Θεραπευτικές προσεγγίσεις της Θαλασσαιμίας

Transcript

1 Παπαδοπούλου Λευκοθέα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Εργαστήριο Φαρμακολογίας, Τμήμα Φαρμακευτικής Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Θεραπευτικές προσεγγίσεις της Θαλασσαιμίας 3ο Πανελλήνιο Συνέδριο Φαρμακευτικών Τμημάτων Φεβρουαρίου 2017, Θεσσαλονίκη

2 Ερυθροποίηση Larsson, Karlsson 2005

3 Αιμοσφαιρίνη: Ρόλος - Δομή Hemoglobin/Deoxy/tasks.htm Fox et al, 2004; Koolman, Rohm 2004; Garett, Grisham 1999

4 BMC Med Genomics. 2015;8(1):44. Genomic approaches to identifying targets for treating β hemoglobinopathies Ngo DA, Steinberg MH. (Wood 1976) Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol pii: S (16) Update in the genetics of thalassemia: What clinicians need to know. Shang X 1, Xu X 2.

5 αιμοσφαιρινοπάθειες Οι διαταραχές του μορίου της αιμοσφαιρίνης είναι γενετικής προέλευσης 7 % του παγκόσμιου πληθυσμού αποτελεί φορείς κάθε χρόνο έχουμε ~ γεννήσεις παιδιών με αιμοσφαιρινοπάθειες Χωρίζονται σε δύο (2) κατηγορίες: 1. Δομικές αλλαγές του μορίου της αιμοσφαιρίνης 2. Διαταραχές στη σύνθεση της αιμοσφαιρίνης

6 1. Δομικές αλλαγές του μορίου της αιμοσφαιρίνης HBB (E6V) Δρεπανοκυτταρική αναιμία HBB (E6K) HBB (E26K) BMC Med Genomics.2015;8(1):44.Genomic approaches to identifying targets for treating β hemoglobinopathiesngo DA, Steinberg MH.

7 Σε καταστάσεις υποξίας, πλεονέκτημα στους φορείς από τις συνέπειες προσβολής από το Plasmodium falciparum (προκαλεί την ελονοσία) Η αιμοσφαιρίνη ΗbS πολυμερίζεται διαταράσσει τη μεμβράνη των ερυθροκυττάρων χαρακτηριστικό δρεπανοειδές σχήμα δεν ρέουν ομαλά μέσα στα μικρά αιμοφόρα αγγεία, σε αντίθεση με τα φυσιολογικά δισκοειδή-αμφίκοιλα ερυθροκύτταρα, Απόφραξη αγγείων πόνος και βλάβη στα διάφορα όργανα ` αιμόλυση, ισχαιμία των ιστών και δυσλειτουργία των οργάνων Olowoyeye and Okwundu 2012, Rees, Williams et al. 2010, Odievre, Verger et al. 2011

8 2. Διαταραχές στη σύνθεση της αιμοσφαιρίνης Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol pii: S (16) Update in the genetics of thalassemia: What clinicians need to know. Shang X 1, Xu X 2.

9

10 α-θαλασσαιμία β-θαλασσαιμία «σιωπηλή» «στίγμα» ήπια μέχρι πολύ σοβαρή αναιμία Προληπτική Yποστηρικτική θεραπεία (β 4 ) ενδιάμεση Ασύμβατη?? με τη ζωή (Vichinsky 2012) deletion διαγραφή και των 4 γονιδίων της α-σφαιρίνης (γ 4 ) Cooley s anemia >300 μεταλλάξεις Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol pii: S (16) Update in the genetics of thalassemia: What clinicians need to know. Shang X 1, Xu X 2.

11 (ΙΕ) Μη αποτελεσματική ερυθροποίηση λόγω μειωμένης διαφοροποίησης και αύξησης του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και της απόπτωσης

12 Οξείδωση β-θαλασσαιμία των ΜΗ συζευγμενων αλυσίδων της α-σφαιρίνης, στα ερυθροκύτταρα των θαλασσαιμικών haemichromes (α-globin / heme aggregates) καθίζηση στις μεμβράνες των ερυθροκυττάρων και αλλαγή της μορφολογίας τους Μη αποτελεσματική ερυθροποίηση Modified from :

13 Alpha-Hemoglobin Stabilizing Protein Denaturation Degradation 1. Μειωμένη σύνθεση ΗbΑ 2. Υποχρωμία, 3. Μικροκυττάρωση β-θαλασσαιμία 4. Έλλειψη ισορροπίας μεταξύ α και β αλυσίδων 5. ΜΗ αποτελεσματική ερυθροποίηση 6. Επέκταση του μυελού των οστών 7. Αύξηση του μεγέθους των οστών 8. Εξωμυελική ερυθροποίηση υξημένη συσσώρευση του σιδήρου σε διάφορους ιστούς 9. Σπληνομεγαλία Δυσλειτουργία οργάνων Galanello and Origa 2010 Mettananda S, Gibbons RJ, Higgs DR. Ann N Y Acad Sci. 2015

14 Θεραπεία της β-θαλασσαιμίας (Μεσογειακής Αναιμίας) Συμπτωματική θεραπεία Γονιδιακή Κυτταρική θεραπεία Φαρμακολογική προσέγγιση με επαγωγή της γ-σφαιρίνης: Μεταμόσχευση μυελού των οστών Biomed J Feb;39(1): Current and future alternative therapies for beta-thalassemia major. de Dreuzy E, Bhukhai K, Leboulch P, Payen E.

15 Θεραπεία της β-θαλασσαιμίας Συμπτωματική θεραπεία: Μεταγγίσεις αίματος (ΕΘΕΛΟΝΤΕΣ ΑΙΜΟΔΟΤΕΣ) Αποσιδήρωση (ΧΗΛΙΚΕΣ ενώσεις) Σπληνεκτομή Σπληνομεγαλία : έξαρση της αιμολυτικής δραστηριότητας του σπληνός ελάττωση των έμμορφων συστατικών του αίματος και σπληνομεγαλία επιδείνωση της αναιμίας αύξηση της ανάγκης για μεταγγίσεις

16 Έκκληση για Εθελοντες αιμοδοτες

17 HPLC ανάλυση φυσιολογικών και παθολογικών δειγμάτων cellulose acetate electrophoresis, weak-cation HPLC

18 Θεραπεία αποσιδήρωσης Με ΧΗΛΙΚΕΣ ενώσεις ύστερα από εφαρμογή μεταγγίσεων ή όταν τα επίπεδα της φερριτίνης > ng/ml.

19 1o φάρμακο - χηλική ένωση η δεφεροξαμίνη (DFO) παρεντερική χορήγηση απομάκρυνση του σιδήρου από ούρα και κόπρανα πολλά μειονεκτήματα : πόνο, ερύθημα, πρήξιμο στην περιοχή χορήγησης, προβλήματα στην όραση και την ακοή, πνευμονικές βλάβες DFO: Natural product isolated from Streptomyces pilosus requires daily prolonged parenteral infusion, painful for the thalassemic patients Rund and Rachmilewitz 2005, Muncie and Campbell 2009, Galanello and Origa 2010, Rachmilewitz and Giardina 2011)

20 Deferiprone Oral binds to iron in a 3:1 (ligand:iron) molar ratio Deferasirox Oral binds to iron in a 2:1 (ligand:iron) molar ratio Blood 2011 How I treat thalassemia Eliezer A. Rachmilewitz, A., M.D. and Patricia J. Giardina, M.D.

21 Hepsidin απελευθερώνεται από το ήπαρ συνδέεται με την FERROPORTIN (Fe transporter) στην επιφάνεια των εντεροκυττάρων και των μακροφάγων, υπεύθυνων για την ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ του Fe από τα ερυθροκυτταρα επάγει την ενδοκυτταρωση και διάσπαση της FERROPORTIN 1. ΜΕΙΩΣΗ της ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ του Fe απο το ΕΝΤΕΡΟ 2. Συσσώρευση Fe στα δικτυοενδοθηλιακά κύτταρα

22 Στη β- θαλασσαιμία, τα συσσωρευμένα πρόδρομα ερυθροκυτταρα στο μυελό των οστών εκκρίνουν erythroferrone (ERFE) και GDF15, καταστέλλουν την παραγωγή της Hepsidin στο ήπαρ, AΥΞΗΣΗ των επίπεδων του Fe του συνδεδεμένου με την τρανσφερρινη στο πλάσμα

23 Hepcidin-oriented therapeutic interventions in development agents increasing expression of hepcidin Red: Hepcidin antagonists Agents decreasing expression of hepcidin, anti-hepcidin antibodies compounds disrupting hepcidin-ferrpoprtin interaction Green: Hepcidin agonists Hepcidin mimetics mini-hepsidins Pharmacol Res Jan;115: Therapeutic potential of hepcidin the master regulator of iron metabolism. Vyoral D 1, Jiri Petrak 2.

24 Θεραπεία β-θαλασσαιμίας Μεταμόσχευση αιμοποιητικών κυττάρων του μυελού των οστών Η κλινική εικόνα των ασθενών η ηλικία, η φυσική κατάστασή τους σημαντικό ρόλο στην επιτυχία της μεταμόσχευσης, η οποία μπορεί να φτάσει μέχρι το 90%. Περιορισμοί: Εύρεση συμβατού δότη Aποφυγή της αντίδρασης μοσχεύματος-ξενιστή (GVHD) Παρενέργειες από χρήση ανοσοκατασταλτικών

25 Δύο (2) κλινικές καταστάσεις με ΗΠΙΟ φαινότυπο β-θαλασσαιμίας έδωσαν ώθηση σε άλλες θεραπευτικές προσεγγίσεις: 1. συν-κληρονόμηση μεταλλάξεων στο γονίδιο της α-σφαιρίνης, που σχετίζονται με α-θαλασσαιμία, με άμεσο αποτέλεσμα τη ΜΕΙΩΣΗ των α-αλυσίδων που παράγονται. 2. συν-κληρονόμηση οποιασδήποτε διαταραχής που οδηγεί σε αυξημένη σύνθεση της γ-σφαιρίνης, Κληρονομική Παραμονή της Εμβρυικής Αιμοσφαιρίνης (HPFH) Σύνδεση με την περίσσεια των α-αλυσίδων Αύξηση παραγωγής της λειτουργικής εμβρυικής HbF αιμοσφαιρίνης (α 2 γ 2 ), (αν και δεσμεύει αρκετά ισχυρά το οξυγόνο) ΜΕΙΩΣΗ της περίσσειας των α-αλυσίδων (Cao and Galanello 2010)

26

27 Biomed J. 2016; 39(1): de Dreuzy E, Bhukhai K, Leboulch P, Payen E.

28 απομονώνονται αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα (CD34+)από τον ασθενή, διαμολύνονται (ex vivo) με τροποποιημένους ιικούς φορείς που φέρουν το φυσιολογικό γονίδιο της β-σφαιρίνης ( ή γ-σφαιρίνης) ex vivo τα διορθωμένα κύτταρα επιστρέφονται πίσω στον ασθενή ύστερα από μυελοκαταστολή του ασθενούς Lancet Sep 9. Thalassaemia.Higgs DR, Engel JD, Stamatoyannopoulos G. (Bank 2010, Yannaki, Emery et al. 2010, Higgs, Engel et al. 2012).

29 Induced pluripotent stem cell technology: a decade of progress. Shi Y, Inoue H, Wu JC, Yamanaka S. Nat Rev Drug Discov Feb;16(2): Development of gene therapy for thalassemia. Nienhuis AW, Persons DA. Cold Spring Harb Perspect Med Nov 1;2(11). pii: a011833

30 HSCT Gene Therapy ipscs Genome Editing Techniques ΕPO HU sirna Modified from Quek L, Thein SL Br J Haematol 136: Haemichromes Μεταγγίσεις Αποσιδήρωση

31 Εφαρμογή της τεχνολογίας της Πρωτεϊνικής Μεταγωγής ως θεραπευτική προσέγγιση της θαλασσαιμίας στο εργαστήριο Φαρμακολογίας Τμήμα Φαρμακευτικής, ΑΠΘ

32 Γονιδιακή θεραπεία ΚΙΝΔΥΝΟΣ ΜΕΤΑΛΛΑΞΙΓΕΝΕΣΗΣ Πρωτεϊνική θεραπεία ενδοκυττάρια μεταφορά εξωγενώς χορηγούμενων ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών, active Τεχνολογία ΠΡΩΤΕΪΝΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ Modified from Ogawa et al, Acta Med. Okayama, 2009, Vol. 63, No. 1, pp. 1-7

33 Τεχνολογία των PTDs ή CPPs Μικρά πεπτίδια (<30 αα) Protein Transduction Domains (PTDs) or Cell Penetrating Peptides (CPPs) με μαζί ικανότητα να διαπερνούν τις κυτταρικές μεμβράνες με τα φορτία (cargo) με τα οποία είναι συζευγμένα Noguchi, Matsumoto 2006

34 Peptides Nov 22;87: In vitro and in vivo delivery of therapeutic proteins using cell penetrating peptides. Bolhassani A, Jafarzade BS, Mardani G

35 Peptides Nov 22;87:50-63 In vitro and in vivo delivery of therapeutic proteins using cell penetrating peptides. Bolhassani A, Jafarzade BS, Mardani G.

36 Concept of ex vivo CPP-mediated protein therapy in erythroid-related disorders removal of peripheral blood from the selected patient isolation of target cells (ErPCs / RBCs) Transduction with the human CPP-mediated PT of interest Pharmaceuticals (Basel) Jan 7;6(1): Papadopoulou LC 1, Tsiftsoglou AS. transfusion back to patient Evaluation of transduced cells

37 no intracellular delivery intracellular delivery σφαιρίνη X CPP-σφαιρίνη Red Blood Cells Foto search DrawingRF Royalty Free Εν εξελίξει

38 Χαρά Ζαβέρδα Κάλλυ Νεντούδη Σας ευχαριστώ Γιώργος Καϊάφας Γιώργος Γαβριηλίδης Εφη Σπυρίδου Ρίτα Ντασκα Άντρια Μηλιώτου Δήμητρα Λάσπα Δέσποινα Σαατσόγλου Χριστίνα Μπουτουρέλη Ευθυμία Βλαχάκη Επίκουρος Καθηγήτρια, Τμήμα Ιατρικής, Α.Π.Θ. Ιπποκράτειο Νοσοκομείο Θεσ/νίκης Αλεξάνδρα Ingendoh-Τσακμακίδης Μαρτίνα Σαμιωτάκη Παναγιώτου Γιώργος Medical Oncology Division, BSRC Alexander Fleming Λαμπρινή Τσίκαλου Τσιφτσόγλου Αστέριος ομότιμος Καθηγητής Φαρμακολογίας