Terapia celular usando células estromais mesenquimais derivadas do cordão umbilical em SDRA relacionada a SARS-CoV-2 (STROMA-CoV2)

Contexto geral:

Em 13 de março de 2020, mais de 145.000 casos de infecção por 2019-nCoV foram confirmados com 5.500 mortes em todo o mundo. Até 21 de março, 14.469 casos foram confirmados na França, dos quais 562 foram fatais, enquanto 1.525 pacientes estão atualmente hospitalizados em unidades de terapia intensiva. Enquanto a pandemia continua a se espalhar, o coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-2) causa a síndrome do desconforto respiratório agudo grave em 30% dos pacientes (Murthy et al., 2020) com uma taxa de mortalidade de 30% a 60%. A principal característica fisiopatológica é uma inflamação pulmonar aguda. Atualmente, não há tratamento.

O objetivo deste projeto é tratar pacientes intubados e ventilados apresentando uma Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (SDRA) relacionada à SARS-CoV2 de menos de 96 horas por três infusões intravenosas de células estromais mesenquimais derivadas da geleia de Wharton do cordão umbilical (UC-MSC ) um em dias alternados (duração do tratamento: uma semana). O endpoint primário é a variação PaO2/FiO2 da linha de base no dia 7. A evolução de vários marcadores inflamatórios, linfócitos T reguladores e anticorpos específicos do doador também será monitorada. O estudo incluirá 40 pacientes, dos quais 20 serão randomizados para tratamento com células administrado por via intravenosa, enquanto os 20 pacientes restantes serão randomizados para receber uma solução de placebo, além do tratamento padrão. Os pacientes serão acompanhados até 12 meses após o tratamento.

Estado da arte:

As células-tronco mesenquimais apresentam várias características atraentes: facilidade de obtenção, alto potencial de proliferação, capacidade de se alojar em locais inflamatórios, propriedades anti-inflamatórias, antifibróticas e imunomoduladoras. Seus benefícios terapêuticos foram demonstrados em > 100 modelos animais, incluindo ovelhas. Especificamente, os efeitos terapêuticos de MSC foram demonstrados em modelos de ARDS induzidos por pneumoniae associada ao vírus influenza H1N1, H5N1, H9N2 e também demonstraram reduzir a lesão pulmonar aguda induzida por bactérias em um modelo humano de pulmão perfundido ex vivo (Lee et al ., 2013). Nas clínicas, as MSC demonstraram excelente tolerância em mais de 3.000 pacientes (Thompson et al., 2020), independentemente da dosagem e via de entrega. Três ensaios de fase I/II incluíram pacientes com ARDS e em um (START II), MSC reduziu significativamente a lesão endotelial pulmonar (Matthay et al., 2019). Se todas as MSC compartilham várias características, independentemente da fonte de tecido, as produções mais altas de moléculas bioativas e as propriedades imunomoduladoras mais fortes são produzidas pela geléia de Wharton do cordão umbilical (Romanov et al., 2019), que pode ser ampliada para geram bancos de produtos criocongelados e, portanto, prontamente disponíveis.

Até agora, as UC-MSC foram usadas em uma ampla variedade de doenças (revisadas em Scarfe et al., 2018) e, na maioria dos casos, foram administradas por via intravenosa, o que é clinicamente atraente devido à sua natureza não invasiva e a possibilidade subsequente de administrações repetidas. As técnicas de marcação mostraram que mais de 80% das MSCs injetadas por via intravenosa ficam rapidamente presas nos pulmões, seguidas por uma rápida distribuição de algumas das MSCs injetadas para outros tecidos, incluindo fígado, baço e locais inflamatórios ou lesionados (Brooks et al., 2018 ). No geral, esses padrões de biodistribuição foram confirmados por estudos em humanos usando ressonância magnética (MRI), tomografia por emissão de pósitrons (PET) e/ou tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT).2 Um modelo de quatro parâmetros (taxa de injeção, taxa de depuração, taxa de extravasamento e taxa de intravasamento) prevê que as MSCs transplantadas são terapeuticamente ativas apenas por um curto período de tempo (provavelmente menos de 24 h) (Parekkadan e Milwid, 2010). escala de tempo consistente com a das respostas biológicas que eles desencadeiam. Essas suposições são um incentivo para administrações repetidas de MSC dentro de um curto período de tempo para induzir um efeito terapêutico sustentado e racionalizaram nosso protocolo de injetar MSC em dias alternados durante um período de uma semana, um projeto consistente com o relatório anterior dos benefícios de entregar MSC em doses relativamente pequenas, mas de forma repetida em pacientes com doença do enxerto contra o hospedeiro (Zhou et al., 2010).

Depois de se alojarem nos pulmões, foi relatado que as MSC induzem primeiro uma resposta inflamatória que é detectável no nível do tecido e sistemicamente (Hoogduijn et al., 2013) e provavelmente devido à sua interação com as células pulmonares residentes, uma vez acumuladas na microvasculatura. Essa resposta inicial é então seguida por uma fase a jusante de reatividade imunológica reduzida (Hoogduijn et al., 2013), cujos mecanismos foram extensivamente investigados. Assim, 24 horas após a infusão intravenosa, a maioria das UC-MSC que se acumularam nos pulmões está morta após sua fagocitose por monócitos e neutrófilos que então migram pela corrente sanguínea, principalmente no fígado (Leibacher et al., 2017; de Witte et al., 2018). Experimentos de co-cultura mostraram que a internalização de fragmentos de MSC por monócitos desencadeia uma mudança fenotípica que se traduz na regulação positiva de PD-L1 e CD90, juntamente com uma expressão aumentada dos níveis de mRNA para IL-1β, IL-6, IL-8 e IL-10 e diminuição da expressão de TNF-α. Digno de nota, monócitos polarizados em direção a um fenótipo imunorregulador aumentam a expressão de linfócitos reguladores Foxp3+ T enquanto diminuem a de células CD4+ ativadas (de Witte et al., 2018). Que a apoptose de MSC infundidas por via intravenosa é um requisito para sua função imunossupressora é ainda corroborado pela observação de que a atividade citotóxica contra MSC é preditiva de respostas clínicas em pacientes tratados por MSC para doença enxerto contra hospedeiro, ou seja, os melhores respondedores são aqueles com alta citotoxicidade; neste estudo, a ligação mecanística postulada é que os fagócitos que engolfaram MSC apoptóticas produzem indolamina 2,3-dioxigenase (IDO) e, assim, em última análise, entregam atividade imunossupressora de MSC (Galleu et al., 2017).

Dada a fisiopatologia do SARS-CoV2, é, portanto, válido supor que a administração intravenosa de UC-MSC durante a fase inicial da SDRA poderia controlar a inflamação, acelerar sua recuperação com melhor oxigenação, redução da ventilação mecânica e do tempo de desmame da ventilação e, portanto, redução do tempo de permanência em terapia intensiva. Essa suposição é de fato apoiada pelos resultados recentes de um estudo chinês preliminar no qual foi relatado que MSC (cuja fonte não foi especificada) melhorou a função pulmonar e os sintomas em 7 pacientes com pneumonia por COVID-19, juntamente com uma rápida eliminação de células imunes secretoras de citocinas superativadas (células T CXCR3+CD4+, células T CXCR3+CD8+ e células NK CXCR3+), uma diminuição nos níveis circulantes de TNF-α e um aumento nas células DC regulatórias CD14+CD11c+CD11bmid e nos níveis de IL-10 , em comparação com um grupo placebo (Leng et al., 2020).