Diagnosi Genetica Preimpianto con tipizzazione dell'HLA

La tipizzazione dell’HLA in fase preimpianto (Preimplantation HLA matching) si è recentemente proposta quale opzione per coppie con un figlio affetto da una malattia genetica, la cui cura necessita di trapianto di cellule staminali da un soggetto HLA compatibile (Verlinsky et al., 2001; Fiorentino et al., 2004, 2005). Per tali pazienti, la PGD rappresenta una strategia che consente di individuare e trasferire gli embrioni che risulteranno, all’analisi genetica, sia non affetti dalla specifica malattia che HLA compatibili con il figlio malato. Alla nascita del bambino, le cellule staminali (HSC) presenti nel cordone ombelicale del nascituro potranno essere isolate e trapiantate nel figlio malato della coppia, per consentirne la guarigione.

Questa recente applicazione della PGD si è rivelata di enorme utilità per questa categoria di pazienti: per la prima volta un metodo di diagnosi genetica diviene uno “strumento di terapia”.

La strategia in questione è particolarmente indicata per malattie genetiche quali, per esempio, la beta talassemia, l’ anemia falciforme, l’anemia Fanconi ed altre emogoblinopatie, curabili mediante trapianto di cellule staminali HLA compatibili, in cui una perfetta identità molecolare tra donatore e ricevente, e la consanguineità del donatore, offrono un’alta possibilità di sopravvivenza e un ridotto rischio di rigetto o di complicanze post trapianto a volte fatali.
La presenza di geni HLA identici tra donatore e ricevente è, infatti, un requisito indispensabile affinché il trapianto abbia un esito favorevole e non si inneschino fenomeni di rigetto.

Il più grande studio sul trapianto di midollo per le emoglobinopatie, o malattie ereditarie dovute a errori nella sintesi dell’emoglobina come, talassemia e anemia falciforme, comprende oltre 1.000 pazienti e presenta una percentuale di successi superiore all’90% per soggetti con età inferiore a 17 anni. Tuttavia a causa della ridotta dimensione dei nuclei familiari solo un terzo dei pazienti dispone di una sorella o di un fratello HLA identico. Il 3% degli esclusi può trovare un donatore con uno o due aplotipi ancestrali identici utilizzando una ricerca familiare estesa. Per gli altri l’unica possibilità di guarigione è l’identificazione di un donatore non consanguineo attraverso l’utilizzo di appositi registri nazionali e internazionali.

In linea generale, la tipizzazione dell’HLA in fase preimpianto è indicata in tutti i casi di patologie ematologiche in cui vi sia un’alterazione grave del compartimento staminale, sia essa intesa come riduzione quantitativa (aplasia midollare severa), qualitativa (leucemie o linfomi, in cui avviene una mutazione neoplastica) o per difetto congenito (es. Talassemia)(Tabella 2). Tale procedura, quindi, può anche rappresentare un’opzione per coppie non a rischio genetico (cioè non portatrici di malattie genetiche), che hanno un figlio affetto da una malattia non ereditaria, come la leucemia o l’anemia sporadica di Diamond-Blackfan, curabili mediante trapianto di cellule staminali. In quest’ultimo caso, non essendoci nella coppia un rischio genetico, la tipizzazione dell’HLA diviene l’indicazione primaria, e gli embrioni verranno selezionati solo in base al loro profilo HLA.

Considerazioni di tipo etico hanno reso inizialmente più difficile l’accesso a questa procedura. Nel caso delle malattie ereditarie, infatti, la diagnosi genetica preimpianto serve anche per assicurare la salute del concepito, oltre che a garantire l’istocompatibilità per la donazione, mentre per malattie non ereditarie il nuovo nato non trarrebbe alcun vantaggio dalla tecnica utilizzata per concepirlo. È così che, nell’aprile del 2003, l’Authority britannica Human Fertilisation & Embryology Authority (HFEA) ha dato il via libera per eseguire la tipizzazione HLA per curare un bambino talassemico, mentre l’anno prima aveva respinto un’analoga richiesta presentata invece da genitori di un piccolo malato di anemia di Diamond-Blackfan a carattere sporadico. Circa un anno dopo, tuttavia, la stessa Autority ha rivisto tale posizione, annunciando la caduta del divieto e autorizzando l’estensione della tipizzazione dell’HLA preimpianto anche in coppie non a rischio genetico.
In precedenza le coppie con un figlio affetto dalle malattie sopra descritte, nell’estremo tentativo di curare i propri figli, erano costrette ad affidarsi alla lotteria genetica della riproduzione naturale, tentando il concepimento di un altro bambino che fungesse da donatore e valutando la compatibilità HLA solo a gravidanza avanzata, attraverso la diagnosi prenatale. In questo modo sono state ottenute molte gravidanze, di cui una nel 1988 ha portato al primo trapianto di cellule del cordone ombelicale coronato da successo.

Tuttavia, bisogna considerare che la probabilità teorica di generare un figlio che sia sano e, nel contempo, dotato dei geni HLA compatibili non è molto alta, è soltanto di circa uno su cinque (~19%). Molte di queste famiglie perciò hanno dovuto affrontare gravidanze ripetute, ritardando il trapianto e rischiando di dover scegliere la dolorosa strada dell’aborto, nel caso in cui i feti fossero risultati malati o, talvolta, anche in caso di sola accertata non compatibilità fetale. La PGD associata alla tipizzazione dell’HLA potrà adesso evitare il ricorso alla diagnosi prenatale, permettendo la selezione ed il successivo trasferimento in utero solo degli embrioni risultati sani ed HLA compatibili con il bambino malato della coppia. In confronto, la PGD offre vantaggi più che evidenti, perché consente di testare un numero elevato di embrioni per ciascun ciclo, aumentando le possibilità di trovare quelli con le caratteristiche adatte per la donazione; ma soprattutto permette di identificare questi embrioni prima che venga avviata una gravidanza, eliminando il rischio che vengano abortiti i feti che non risultano HLA compatibili.

Tecnicamente, la tipizzazione dell’HLA in fase preimpianto è una procedura molto complessa. Non sorprende, quindi, che tale tecnica sia stata applicata in soli 5 centri al mondo (Stati Uniti, Italia, Australia, Belgio e Turchia). La casistica internazionale per tale applicazione non è molto elevata, ed include circa 400 cicli. L’Italia ha fornito un consistente contributo a tale casistica, applicando la procedura in 97 coppie, per un totale di 181 cicli, ottenendo 36 gravidanze cliniche, 20 delle quali già portate a termine, mentre 8 gravidanze sono ancora in fase di gestazione (Fiorentino et al., 2004, 2005, 2006). Sette bambini malati hanno già ottenuto il trapianto con le cellule staminali prelevate dal sangue del cordone ombelicale, ed adesso sono completamente guariti (Tabella 3).
 

Segue: Analisi genetica del blastomero per tipizzazione HLA