L'esercizio fisico può migliorare la donazione di cellule staminali

Le cellule staminali del sangue nel midollo osseo producono continuamente nuove cellule sanguigne e immunitarie. Quando questo sistema si ammala, come nel caso della leucemia, un trapianto di cellule staminali sane da un donatore compatibile può offrire una possibilità di cura.

Prima di donare le cellule staminali, i donatori ricevono il farmaco G-CSF, che mobilita le cellule staminali del sangue dal midollo osseo in modo che possano essere raccolte dal sangue. Tuttavia, il trattamento con G-CSF è spesso associato a effetti collaterali, come il dolore alle ossa. In alcuni casi, inoltre, il numero di cellule staminali raccolte è insufficiente e richiede ulteriori cicli di trattamento e farmaci.

Studi precedenti hanno dimostrato che anche l'esercizio fisico intenso può liberare le cellule staminali del sangue nel flusso sanguigno. A differenza dei farmaci aggiuntivi, l'esercizio fisico è considerato a bassissimo rischio. La dott.ssa Julia Kröpfl e un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Sport, Esercizio e Salute dell'Università di Basilea hanno quindi analizzato questo effetto in uno studio pilota. Per la prima volta, i ricercatori hanno confrontato direttamente negli stessi donatori il modo in cui l'esercizio fisico e il G-CSF mobilitano le cellule staminali del sangue.

Ciclismo per la donazione di cellule staminali

In collaborazione con il professor Andreas Holbro, medico senior di Blood Donation Northwest Switzerland e del Dipartimento di Ematologia dell'Ospedale Universitario di Basilea, il team ha reclutato sette donatori maschi e tre femmine che si stavano preparando a donare cellule staminali del sangue ai propri familiari. I partecipanti hanno prima completato una sessione intensiva di ciclismo su un ergometro e hanno fornito campioni di sangue prima e dopo l'esercizio. Alcuni giorni dopo, sono stati sottoposti al trattamento convenzionale con G-CSF.

Il confronto diretto ha rivelato differenze sia nella quantità che nella composizione delle cellule staminali mobilitate nel sangue. Studi precedenti hanno dimostrato che, dopo un'intensa sessione di allenamento, il numero di cellule staminali aumenta in pochi minuti, ma poi diminuisce di nuovo rapidamente. Con il G-CSF, invece, sono necessari diversi giorni perché i livelli di cellule staminali nel sangue aumentino.

In termini di numero di cellule staminali nel sangue, l'esercizio fisico ha avuto un effetto significativamente minore rispetto al farmaco. Lo stimolo acuto all'esercizio fisico ha aumentato il numero di cellule staminali solo moderatamente, fino a circa una volta e mezza o due i livelli di base. Con il G-CSF, invece, i livelli di cellule staminali sono aumentati da 20 a 50 volte.

"L'effetto dell'esercizio fisico acuto è ridotto, ma è più mirato in termini di composizione delle cellule mobilitate", spiega Julia Kröpfl. Il G-CSF rilascia in modo non specifico tutti i sottotipi di cellule staminali del sangue. L'esercizio fisico intenso, invece, libera in modo specifico le cellule considerate benefiche per il successo del trapianto. Queste includono, ad esempio, le cellule precursori delle piastrine e le cellule staminali del sangue meno mature - essenzialmente "precoci" - che si ritiene abbiano una capacità particolarmente elevata di stabilirsi nell'organismo del ricevente. Il significato clinico per i pazienti, tuttavia, non è ancora chiaro.

Non un sostituto, ma un promettente coadiuvante

Analisi precedenti suggeriscono che l'esercizio fisico acuto mobilita principalmente le cellule staminali del sangue che aderiscono alle pareti dei vasi sanguigni, grazie all'aumento del flusso sanguigno. Questo potrebbe spiegare l'effetto più rapido dell'esercizio fisico rispetto al farmaco.

"L'esercizio fisico non può sostituire il trattamento con G-CSF per la donazione di cellule staminali, ma potrebbe potenzialmente integrarlo", sottolinea Kröpfl. "La combinazione di entrambi gli approcci sarebbe promettente". Mentre il farmaco rilascia le cellule staminali dal midollo osseo, l'esercizio fisico potrebbe mobilitare anche le cellule che aderiscono ai vasi sanguigni, completando e potenzialmente potenziando l'effetto del G-CSF.

A causa del numero ridotto di partecipanti, lo studio fornisce solo prove preliminari che dovranno essere confermate da ulteriori ricerche. Tuttavia, Kröpfl spiega che uno studio che combina G-CSF e ciclismo non può attualmente essere condotto in Svizzera per motivi etici. C'è troppa incertezza sul fatto che l'esercizio fisico possa peggiorare gli effetti collaterali del G-CSF e le potenziali complicazioni durante la raccolta delle cellule staminali.

"Tuttavia, è del tutto possibile che l'esercizio fisico possa effettivamente alleviare questi effetti collaterali, come è stato osservato anche nei pazienti sottoposti a chemioterapia", afferma il biologo molecolare. Uno studio in Inghilterra sta già esaminando la combinazione di G-CSF e ciclismo.