Mobilizzazione delle cellule staminali con Plerixafor in soggetti diabetici rispetto a soggetti di controllo

Background scientifico. Il diabete mellito è associato ad un aumento della prevalenza e dell'incidenza delle malattie cardiovascolari. Si ritiene che l'elevato rischio cardiovascolare nel diabete sia attribuibile agli effetti avversi della glucotossicità e della lipotossicità sulle cellule endoteliali. Dati recenti indicano che i meccanismi di riparazione endoteliale svolgono un ruolo importante nel determinare l'integrità dell'endotelio e quindi la salute globale del sistema cardiovascolare. I dati del nostro gruppo di ricerca hanno dimostrato che le cellule coinvolte nella rigenerazione endoteliale e nella neo-angiogenesi (comprese le cellule CD34+ e le cellule progenitrici endoteliali, EPC) sono ridotte di numero e disfunzionali nei pazienti con diabete mellito. Le EPC appartengono alla popolazione di cellule CD34+ e sono definite in base alla co-espressione di marcatori del lignaggio endoteliale, come il recettore VEGF 2 (VEGFR2 o KDR). Queste cellule sono ulteriormente compromesse nei pazienti diabetici con malattie cardiovascolari. Si ritiene che questi cambiamenti rappresentino una delle cause del danno cardiovascolare nel diabete.

I meccanismi alla base della diminuzione di EPC e di altre cellule progenitrici nel diabete non sono completamente compresi. Normalmente, le EPC risiedono nel midollo osseo ei loro livelli circolanti nel sangue periferico sono molto bassi. In risposta alla lesione ischemica o al danno vascolare, le EPC vengono mobilizzate dal midollo osseo al sangue periferico. I dati ottenuti in modelli sperimentali di diabete mellito indicano un difetto nella mobilizzazione delle EPC dal midollo osseo alla circolazione periferica in risposta all'ischemia, che si traduce in una compromissione dei processi neo-angiogenetici post-ischemici. Risultati sperimentali simili sono stati ottenuti da diversi gruppi di ricerca. I nostri dati mostrano anche che il diabete sperimentale riduce la risposta del midollo agli agenti mobilizzanti esogeni come G-CSF e SCF. Altri dati clinici nell'uomo del nostro e di altri gruppi di ricerca confermano l'ipotesi di un difetto nel midollo osseo dei pazienti con diabete mellito. In particolare, il diabete provoca profonde alterazioni del microambiente midollare associate a microangiopatia e alterazione della nicchia delle cellule staminali. Questi risultati confermano uno studio nel modello murino di diabete di tipo 1, in cui è stata identificata per la prima volta una forma specifica di microangiopatia che causa deplezione di cellule CD34+ ed EPC nel midollo osseo.

Come conseguenza di questo danno midollare, il nostro gruppo di ricerca ha recentemente dimostrato che la mobilizzazione delle cellule CD34+ e dei fenotipi EPC è profondamente difettosa nei pazienti con diabete mellito di tipo 1 e 2.

Per giungere a questa conclusione, i ricercatori hanno utilizzato un test della riserva di midollo osseo somministrando G-CSF umano ricombinante a basso dosaggio (Filgrastim). Lo studio ha dimostrato che una stimolazione midollare sub-massimale è in grado di evidenziare differenze tra diabetici e non diabetici ed è assolutamente sicura, non essendoci stati effetti collaterali significativi. In un contesto ematologico, è stato anche precedentemente dimostrato che il diabete è un fattore predittivo di "scarsa mobilizzazione" che espone i pazienti a un rischio maggiore di fallimento della raccolta di cellule staminali per il trapianto autologo di cellule staminali.

Da un punto di vista funzionale/meccanicistico, è stato dimostrato che una compromissione dell'asse CXCL12/CXCR4 probabilmente contribuisce alla mancata mobilizzazione delle cellule staminali/progenitrici del midollo osseo associate al diabete. Il farmaco AMD3100 / plerixafor (Mozobil ®) è un antagonista diretto di CXCR4 e inibisce il segnale cellulare mantenendo le cellule staminali / progenitrici all'interno del midollo osseo. Per questo motivo, AMD3100 / Plerixafor è rapidamente efficace per la mobilizzazione delle cellule staminali del midollo osseo. Da un punto di vista sperimentale, è stato osservato che gli animali diabetici, pur non rispondendo alla mobilizzazione indotta da ischemia e G-CSF, rispondono alla mobilizzazione indotta da AMD3100/Plerixafor. Mozobil è attualmente approvato in Italia per la mobilizzazione di cellule staminali in pazienti con mieloma multiplo o linfoma a scopo di autotrapianto, in combinazione con G-CSF, in pazienti con scarsa mobilizzazione (vedere RCP). In questa fase, l'efficacia di Mozobil nell'indurre la mobilizzazione delle cellule staminali/progenitrici nei pazienti diabetici non è stata ancora testata.

Domanda scientifica. L'obiettivo di questo studio è valutare se vi siano differenze nella mobilizzazione delle cellule CD34+ e delle EPC in risposta a Mozobil nei pazienti con diabete mellito rispetto ai soggetti senza diabete. Attualmente non esistono metodi non invasivi per lo studio della funzione del midollo osseo nell'uomo. Questo progetto si propone di valutare in pazienti con diabete mellito di tipo 1 o di tipo 2 la capacità di mobilizzare cellule CD34+ ed EPC dal midollo osseo alla periferia in risposta all'agente mobilizzante esogeno AMD3100/plerixafor (Mozobil), rispetto ad un gruppo di non -persone diabetiche. Sebbene sia stato recentemente dimostrato che i pazienti diabetici non rispondono alla mobilizzazione indotta dal G-CSF (Filgrastim), i ricercatori qui ipotizzano che i pazienti diabetici possano rispondere adeguatamente alla mobilizzazione indotta dal Plerixafor.

Plausibilità e rilevanza clinica. Si ritiene che le alterazioni delle cellule staminali/progenitrici secondarie a un difetto del midollo osseo contribuiscano allo sviluppo della microangiopatia e della macroangiopatia diabetica clinica. Per questo motivo, è di grande interesse esplorare i meccanismi che causano un difetto delle cellule progenitrici nel diabete e le possibili strategie per farvi fronte. Numerosi dati provenienti da studi su animali, umani ed epidemiologici indicano che la risposta di mobilizzazione al G-CSF è compromessa nei pazienti diabetici. Pertanto, la mobilizzazione dello stelo nel diabete deve essere considerata un "bisogno clinico insoddisfatto". D'altra parte, dati sperimentali preclinici in modelli animali di diabete indicano che AMD3100/Plerixafor è in grado di mobilizzare cellule staminali e progenitrici. La rilevanza clinica del progetto risiede nella possibilità di identificare un trattamento in grado di ripristinare la mobilizzazione delle cellule staminali/progenitrici nel diabete. Ciò può avere implicazioni favorevoli per le complicanze diabetiche croniche, come la microangiopatia e le malattie cardiovascolari. In effetti, questo progetto è rilevante dal punto di vista fisiopatologico, poiché si ritiene che l'EPC dovrebbe proteggere dalle complicanze vascolari del diabete. Inoltre, dal punto di vista ematologico, la consapevolezza che i pazienti diabetici sono iporesponsivi al G-CSF mentre rispondono adeguatamente al Plerixafor permetterebbe di individuare protocolli di mobilizzazione in vista di un trapianto autologo di cellule staminali emopoietiche.

Eventi avversi attesi. Il trattamento con Mozobil in combinazione con G-CSF può essere associato a eventi avversi lievi (vedere RCP). Rispetto al placebo + G-CSF, l'uso di Mozobil + G-CSF nei pazienti di due studi clinici ha indotto un numero significativamente più elevato di reazioni avverse di grado 1-2: diarrea (37% vs 17%), nausea (34% vs 22 %), flatulenza (7% vs 3%), reazioni al sito di iniezione (34% vs 10%), vertigini (11% vs 6%). Non sono stati segnalati effetti collaterali di grado 3-4.

Nel presente studio Mozobil sarà somministrato in monoterapia, cioè non in combinazione con G-CSF. Sulla base dei dati della letteratura, gli eventi avversi prevedibili con questo tipo di trattamento sono lievi:

• In uno studio su 20 volontari sani sono stati riportati effetti indesiderati di grado 1 in risposta a un trattamento in monoterapia con Mozobil sc: crampi o gonfiore, flatulenza, secchezza delle fauci.
• In uno studio che ha coinvolto 10 volontari sani trattati con Mozobil sc in monoterapia sono stati osservati i seguenti effetti indesiderati lievi (grado 1): eritema o prurito al sito di iniezione, cefalea, parestesia periorale, nausea, gonfiore addominale.
• Uno studio che ha coinvolto 25 donatori sani trattati con Mozobil sc in monoterapia ha riportato i seguenti eventi avversi di grado 1 (lieve): capogiro, nausea, flatulenza, fastidio o sensazione di calore al sito di iniezione, parestesie periorali, sudorazione, cefalea.

Sulla base di questi dati, si può presumere che l'uso di Mozobil in monoterapia sia sicuro e che gli effetti collaterali previsti siano lievi e tollerabili per il paziente.

Inoltre, come con quasi tutti i farmaci, Mozobil può indurre reazioni allergiche e anafilassi.