Il trapianto di cellule staminali emopoietiche consiste nel distruggere le cellule malate della persona che vi si sottopone, attraverso l’impiego di chemio e/o radioterapia, e nel sostituirle con quelle ottenute da un donatore sano. L’obiettivo è ricostituire il sistema emopoietico e immunitario del ricevente.
La sostituzione delle cellule malate con quelle del donatore sano determina la convivenza nello stesso individuo del patrimonio genetico di due soggetti differenti; una condizione definita chimera, termine che deriva dalla figura mitologica formata da parti del corpo di animali diversi.
La guarigione, ovvero il successo del trapianto, dipende dalla realizzazione di tre fattori principali:

la scomparsa totale delle cellule malate mediante l’impiego di chemioterapia ad alte dosi, fase detta “regime di condizionamento”, fondamentale per eliminare la malattia, per l’immunosoppressione necessaria all'attecchimento del trapianto e per la liberazione delle cosiddette nicchie midollari, in cui si impianteranno le nuove cellule
il superamento, ai fini dell’attecchimento, della barriera immunologica della persona trapiantata rappresentata dalle cellule immunocompetenti responsabili del rigetto (ossia la scomparsa delle cellule immunologiche non malate del ricevente)
il superamento della barriera immunologica, responsabile della malattia del trapianto contro l’ospite (Graft Versus Host Disease, GVHD), rappresentata dalle cellule immunocompetenti attive del donatore presenti nella sospensione delle cellule staminali infuse nel ricevente

Quindi, nel trapianto di cellule staminali di un donatore (allogeniche), a differenza di qualunque altro tipo di trapianto, la barriera immunologica da superare è doppia: quella del ricevente verso il donatore (rigetto) e quella del donatore verso il ricevente (GVHD).
Il fenomeno del rigetto si instaura quando le cellule immunitarie del donatore, riconosciute come non proprie (non-self) o estranee, sono attaccate e distrutte dalle cellule del sistema di difesa dell’organismo (sistema immunitario) della persona trapiantata (ricevente).
L’incidenza del rigetto nel trapianto di midollo osseo (TMO) da donatore HLA compatibile è un evento piuttosto raro (1-2%) a causa della profonda immunosoppressione indotta dalle alte dosi di radio-chemioterapia somministrate prima del trapianto. Il rigetto rappresenta un problema maggiore nei trapianti da donatore non appartenente alla famiglia del ricevente o nei trapianti non compatibili.
La malattia del trapianto contro l’ospite (GVHD) è la reazione esercitata dalle cellule del sistema immunitario del donatore nei confronti dei tessuti del ricevente e rappresenta una delle principali cause di insuccesso nel paziente sottoposto a trapianto da donatore (allogenico). La sua frequenza e gravità aumentano in base al grado di incompatibilità HLA.
Esiste una forma acuta e una forma cronica di GVHD, in relazione al momento in cui si manifesta e alle sue caratteristiche cliniche.
La GVHD acuta si osserva nei primi 100 giorni dalla data del trapianto. Le sue manifestazioni cliniche principali sono rappresentate da rash cutaneo, diarrea, disfunzione epatica (ittero colestatico). Non necessariamente tutte e tre le manifestazioni sono presenti, ma in relazione alla gravità del danno, agli organi colpiti e alle manifestazioni cliniche, la GVHD acuta presenta un grado di gravità che va dal I al IV.
La GVHD cronica ha un tempo di comparsa successivo ai primi 100 giorni dal trapianto di midollo osseo allogenico e può far seguito a una GVHD acuta oppure verificarsi spontaneamente.
Può interessare le stesse sedi della GVHD acuta ma, di solito, la sua estensione è maggiore (sistemica) e può riguardare molti organi e apparati (cute, occhi, mucosa orale o esofagea, fegato, polmone, apparato neuromuscolare, intestino; può assumere le caratteristiche della sclerodermia, della cirrosi biliare o della bronchiolite obliterante).
In base ai danni che causa negli organi colpiti, la GVHD cronica può essere classificata come limitata o estesa.Entrambe le forme aumentano il rischio di complicazioni di natura infettiva, sia per la loro natura immunosoppressiva, sia per l’effetto di depressione del sistema immunitario esercitato dalle terapie impiegate per bloccarla.
La terapia primaria per la GVHD è rappresentata dalla somministrazione di farmaci immunosoppressori che riducono la risposta immunitaria delle cellule del donatore. La terapia di prima scelta è rappresentata dai corticosteroidi.La cura preventiva con farmaci immunosoppressori può ridurre il rischio di comparsa della GVHD dopo il trapianto; in genere, la terapia è iniziata prima del trapianto stesso.