Recupero dell’emopoiesi dopo la correzione genica della beta-talassemia

La Beta-talassemia (Bthal) è una malattia genetica dovuta a mutazioni nel gene beta-globina, che porta una ridotta o assente produzione di HbA, che interferisce con la maturazione delle cellule eritroidi e produzione di globuli rossi. I pazienti sono affetti da grave anemia, epatosplenomegalia e anomalie scheletriche a causa della rapida espansione del compartimento eritroide nel midollo osseo dovuta a eritropoiesi inefficace. Nella visione classica dell'ematopoiesi, le cellule del sangue vengono prodotte, attraverso uno schema gerarchico, a partire da cellule staminali multipotenti che diventano sempre più limitate nel loro potenziale di differenziamento attraverso progenitori oligopotenti e poi unipotenti. Recentemente, strategie di purificazione basate sull'espressione differenziale di molecole di superficie CD49f e CD90 sono in grado di isolare cellule staminali ematopoietiche (CSE) con capacità ripopolante a lungo termine (CD49f+) e a breve termine (CD49f-), con proprietà diverse nel ciclo cellulare, ma stesso potenziale di differenziamento mieloide (My) che linfoide. Recenti lavori hanno proposto che i “lineages” eritroide (Ery) e megakaryocitico (Mk) derivino direttamente dalle CSE 49f+. Il midollo osseo dei pazienti affetti da questa malattia è caratterizzato da una condizione perturbata e da stress il cui impatto sull’ eritropoiesi è risaputo, mentre sull’ematopoiesi è per lo più sconosciuto. Col fine di poter delineare il modello gerarchico ematopoietico in talassemia, abbiamo definito, mediante analisi immunofenotipica, il processo di differenziamento nei diversi “lineages” maturativi sia in pazienti affetti da questa patologia che in donatori sani. Inoltre, questo tipo di analisi è stata effettuata nei pazienti trattati in un protocollo di terapia genica (TIGET-BTHAL, #NCT02453477) e ci ha permesso di studiare la ricostituzione ematopoietica delle cellule CD34+ trasdotte trapiantate. Risultati preliminari hanno mostrato differenze nel compartimento staminale con una maggiore percentuale di progenitori multipotenti nei pazienti talassemici rispetto ai donatori sani. Siamo stati anche in grado di valutare differenze legate all'età, grazie alla disponibilità di campioni di soggetti adulti e pediatrici. Analizzando i progenitori ematopoietici con un nuovo schema di “sorting” in grado di risolvere in modo efficiente il differenziamento My, Ery e Mk, abbiamo quantificato nuovi progenitori My ed Ery all'interno del compartimento CD34+CD38+ e abbiamo trovato una riduzione delle popolazioni Ery nei campioni Bthal. Inoltre,nei pazienti trattati con la terapia genica sono state osservate fluttuazioni nel contributo d CSE e MPP all'ematopoiesi durante il follow-up. In futuro, analisi di RNA-seq eseguita su CSE e sui progenitori delineerà i processi trascrizionali che governano l'ematopoiesi in talassemia.