virus del herpes dentro de los primeros 100 días después del transplante. La inmunosupresión estándar (ciclosporina y esteroides) no parece interferir con el desarrollo de linfocitos T antígeno-específicos. Como la sangre del cordón no contiene linfocitos T de memoria antígeno específicos, los linfocitos T antígeno específicos detectados durante los primeros 12 meses después son más probablemente derivados de linfocitos T vírgenes infundidos durante el transplante.

Complicaciones infecciosas

La infección es un riesgo durante las tres fases del TCMH

• La infección bacteriana y fúngica pre injerto debida a la neutropenia, linfopenia, mucositosis, catéteres centrales y EIcH aguda

• Después del injerto: ocurre reactivación viral, particularmente citomegalovirus y adenovirus

• Después del día 100: la inmunidad humoral y celular relativamente inmadura implica riesgo de infecciones pneumocócicas y por virus varicela zoster.

En los primeros 100 días después del TCMCU, el riesgo de infección bacteriana es menor que con otros TCMH, pero el riesgo de muerte por infección viral es aumentado, aún cuando es comparado con los receptores de medula ósea depletada de células T. Esto quizá no sorprende, a pesar de que los datos in vitro muestran que los linfocitos T de la sangre del cordón umbilical desarrollan respuesta antiviral, a diferencia de los linfocitos T de los donadores adultos, los linfocitos T de la sangre del cordón umbilical no se han enfrentado a virus como Epstein-Barr, citomegalovirus y adenovirus, es por eso que la respuesta in-vivo podría ser pobre en los primeros 100 días posteriores al TCMCU. Hay un riesgo significativamente mayor de la necesidad de dos o más cursos de ganciclovir para tratar la reactivación por citomegalovirus después de la sangre del cordón comparado con otras fuentes de CMH. La viremia por virus herpes humano tipo 6 es más notable durante la semana 2 ó 3 después del transplante y la infección es más frecuentemente observada entre los receptores de las células del cordón con infección primaria previa y una mayor carga viral. Los receptores del TCMCU son más frecuentes que mueran de infección viral en los primeros 100 días que los receptores de médula ósea repletada de linfocitos T. Después del día 100 no hay un exceso en las muertes por infección en receptores de TCMCU y no hay diferencia significativa en la incidencia de infección fúngica severa, a pesar de la fuente de las CMH. El riesgo de infección seria entre los niños que reciben sangre del cordón umbilical es comparable al de médula ósea no manipulada y es más bajo que el de células madre depletado de linfocitos T. Entre los pacientes adultos a pesar de una incidencia más alta de infecciones serias después del transplante con células del cordón, comparado con donadores no relacionados, mortalidad sin recaída e índice de sobrevida no fueron significativamente diferentes entre las fuentes de CMH.

Ventajas y desventajas del transplante de células sanguíneas del cordón umbilical.

Hay un número de ventajas del TCMCU sobre las otras fuentes de CMH, pero también algunas desventajas.

Ventajas

Rápido acceso a la unidad donadora.

Mientras un donador compatible no relacionado necesita ser identificado y evaluado, la unidad de cordón umbilical está criopreservada y puede estar en el centro de transplante dentro de los siguientes días. El tiempo medio desde la búsqueda hasta la disponibilidad de la sangre de cordón fue de 13.5 días (rango de 2 a 387 días) comparado con 49 días (rango de 32 a 293 días) para un donador de médula ósea en un estudio. La rápida identificación de un donador es importante cuando los pacientes inmunodeficientes son transplantados particularmente aquellos con IDSC.

Facilidad de organizar la fecha para transplante.

Como la unidad de cordón umbilical está rápidamente disponible, la fecha del transplante y las fechas del protocolo son fácilmente planeadas.

Ausencia de riesgo dico para el donador.

El riesgo para un donador de médula ósea es muy pequeño pero finito, mientras que no existe riesgo para donadores de CMCU.

Bajo riego de transmisión viral latente.

Existe un bajo riesgo de transmisión viral latente del donador al receptor debido a que la mayoría de los neonatos son virológicamente vírgenes.

Bajo riesgo de enfermedad injerto contra huésped.

Hay un bajo riego de EIcH y es posible que se realicen transplantes con 2 ó 3 incompatibilidades de antígenos HLA.

Alta frecuencia de aploides HLA raros comparados con los registros de médula ósea.

Existe una alta frecuencia de tipos raros de HLA en los registros de sangre de cordón como individuos de minorías étnicas que llevan estos tipos y son más probables que donen CMCU que los de médula ósea. Esto es particularmente útil en IDP donde hay un exceso de pacientes de minorís tnicas debido a consanguinidad.

Desventajas.

Falta de disponibilidad del donador para un mayor transplante de células madre hematopoyéticas.

Una vez que las CMCU han sido transplantadas, las CMH no pueden ser obtenidas del donador originar, excepto cuando un familiar fue el donador.

Deficiencia de linfocitos T citotóxicos virales específicos.

Mientras la virginidad viral de los neonatos reduce el riesgo de transmisión de virus del donador al receptor, también significa que no hay linfocitos T antígeno específicos activados virológicamente competentes dentro del cordón para neutralizar inmediatamente la infección viral en los receptores de transplante. Como muchos pacientes con IDP llegan al transplante con infecciones diseminadas, el tiempo de eliminación del virus se retrasa y puede resultar en un pronóstico pobre.

Dosis de células madre reducida.

Una dosis de células madre CD34+ de 1.7 x 10 5 por kilo erecomendada para el transplante ya que dosis bajas son asociadas a una recuperación pobre y lenta. Las unidades de CMCU contienen una cuenta finita de células. En un estudio, la cuenta media de células CD34+ pudo ser satisfactoria para individuos de 12kg.

Riesgo de transmisión de enfermedades genéticas no identificadas.

Existe un riego teórico de transmitir una enfermedad genética al receptor si no ha sido identificada en el donador.

Transplante de células madre hematopoyéticas del cordón umbilical para inmunodeficiencia primaria.

Existe un gran número de centros que describen el TCMCU para IDP. Existen 30 reportes detallados del TCMCU para IDSC con 77% de sobrevida y una incidencia de 30% de EIcH (17% con compatibilidad HLA 6 de 6).

Hay 60 reportes detallados de TCMCU para otras IDP con 85% de sobrevida y una incidencia del 38% de EIcH (3% con compatibilidad HLA 6 de 6). Existe una información incompleta en el número de otros pacientes. Una variedad de condiciones han sido usadas exitosamente e incluyen protocolos mieloablativos. La EIcH severa (grado III / IV) fue poco frecuente y ocurrió en sólo 6% de los pacientes. Dos muertes fueron asociadas con EIcH y 3 pacientes experimentaron EIcH crónica. Se alcanzó el 100% de la función inmune normal. La mortalidad fue debida a varios factores incluso la infección (n=3) enfermedad venooclusiva (n=1) y enfermedad pulmonar crónica (n=3). En nuestra práctica 20 niños recibieron el TCMCU (13 IDSC). Dieciséis fueron HLA compatibles 6 de 6 y no experimentaron EIcH severa, en todos los pacientes fue exitoso el transplante con una sobreviva del 70%. Se observó una función del 100% de los linfocitos B en la evaluación. Nosotros preferimos el TCMCU a la TCMH en IDSC y aceptamos una compatibilidad HLA 5 de 6 para pacientes mayores con una infección viral existente, la elección es más difícil y CMCU es usado menos frecuentemente.

Desarrollos futuros

El lugar del TCMCU para las IDP está ahora bien establecido. Las estrategias para superar las desventajas de usar las CMCU están en desarrollo para ampliar el potencial de su uso. La dosis baja de células madre y los riesgos asociados por una pobre evolución son el reto más grande. La infusión doble o múltiple de unidades de CMCU, se han mostrado tempranamente, con promesa de resultados exitosos. La expansión ex-vivo de linfocitos T derivados de sangre del cordón umbilical, mientras se conserva el fenotipo de memoria virgen con diversidad del receptor de la célula T policlonal puede aumentar el transplante de células de cordón y mejorar el índice y extensión de reconstitución inmune. La fase I del estudio en humanos ha demostrado seguridad, aunque no hay cambio en el tiempo de éxito del injerto. Los estudios en fase II están en proceso.

La co-infusión de las CMH o células mesenquimáticas derivadas de sangre del cordón, actualmente está siendo estudiada. Esto puede mejorar los injertos y reducir la EIcH. Otros desarrollos potenciales incluyen el desarrollo ex-vivo de células T reguladoras derivadas de sangre del cordón umbilical y linfocitos T virales antigeno-específicos.

Conclusión

Las CMCU son una alternativa de fuente de CMH para pacientes con IDP y para algunos tiene una ventaja clara. En general, la EIcH es menos probable con incompatibilidad HLA, pero más de una incomtabilidad HLA puede aun llevar a EIcH y puede comprometer el injerto. Las formas efectivas para incrementar la cuenta de células madre o mejorar el injerto con múltiples infusiones de cordón, la expansión ex-vivo de las CMCU o co-infusión de células madre mesenquimáticas establecerá el TCMCU para pacientes mayores, más enfermos, para quienes por ahora es menos útil.

Centro Regional de Alergia e Inmunología Clínica

Hospital Universitario “Dr. José Eleuterio González”

Monterrey, México

Dra. Med. Sandra N. González Díaz Jefe y Profesor

Dra. María del Carmen Zárate Hernández Profesor

Dra. Diana Muñoz Mendoza Residente de Primer Año

Dra. Alejandra Macías Weinmann Profesor