ΧΟΡΗΓΗΣΗ ΕΡΥΘΡΟΠΟΙΗΤΙΝΗΣ ΣΕ ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΘΗΣΕΙΣ: ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΤΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΗΣ ΚΑΙ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗΣ ΣΙΔΗΡΟΠΕΝΙΑΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ Γ ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Μ. ΣΙΩΝ ΠΑΝΕΠ. ΕΤΟΣ Αρ. διατριβής 1945 ΧΟΡΗΓΗΣΗ ΕΡΥΘΡΟΠΟΙΗΤΙΝΗΣ ΣΕ ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΘΗΣΕΙΣ: ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΤΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΗΣ ΚΑΙ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗΣ ΣΙΔΗΡΟΠΕΝΙΑΣ ΕΙΡΗΝΗΣ Α. ΚΑΤΩΔΡΥΤΟΥ ΙΑΤΡΟΥ ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2006

2 Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΜΙΧΑΛΗΣ ΣΙΩΝ ΤΑΚΤΙΚΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ (ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ) ΕΛΙΣΑΒΕΤ ΙΩΑΝΝΙΔΟΥ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΡΙΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ Η ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΜΙΧΑΛΗΣ ΣΙΩΝ ΤΑΚΤΙΚΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ (ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ) ΕΛΙΣΑΒΕΤ ΙΩΑΝΝΙΔΟΥ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΡΙΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΚΛΩΝΙΖΑΚΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΑΚΤΙΚΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ-ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΖΑΜΠΟΥΛΗΣ ΧΡΥΣΑΝΘΟΣ ΤΑΚΤΙΚΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ ΓΑΡΥΠΙΔΟΥ ΒΑΣΙΛΕΙΑ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΡΙΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ - ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΜΑΝΔΑΛΑ ΕΥΔΟΚΙΑ ΛΕΚΤΟΡΑΣ ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ «Η έγκριση της Διδακτορικής Διατριβής από την Ιατρική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέα». (Νόμος 5343/32, αρθρ. 202, παρ. 2 και ν. 1268/82, αρθρ. 50, παρ.8)

3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΕΔΡΟΣ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΜΠΟΝΤΗΣ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ ΤΟΥ ΤΟΜΕΑ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΠΑΡΧΑΡΙΔΗΣ

4

5 Σ αυτούς που μ αγαπούν και με πιστεύουν «Τρέλα, μια παράταιρη ευγένεια της ψυχής»

6

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ 11 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 15 ΑΝΑΙΜΙΑ ΣΤΟ ΠΟΛΛΑΠΛΟΥΝ ΜΥΕΛΩΜΑ ΚΑΙ ΣΤΑ ΛΕΜΦΩΜΑΤΑ 15 ΓΕΝΙΚΑ 15 ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΙΜΙΑΣ 15 ΒΑΡΥΤΗΤΑ-ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΑΝΑΙΜΙΑΣ ΣΤΟ ΠΟΛΛΑΠΛΟΥΝ ΜΥΕΛΩΜΑ ΚΑΙ ΣΤΑ ΛΕΜΦΩΜΑΤΑ 16 ΠΑΘΟΓΕΝΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΙΜΙΑΣ ΣΤΟ ΠΟΛΛΑΠΛΟΥΝ ΜΥΕΛΩΜΑ ΚΑΙ ΣΤΑ ΛΕΜΦΩΜΑΤΑ 17 Γενικά 17 Κυτοκίνες 17 Αναιμία χρόνιας νόσου 19 Ορισμός 19 Χαρακτηριστικά 19 Παθογενετικός μηχανισμός ΑΝΑΣΤΟΛΗ ΤΟΥ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΩΝ ΠΡΟΔΡΟΜΩΝ ΜΟΡΦΩΝ ΤΩΝ ΕΡΥΘΡΟΚΥΤΤΑΡΩΝ 21 1α.Απευθείας δράση των κυτοκινών στον πολλαπλασιασμό και διαφοροποίηση των προγονικών ερυθροκυττάρων 22 1β.Ενίσχυση του μηχανισμού απόπτωσης ΜΕΙΩΜΕΝΗ ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΤΗΝ ΕΝΔΟΓΕΝΗ ΕΡΥΘΡΟΠΟΙΗΤΙΝΗ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΣΤΟ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟ-ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΥ 27 Ι. Βασικές αρχές του μεταβολισμού του σιδήρου 27 Α. Απορρόφηση-μεταφορά-ομοιόσταση σιδήρου 27 Β. Εψιδίνη και ο ρόλος της στον μεταβολισμό του σιδήρου 31 ΙΙ. Ο ρόλος των κυτοκινών στις διαταραχές ομοιόστασης του σιδήρου στην αναιμία χρόνιας νόσου 33 ΙΙΙ.Ο ρόλος της εψιδίνης στην αναιμία χρόνιας νόσου ΜΕΙΩΣΗ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΖΩΗΣ ΤΩΝ ΕΡΥΘΡΩΝ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΩΝ 36 ΠΑΡΑΛΛΑΓΕΣ ΤΗΣ ΑΝΑΙΜΙΑΣ ΧΡΟΝΙΑΣ ΝΟΣΟΥ 36

8 Αναιμία στην χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια 37 Αναιμία στους ασθενείς Μονάδος Εντατικής Θεραπείας 37 ΣΙΔΗΡΟΠΕΡΙΟΡΙΣΤΙΚΗ ΕΡΥΘΡΟΠΟΙΗΣΗ Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΣΙΔΗΡΟΠΕΝΙΑ: Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥΣ ΣΤΗΝ ΑΝΑΙΜΙΑ ΧΡΟΝΙΑΣ ΝΟΣΟΥ 38 ΕΡΥΘΡΟΠΟΙΗΤΙΝΗ 41 Ιστορική αναδρομή 41 Ι. Φυσιολογία της ερυθροποιητίνης 41 ΙΙ. Θεραπευτική χρήση ερυθροποιητίνης 45 Α. ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ 45 Β. ΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Ο ρόλος της r-ηuepo στην αναιμία της Χρόνιας Νεφρικής Ανεπάρκειας (ΧΝΑ) Η χρήση της r-ηuepo στην περιεγχειρητική αυτόλογη μετάγγιση ή ως συμπληρωματική θεραπεία περιεγχειρητικά Η χρήση της r-ηuepo στην αναιμία της προωρότητας Η χρήση της r-ηuepo στην αναιμία της ρευματοειδoύς αρθρίτιδας και των φλεγμονωδών νοσημάτων του εντέρου Η χρήση της r-ηuepo στην HIV λοίμωξη Ο ρόλος της r-ηuepo στην αναιμία της χρόνιας καρδιακής ανεπάρκειας Ο ρόλος της r-ηuepo στην αναιμία των ασθενών εντατικής μονάδος Ο ρόλος της r-ηuepo στην αναιμία στο πολλαπλούν μυέλωμα, στα Λεμφώματα και στις μη αιματολογικές κακοήθειες Ο ρόλος της r-ηuepo στα μυελοδυσπλαστικά σύνδρομα 56 Γ. ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΣΤΗΝ r-ηuepo 57 Καθιερωμένα προγνωστικά πρότυπα ή παράμετροι πρόβλεψης της ανταπόκρισης στην r-ηuepo και αναγνώρισης της σιδηροπενίας σε κακοήθη νοσήματα 58 Καθιερωμένα προγνωστικά πρότυπα 58 Αξία καθιερωμένων προγνωστικών προτύπων 59 Δείκτες αναγνώρισης σιδηροπενίας 60

9 α. Καθιερωμένοι δείκτες σιδηροπενίας 60 β. Νεώτεροι δείκτες εκτίμησης της λειτουργικής σιδηροπενίας και πρόβλεψης της ανταπόκρισης στην r-ηuepo 61 Εισαγωγή 61 Νεώτεροι ερυθροκυτταρικοί δείκτες 61 Νεώτεροι δείκτες ερυθροποίησης και κατάστασης σιδήρου 63 Διαγνωστικό διάγραμμα διασποράς Thomas και Thomas 64 ΕΝΔΟΦΛΕΒΙΑ ΧΟΡΗΓΗΣΗ ΣΙΔΗΡΟΥ 66 Εισαγωγή 66 Σκευάσματα παρεντερικής χορήγησης σιδήρου 66 Μηχανισμός μεταφοράς ενδοφλέβιου σουκροζικού σιδήρου στους ερυθροβλάστες 67 Ενδείξεις παρεντερικής χορήγησης σιδήρου 68 Θεραπευτική χρήση σιδήρου ενδοφλεβίως στην αναιμία χρόνιας νόσου 69 Α. Χορήγηση σιδήρου ενδοφλεβίως σε ασθενείς με ρευματοειδή αρθρίτιδα 69 Β. Χορήγηση σιδήρου ενδοφλεβίως στα φλεγμονώδη νοσήματα του εντέρου 70 Γ. Χορήγηση σιδήρου ενδοφλεβίως στην αναιμία του καρκίνου 70 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 73 ΣΚΟΠΟΣ 73 ΑΣΘΕΝΕΙΣ, ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 73 Ι. ΑΣΘΕΝΕΙΣ 73 ΙΙ. ΥΛΙΚΟ 76 ΙΙΙ.ΜΕΘΟΔΟΙ 77 IV.ΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΟ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΟ 81 V. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΒΑΣΙΚΗΣ ΝΟΣΟΥ 83 VI.ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ 83 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 83 ΣΥΖΗΤΗΣΗ 111 ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 119 SUMMARY AND CONCLUSIONS 121 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 123 ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ 135

10 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η αναιμία αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα στους ασθενείς με αιματολογικές κακοήθειες. Τα αίτια της είναι πολυπαραγοντικά και περιλαμβάνουν την αναιμία χρόνιας νόσου, τη διήθηση του μυελού των οστών από τα νεοπλασματικά κύτταρα, την έλλειψη σιδήρου ή βιταμίνης Β12, τη μυελική απλασία από την χημειοθεραπεία, την αιμορραγία, την αυτοάνοση αιμολυτική αναιμία, τον υπερσπληνισμό, την ίνωση του μυελού, τη μικροαγγειοπάθεια. Στο πολλαπλούν μυέλωμα και στα λεμφώματα, ο μηχανισμός που κυριαρχεί είναι αυτός της αναιμίας χρόνιας νόσου, ενώ άλλα, δευτερεύοντα αίτια, είναι η αιμοαραίωση λόγω υπερογκαιμίας και η νεφρική ανεπάρκεια, ειδικά, όσον αφορά στο πολλαπλούν μυέλωμα, αλλά και η μειωμένη ανταπόκριση στην ενδογενή ερυθροποιητίνη καθώς και η ελάττωση του χρόνου ζωής των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Σύμφωνα με μία μελέτη μεγάλης σειράς ασθενών στην Mayo Clinic το ποσοστό της αναιμίας κατά τη διάγνωση του πολλαπλού μυελώματος είναι 62%, το 50% περίπου έχει αιμοσφαιρίνη από 7,5-10g/dl, ενώ στο 19% η αναιμία χαρακτηρίζεται ως βαριά (αιμοσφαιρίνη λιγότερη από 7,5g/dl). Οι πάσχοντες από μη Hodgkin λεμφώματα, εμφανίζουν αναιμία σε ποσοστό 40-45% κατά τη διάγνωση, ενώ στη χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία, ανάλογα με το στάδιο στο οποίο βρίσκεται ο ασθενής κατά τη διάγνωση, το ποσοστό κυμαίνεται από 10-29%. Η αντιμετώπιση της αναιμίας εξαρτάται από το αίτιο και περιλαμβάνει αντιμετώπιση της πρωτοπαθούς νόσου, αποκατάσταση της έλλειψης αιματινικών παραγόντων, όπου αυτή υπάρχει (π.χ. βιταμίνης Β12, σιδήρου κλπ), μεταγγίσεις συμπυκνωμένων ερυθρών, ως προσωρινή επείγουσα αντιμετώπιση και τη χορήγηση ανθρώπινης ανασυνδυασμένης ερυθροποιητίνης (r-huepo) με ή χωρίς παράλληλη χορήγηση σιδήρου. Στην Ευρωπαϊκή μελέτη της αναιμίας του καρκίνου (ECAS) που δημοσιεύθηκε το 2004, το ποσοστό των ασθενών με αναιμία, που τελικά αντιμετωπίζεται με διάφορες θεραπείες (r-huepo, σίδηρος, μεταγγίσεις) είναι μόνο 38,9%, ενώ ειδικά για τους ασθενείς με πολλαπλούν μυέλωμα ή λεμφώματα ήταν 47,4%. 1

11 Η ανταπόκριση της αναιμίας στην r-huepo στους ασθενείς με πολλαπλούν μυέλωμα και λεμφώματα κυμαίνεται από 40-80% σε διάφορες μελέτες. Όμως, περίπου το 1/3 των ασθενών δεν ανταποκρίνεται γεγονός που αποτελεί σημαντικό πρόβλημα για τον ασθενή και τον θεράποντα ιατρό. Τα αίτια της ανθεκτικότητας στην χορήγηση r-huepo δεν είναι αποσαφηνισμένα. Η παρατήρηση ότι κατά τη διάρκεια της θεραπείας με r-huepo εμφανίζεται σιδηροπεριοριστική ερυθροποίηση ή αλλιώς, λειτουργική σιδηροπενία, δηλαδή διαταραχή, ανάμεσα στις απαιτήσεις της ερυθροποιητικής δεξαμενής του μυελού των οστών σε σίδηρο και της πραγματικής παροχής σιδήρου σε αυτές, εξηγεί εν μέρει την ανθεκτικότητα στην ερυθροποιητίνη. Το γεγονός επίσης ότι ένα ποσοστό περίπου 20% των αρρώστων με αναιμία χρόνιας νόσου που αποτελεί κυρίαρχο μηχανισμός της αναιμίας στο πολλαπλουν μυέλωμα και στα λεμφώματα, εμφανίζει εξ αρχής σιδηροπεριοριστική ερυθροποίηση, καθιστά ενδιαφέρουσα την αξιολόγηση δεικτών που αφορούν στο status του σιδήρου του οργανισμού, πριν και κατά τη διάρκεια της θεραπείας με r-huepo, με σκοπό οι δείκτες αυτοί να χρησιμοποιηθούν, για την πρόβλεψη της ανταπόκρισης στην χορήγηση r-huepo. Η πρόβλεψη της ανταπόκρισης στην r-ηuepo, είναι σημαντική για τον καθορισμό της θεραπευτικής στρατηγικής που θα ακολουθηθεί ως προς την αντιμετώπιση της αναιμίας. Μέχρι και σήμερα, το θέμα αυτό παραμένει ένα ανοικτό πεδίο συζήτησης στην βιβλιογραφία. Πολλά προγνωστικά πρότυπα έχουν κατά καιρούς προταθεί, χωρίς κανένα όμως να έχει πραγματικά καθιερωθεί ως το απόλυτο, αντικειμενικό πρότυπο το οποίο να συμβάλλει στην πρόβλεψη και επομένως στην εκλογικευμένη χορήγηση της r-huepo, το κόστος της οποίας παραμένει διεθνώς σε πολύ υψηλά επίπεδα και αποτελεί αντικείμενο προβληματισμού και συζήτησης στα επιστημονικά φόρα. Ένα άλλο σημαντικό θέμα το οποίο δεν έχει αποσαφηνισθεί στη βιβλιογραφία, είναι ο ρόλος της χορήγησης σιδήρου στην αναιμία του καρκίνου, όταν η ένδεια του δεν οφείλεται σε απώλεια αίματος (η οποία οδηγεί στην κλασσική σιδηροπενική αναιμία), αλλά είναι λειτουργική, ως αποτέλεσμα κακής χρήσης του σιδήρου στα πλαίσια του μηχανισμού της αναιμίας χρόνιας νόσου. Οι μελέτες που υπάρχουν στην βιβλιογραφία και αφορούν στην συγχορήγηση σιδήρου με r-huepo στον καρκίνο είναι περιορισμένες και σε αυτές δεν γίνεται κάποια προσπάθεια να αξιολογηθεί 2

12 πριν ή κατά τη διάρκεια της θεραπείας με r-huepo, το status του σιδήρου στον οργανισμό, ώστε η χορήγηση του να γίνει τεκμηριωμένα, αλλά και με ασφάλεια, δεδομένου ότι ο σίδηρος δεν είναι μιά «αθώα» ουσία. Επιπρόσθετα, είναι σημαντικό να γνωρίζει κανείς, ποια ομάδα ασθενών μπορεί να ωφεληθεί από την συγχορήγηση σιδήρου, γιατί αυτό μπορεί να συμβάλει σε μείωση της δόσης της r-huepo, γεγονός που θα έχει σημαντική επίπτωση στο κόστος θεραπείας των ασθενών, αλλά και στην αποφυγή της ανώφελης χορήγησης υψηλών δόσεων του φαρμάκου. Όλα αυτά τα δεδομένα και οι προβληματισμοί, μας οδήγησαν στην ιδέα να εκπονήσουμε μια μελέτη στην οποία θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε στα ακόλουθα ερωτήματα: 1) Ποιες παράμετροι είναι αυτοί που μπορούν να προβλέψουν και σε πόσο διάστημα, την ανταπόκριση στην r-huepo 2) Ποιες παράμετροι, γνωστές ή νέες, μπορούν να αξιολογήσουν καλύτερα και ασφαλέστερα το status της ερυθροποιίας, αλλά και του σιδήρου στον οργανισμό πριν και κατά την διάρκεια χορήγησης r-huepo, με σκοπό την πρόβλεψη της ανταπόκρισης στο φάρμακο 3) Ποια ομάδα ασθενών εμφανίζει λειτουργική ένδεια σιδήρου κατά τη διάγνωση, αλλά και κατά την διάρκεια της θεραπείας με r-huepo 4) Εάν και κατά πόσον οι ασθενείς αυτοί μπορούν να ωφεληθούν από την συγχορήγηση σιδήρου μαζί με r-huepo Για την πραγματοποίηση της μελέτης εργάσθηκαν με ζήλο πολλοί ιατροί, τεχνολόγοι, αλλά και άνθρωποι έξω από το χώρο της ιατρικής, οι οποίοι με τη δική τους ξεχωριστή και ανεκτίμητη βοήθεια, συνέβαλαν στην περάτωση και στην παραγωγή πολύ σημαντικών αποτελεσμάτων, τα οποία πιστεύουμε ότι θα δώσουν σημαντικές πληροφορίες σε όλους εκείνους τους επιστήμονες που ασχολούνται με την αναιμία του καρκίνου. Κατ αρχήν, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κύριο επιβλέποντα της διδακτορικής μου διατριβής, Καθηγητή Μιχάλη Σιών, αλλά και τους συνεπιβλέποντες Αναπληρωτές Καθηγητές Αθανάσιο Παπαδόπουλο και Ελισάβετ Ιωαννίδου για την εμπιστοσύνη που μου έδειξαν, αλλά και τις πολύτιμες συμβουλές που μου παρείχαν, κατά τη διάρκεια αυτής της προσπάθειας. Ευχαριστώ τον άμισθο Αναπληρωτή Καθηγητή κύριο Ιωάννη Χριστάκη, Διευθυντή της Αιματολογικής Κλινικής του Θεαγενείου Αντικαρκινικού Νοσοκομείου Θεσσαλονίκης, πνευματικό μου δάσκαλο, καθο- 3

13 δηγητή και συμπαραστάτη σε όλη μου την πορεία στην Ιατρική, από τα φοιτητικά μου χρόνια μέχρι και σήμερα. Ευχαριστώ το Γενικό Διευθυντή του Νοσοκομείου «Παπαγεωργίου» κύριο Γεώργιο Χριστόπουλο, χωρίς της συμβολή του οποίου δεν θα ήταν δυνατόν να πραγματοποιηθεί αυτή η διδακτορική διατριβή, επειδή σε δύσκολες για το Νοσοκομείο εποχές, όταν ήταν ακόμα στο αρχικό στάδιο της λειτουργίας του, ήταν αυτός που μερίμνησε για τον εργαστηριακό εξοπλισμό, που απαιτήθηκε για την πραγματοποίηση της μελέτης. Ευχαριστώ τον Αναπληρωτή Διευθυντή της Αιματολογικής Κλινικής του Θεαγενείου Αντικαρκινικού Νοσοκομείου κύριο Κωνσταντίνο Ζέρβα, καθώς και τις ασκούμενες στην Αιματολογία ιατρούς, Αναστασία Μπαντή και Ελισάβετ Γεωργίου για την βοήθεια που μου παρείχαν στη συλλογή δεδομένων. Ευχαριστώ την Διευθύντρια του Ανοσολογικού εργαστηρίου του Νοσοκομείου Παπαγεωργίου κυρία Αικατερίνη Παυλίτου-Τσιόντση και την τεχνολόγο του εργαστηρίου κυρία Μαρία Βαρσάμη για την σημαντική εργαστηριακή υποστήριξη που μου παρείχαν. Ευχαριστώ τις τεχνολόγους του Αιματολογικού τμήματος του Νοσοκομείου Παπαγεωργίου, κυρίες, Χρυσαυγή Μιραχτσή, Ευαγγελία Γαλάνη, Ζωγράφω Ονουφριάδου, Δέσποινα Μιχαήλ, Βασιλική Ζιώγα και Κωνσταντίνα Αμοιρίδου για την πολύτιμη βοήθειά τους. Ευχαριστώ τον πολύτιμο φίλο και συνάδελφο μου Αιματολόγο κύριο Ματθαίο Σπελέτα για την παραχώρηση δεδομένων ασθενών, αλλά και την συνολική βοήθεια και συμπαράσταση του. Ευχαριστώ τον Διευθυντή του Αιματολογικού Τμήματος του Νοσοκομείου «Παπαγεωργίου» κύριο Ιωάννη Κοραντζή, αλλά και τους υπόλοιπους συνάδελφούς μου για τη βοήθεια τους. Τέλος, ευχαριστώ τον σύζυγό μου, ιατρό κύριο Δημήτρη Καπετάνο για την συμπαράσταση του σε όλη αυτή τη δύσκολη προσπάθεια, αλλά και την ουσιαστική συμμετοχή του στην ίδια τη μελέτη, καθόσον επιμελήθηκε όλης της επεξεργασίας και στατιστικής ανάλυσης των δεδομένων. 4

14 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΑΝΑΙΜΙΑ ΣΤΟ ΠΟΛΛΑΠΛΟΥΝ ΜΥΛΕΩΜΑ ΚΑΙ ΣΤA ΛΕΜΦΩΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ Η αναιμία είναι ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα που παρουσιάζουν οι ασθενείς που πάσχουν από πολλαπλούν μυέλωμα η λεμφώματα, συμπεριλαμβανομένης και της νόσου του Hodgkin, αλλά και της χρόνιας λεμφοκυτταρικής λευχαιμίας. Αποτελεί μια από τις βασικές αιτίες που οδηγούν τους ασθενείς αυτούς στο γιατρό, επειδή τα συνήθη συμπτώματα της, που είναι η αδυναμία, η καταβολή και ο εν γένει περιορισμός της δραστηριότητας, ωθούν στην αναζήτηση ιατρικής βοήθειας. Ως αναιμία ορίζεται, η ελάττωση της μάζας των ερυθρών αιμοσφαιρίων, που έχει σαν αποτέλεσμα, μείωση της τιμής της αιμοσφαιρίνης και του αιματοκρίτη. Οι φυσιολογικές τιμές της αιμοσφαιρίνης σε υγιείς ενήλικες, που ζουν σε επίπεδο θαλάσσης, είναι για τους άνδρες 13-17g/dl και για τις γυναίκες 11,5-15,7g/dl. Ωστόσο, για τους ασθενείς με καρκίνο έχει καθιερωθεί από το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου των Ηνωμένων Πολιτειών (NCI) και από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Έρευνας και Θεραπείας του καρκίνου (EORTC) να θεωρείται ως αναιμία, η τιμή αιμοσφαιρίνης που δεν υπερβαίνει τα 12 g/dl, ανεξαρτήτως φύλου 1,2. ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΙΜΙΑΣ Τα συμπτώματα της αναιμίας εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες, όπως από το βαθμό της, από την ταχύτατα της εμφάνισης της, από την ηλικία του ασθενούς και από τη γενική του κατάσταση. Παρόλο ότι ο οργανισμός προσπαθεί με διάφορους μηχανισμούς να αντισταθμίσει τις επιπτώσεις της αναιμίας, σχεδόν όλα τα συστήματα του ανθρωπίνου οργανισμού επηρεάζονται από αυτή. Τα συμπτώματα μπορεί να περιλαμβάνουν ωχρότητα, ψυχρό δέρμα, ζάλη κεφαλαλγία, ίλιγγο, στηθάγχη, 5

15 αίσθημα παλμών, καρδιακή ανεπάρκεια, ταχύπνοια, δύσπνοια, πνευμονικό οίδημα, κατάθλιψη, οιδήματα κάτω άκρων ή γενικευμένο οίδημα, δυσαπορρόφηση, δυσπεψία, διαταραχές κενώσεων, ευθραυστότητα ονύχων, πρωτεϊνουρία, κατακράτηση υγρών, μηνορραγία, αμηνόρροια, ανικανότητα και εκπτώση της libido. Σημαντικές είναι επίσης οι επιπτώσεις της αναιμίας στο ανοσολογικό σύστημα, όπου παρατηρείται διαταραχή στη λειτουργικότητα και στον αριθμό τόσο των Τ, όσο και των Β λεμφοκυττάρων. Σε in vitro μελέτες σε αιμοκαθαρόμενους ασθενείς βρέθηκε μειωμένη έκκριση ιντερλευκίνης-2 από τα μονοπύρηνα του περιφερικού αίματος. Στους ίδιους ασθενείς διαπιστώθηκε ότι η διόρθωση της αναιμίας οδηγεί σε αποκατάσταση της ανοσιακής τους λειτουργίας 3. Για πολλά χρόνια, υπήρχε η άποψη ότι η αναιμία έχει κλινική σημασία μόνο όταν υπάρχει οργανική συμπτωματολογία. Πρόσφατα, έχει αποδειχθεί, ότι η αναιμία έχει δυσμενείς επιπτώσεις στην ποιότητα ζωής (QoL), των ασθενών, που περιλαμβάνει την φυσική τους κατάσταση, τη λειτουργική, τη συναισθηματική, την πνευματική και κοινωνική τους κατάσταση 3. Γι αυτό και στη βιβλιογραφία γίνεται πλέον μεγάλος λόγος για την σχέση αναιμίας και ποιότητας ζωής. ΒΑΡΥΤΗΤΑ-ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΑΝΑΙΜΙΑΣ ΣΤΟ ΠΟΛΛΑΠΛΟΥΝ ΜΥΕΛΩΜΑ ΚΑΙ ΣΤΑ ΛΕΜΦΩΜΑΤΑ Σύμφωνα με την Παγκόσμια Οργάνωση Yγείας (ΠΟΥ) και το Εθνικό Κέντρο Καρκίνου των (NCI) Ηνωμένων Πολιτειών, η αναιμία στα κακοήθη νοσήματα χαρακτηρίζεται ως ήπια, μέτρια, σοβαρή ή απειλητική για τη ζωή, ανάλογα με την τιμή της αιμοσφαιρίνης (Πίνακας 1). ΠΙΝΑΚΑΣ 1. Χαρακτηρισμός της αναιμίας σύμφωνα με την ΠΟΥ και το NCI Συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης (g/dl) Βαρύτητα ΠΟΥ NCI Στάδιο 0 (φυσιολογική τιμή) 11,1 Εντός φυσιολογικών ορίων Στάδιο 1 (ήπια) 9,5-10, Στάδιο 2 (μέτρια) 8,0-9, Στάδιο 3 (σοβαρή) 6,5-7,9 6,5-7,9 Στάδιο 4 (απειλητική για τη ζωή) < 6,5 < 6,5 6

16 Η Ευρωπαϊκή Μελέτη Αναιμίας του Καρκίνου (ECAS) έδειξε ότι το ποσοστό της αναιμίας σε 2260 ασθενείς με πολλαπλούν μυέλωμα και λεμφώματα, είναι 53%. Από αυτούς το 33% πάσχει από ήπια αναιμία, το 16% από μέτρια και το 4% περίπου από βαριά αναιμία 4. Ειδικότερα, στο πολλαπλούν μυέλωμα, το 50% των ασθενών εμφανίζουν αναιμία μέτριας βαρύτητας (αιμοσφαιρίνη 7,5-10 g/dl) ενώ στο 19% περίπου η αναιμία χαρακτηρίζεται ως βαριά (αιμοσφαιρίνη μικρότερη των 7,5 g/dl) 5. Οι ασθενείς που πάσχουν από λεμφώματα εμφανίζουν μέτριου βαθμού αναιμία σε ποσοστό 40-45%, ενώ ειδικά στη χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία, η βαρύτητα της αναιμίας ποικίλει και η συχνότητα της κυμαίνεται από 10-30%, ανάλογα με το στάδιο της νόσου κατά τη διάγνωση 6,7. ΠΑΘΟΓΕΝΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΙΜΙΑΣ ΣΤΟ ΠΟΛΛΑΠΛΟΥΝ ΜΥΕΛΩΜΑ ΚΑΙ ΣΤΑ ΛΕΜΦΩΜΑΤΑ Γενικά Τα αίτια και οι μηχανισμοί της αναιμίας στο πολλαπλούν μυέλωμα και στα λεμφώματα είναι πολυπαραγοντικά. Σε αυτά περιλαμβάνονται: η διήθηση του μυελού των οστών από τα νεοπλασματικά κύτταρα, η αιμοαραίωση λόγω υπερογκαιμίας και η νεφρική ανεπάρκεια ειδικά για το πολλαπλούν μυέλωμα, η ένδεια B12, η ελαττωμένη ανταπόκριση στην ενδογενή ερυθροποιητίνη, η μείωση του χρόνου ζωής των ερυθροκυττάρων ενώ για την χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία, σε ποσοστό 15% περίπου ενοχοποιείται η ανοσολογικού τύπου αιμολυτική αναιμία Όπως ήδη αναφέρθηκε, ο σημαντικότερος παθογενετικός μηχανισμός της αναιμίας στα νοσήματα αυτά είναι ο μηχανισμός της αναιμίας χρόνιας νόσου, όπου ένας μεγάλος αριθμός κυτοκινών, όπως είναι ο παράγοντας νέκρωσης όγκου-α (TNF-a), η ιντερλευκίνη-1 (IL-1), ιντερφερόνη-γ (IFN-γ), ιντερλευκίνη-6 (IL-6) και ο αυξητικός παράγοντας μετατροπής-β (TGF-β), σε συνδυασμό με άλλους παράγοντες, που σχετίζονται με την ομοιόσταση του σιδήρου στον οργανισμό, διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην εκδήλωση της αναιμίας 9,11,12. Κυτοκίνες Οι κυτοκίνες είναι διαλυτές ουσίες που δρουν ως μεσολαβητές σε διάφορες κυτταρικές λειτουργίες. Παράγονται τοπικά και δρουν σε μικρή απόσταση από τον τόπο σύνθεσης τους, είτε στα κύτταρα που τις παρά- 7

17 γουν είτε σε παρακείμενα κύτταρα. Οι σημαντικότερες κυτοκίνες που συμμετέχουν στο μηχανισμό της αναιμίας χρόνιας νόσου, δρώντας ξεχωριστά ή και σε συνέργεια είναι ο TNF-a, η IL-1, η IL-6, η IFN-γ, και ο TGF-β Παράγοντας νέκρωσης όγκου-α (TNF-a): Είναι διαλυτή τριμερής πρωτεΐνη, με μοριακό βάρος 17 Kd, που παράγεται κυρίως από τα μονοπύρηνα και τα μακροφάγα. Εισέρχεται στην κυτταρική μεμβράνη και απελευθερώνεται μέσω της δράσης του TNF-a-μετατρεπτικού ενζύμου, αποκτώντας βιολογική δραστηριότητα. O TNF-a, συνδέεται στους υποδοχείς του (p55 και p75), που είναι δύο διαμεμβρανικές πρωτεΐνες και ενεργοποιεί διαφορετικές ενδοκυττάριες οδούς μεταφοράς του μηνύματος. Το μήνυμα, μέσω του TNF-a υποδοχέα έχει δύο οδούς. Η μία οδός οδηγεί, μέσω περιοχών θανάτου (death domains), στην απόπτωση του κυττάρου, ενώ στην άλλη οδό, το μήνυμα μεταφέρεται μέσω κινασών και προκαλεί ενεργοποίηση του πυρηνικού παράγοντα kappa B (NF-κΒ), σημαντικού μεταγραφικού παράγοντα, που συμμετέχει στην ενεργοποίηση γονιδίων της φλεγμονής Ιντερλευκίνη-1 (IL-1): Είναι πρωτεΐνη με μοριακό βάρος 17Kd, που παράγεται κυρίως από τα μονοπύρηνα και τα μακροφάγα. Η ομάδα της IL-1 αποτελείται από τρεις δομικά συνδεδεμένες πρωτείνες: την IL-1a, IL-1β, και τον ανταγωνιστή του υποδοχέα της IL-1 (IL-1Ra). H IL-1 συνδέεται με δύο τύπους κυτταρικών υποδοχέων, τον τύπο Ι και τον τύπο ΙΙ. Λειτουργικοί είναι μόνο οι υποδοχείς τύπου Ι. Η IL-1 έχει ευρεία δράση στην φλεγμονή και στην ανοσιακή απάντηση και έχει πολλές κοινές ιδιότητες με τον TNF-a, με τον οποίο μπορεί να δρα συνεργικά. Επίσης, η δράση της απαιτεί την παρουσία Τ λεμφοκυττάρων και ευοδώνεται μέσω της IFN-γ Ιντερφερόνη-γ (IFN-γ): Παράγεται από τα Τ λεμφοκύτταρα και συμμετέχει στην ανοσιακή απάντηση και στη φλεγμονή, καθώς και στην άμυνα έναντι των μικροβίων. Προάγει την έκφραση των αντιγονοπαρουσιαστικών μορίων όπως είναι αυτά του μείζονος συμπλέγματος ιστοσυμβατότητας τάξης ΙΙ, ενώ παράλληλα προάγει την ρύθμιση των τάξης Ι αντιγόνων, στα αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα Ιντερλευκίνη-6 (IL-6): Παράγεται από τα Τ λεμφοκύτταρα, τα μονοπύρηνα τα μακροφάγα και τους ινοβλάστες. Συμμετέχει στην τελική 8

18 ωρίμανση και διαφοροποίηση των Β λεμφοκυττάρων σε πλασματοκύτταρα, προάγει την αντίδραση οξείας φάσης, τη διέγερση και τη διαφοροποίηση των πρόδρομων μορφών των ερυθρών και τον πολλαπλασιασμό των ινοβλαστών. Πρόσφατα έχει αναδειχθεί ο ρόλος της στην ομοιόσταση του σιδήρου στον οργανισμό. Κατά τη διεργασία της φλεγμονής, η IL-6 αυξάνει την έκφρασης της εψιδίνης, που έχει ρόλο «κλειδί» στη ρύθμιση του σιδήρου του οργα-νισμού Αυξητικός παράγοντας μετατροπής β (TGF-β): Ανήκει στην ομάδα των διμερικών πολυπεπτιδικών αυξητικών παραγόντων. Υπάρχουν τρείς διαφορετικές ισομορφές του TGF-β, ο TGF-β1, ΤGF-β2 και TGF-β3. Κάθε μορφή κωδικοποιείται από διαφορετικό γονίδιο και εκφράζεται σε διαφορετικά κύτταρα. Ο TGF-β1 εκφράζεται στα ενδοθηλιακά, στα αιμοποιητικά και στα κύτταρα του συνδετικού ιστού. Ο ΤGF-β2 εκφράζεται στα επιθηλιακά κύτταρα και στους νευρώνες. Τέλος ο TGF-β3 εκφράζεται κυρίως στα μεσεγχυματικά κύτταρα. Οι δράσεις του είναι ποικίλες και περιλαμβάνουν τη ρύθμιση και το πολλαπλασιασμό των κυττάρων, την εμβρυική ανάπτυξη, την επούλωση των τραυμάτων και την αγγειογένεση. Στον μηχανισμό της αναιμία χρόνιας νόσου συμμετέχει με την απευθείας αναστολή των αποικιών των ερυθροκυτταρων (Burst- Forming unit-erythrocyte) 21,25. Αναιμία χρόνιας νόσου Ορισμός: Ως αναιμία χρόνιας νόσου ορίζεται η αναιμία που συνοδεύει τα φλεγμονώδη νοσήματα, το καρκίνο ή τα αυτοάνοσα νοσήματα, αλλά και η αναιμία που εμφανίζεται στα πλαίσια λοίμωξης ή φλεγμονής. Αντιπροσωπεύει το 50% των αιτιών αναιμίας σε νοσηλευόμενους ασθενείς, ενώ παρουσιάζει ενδιαφέρον το γεγονός ότι στο 40% δεν ανευρίσκεται «χρόνια νόσος». Διάφορα ονόματα έχουν κατά καιρούς χρησιμοποιηθεί για τον τύπο αυτό της αναιμίας, όπως π.χ. αναιμία της λοίμωξης, αναιμία της φλεγμονής, αναιμία του καρκίνου, σιδηροπενική αναιμία με δικτυοενδοθηλιακή σιδήρωση, ωστόσο κανένα δεν υπήρξε ποτέ αντιπροσωπευτικό των παθήσεων και των αιτιών που συμμετέχουν σε αυτήν 13,14,21. Χαρακτηριστικά: Η αναιμία χρόνιας νόσου χαρακτηρίζεται από μειωμένη παραγωγή ερυθρών, είναι συνήθως ορθόχρωμη και ορθοκυτταρική, αλλά μπορεί να είναι και ελαφρώς μικροκυτταρική. Χαρακτηρίζεται επίσης από χαμηλά επίπεδα σιδήρου στον ορό, χαμηλά επίπεδα τρανσφερρίνης 9

19 ορού και φυσιολογικά ή και αυξημένα επίπεδα φερριτίνης ορού, σε συνδυασμό με επαρκή επίπεδα σιδήρου στο δικτυοενδοθηλιακό σύστημα. Παθογενετικός μηχανισμός αναιμίας χρόνιας νόσου: Ο παθογενετικός μηχανισμός της αναιμίας χρόνιας νόσου περιλαμβάνει πολλά βιολογικά μονοπάτια που εμπλέκονται στην ερυθροποίηση, τα κυριότερα από τα οποία είναι: 1) Η αναστολή του πολλαπλασιασμού και της διαφοροποίησης των πρόδρομων μορφών των ερυθροκυττάρων, 2) Η ανεπαρκής ανταπόκριση στην ενδογενή ερυθροποιητίνη, 3) Οι διαταραχές στο μεταβολισμό και την ομοιόσταση του σιδήρου και 4) Η βράχυνση του χρόνο ζωής των ερυθρών αιμοσφαιρίων σε μικρότερο όμως βαθμό από τα προηγούμενα (περίπου 10%) (εικόνα 1). Μειωμένη ανταπόκριση ενδογενούς ΕΡΟ IL-1, TNF-a, TGF-β Παθογένεια ΠΑΘΟΓΕΝΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΙΜΙΑΣ ΧΡΟΝΙΑΣ ΝΟΣΟΥ Αναστολή πολλαπλασιασμου και διαφοροποίησης προγονικών ερυθρων Α) Απευθείας αναστολή IL-1, TNF-a, IFN (α,β,γ), TGF-β Διαταραχή ερυθροποίησης μυελού Β) Ενίσχυση του μηχανισμού απόπτωσης (Fas-L/TRAIL) IFN-γ, TNF-a Διαταραχές στην ομοιόσταση του σιδήρου - Διέγερση της σύνθεσης φερριτίνης (IL-1, TNF-a, IL-10) - Διέγερση της σύνθεσης του DMT-1 (IFN-γ, TNF) - Προς τα κάτω ρύθμιση της έκφρασης της φερροπορτίνης (IFN-γ, TNF-a, λιποπολυσακχαρίδη) - Προαγωγή της έκφρασης του TfR (IL-4, IL-10, IL-13) Αναιμία Χρόνιας Νόσου - Διέγερση της σύνθεσης εψιδίνης (IL-6) Ελάττωση του χρόνου ζωής ερυθρών (IL-1, TNF-a, νεοκυτταρόλυση) Εικόνα 1: Παθογένεια αναιμίας χρόνιας νόσου. 0

20 1. ΑΝΑΣΤΟΛΗ ΤΟΥ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΔΙΑΦΟ- ΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΩΝ ΠΡΟΔΡΟΜΩΝ ΜΟΡΦΩΝ ΤΩΝ ΕΡΥΘΡΟ- ΚΥΤΤΑΡΩΝ Ως ερυθροποίηση ορίζεται η διαδικασία σχηματισμού, ωρίμανσης και παραγωγής ερυθρών αιμοσφαιρίων, η οποία λαμβάνει χώρα σχεδόν αποκλειστικά στον ερυθρό μυελό των οστών. Στην διαδικασία της ερυθροποίησης παρατηρούνται τρία διακριτά διαμερίσματα κυττάρων της ερυθράς σειράς: α) Το διαμέρισμα των προγονικών κυττάρων, β) Το διαμέρισμα των ερυθροβλαστών, που πολλαπλασιάζονται και γ) Το διαμέρισμα των ερυθροβλαστών που ωριμάζουν. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια αποτελούν το τελικό στάδιο πολλαπλασιασμού και ωρίμανσης των δεσμευμένων αρχέγονων αιμοποιητικών κυττάρων. Το πλέον πρώϊμο προγονικό κύτταρο της ερυθράς σειράς είναι το BFU-E (Burst Forming Unit-Erythroid), το οποίο, υπό μορφή «έκρηξης» σχηματίζει αποικίες σε in vitro καλλιέργειες. Αυτές οι αποικίες αποτελούν ουσιαστικά ομάδες ερυθροβλαστών. Τα κύτταρα αυτά, αφού δεχθούν το ερέθισμα αυξητικών παραγόντων όπως είναι η ερυθροποιητίνη, η ιντερλευ-κίνη-3, πολλαπλασιάζονται και ωριμάζουν και ονομάζονται πλέον CFU-E (Colony Forming Unit-Erythroid), γιατί σχηματίζουν μόνο μικρές και πυκνές αποικίες σε in vitro καλλιέργειες. Στη συνέχεια το CFU-E, ωριμάζει προς το πρώτο αναγνωρίσιμο κύτταρο της ερυθράς σειράς στο μυελό, που είναι ο προερυθροβλάστης, ο οποίος με τη σειρά του διαιρείται σχηματίζοντας τους βασεόφιλους ερυθροβλαστές και ακολούθως, με την ίδια διαδικασία, δημιουργούνται οι πολυχρωματόφιλοι και οι οξύφιλοι ερυθροβλάστες και τέλος το δικτυοερυθροκύτταρο, που αφού ζήσει μερικές μέρες στην κυκλοφορία μετατρέπεται σε ώριμο ερυθροκύτταρο (Εικόνα 2). Στο μηχανισμό της αναστολής του πολλαπλασιασμού και διαφοροποίησης των προγονικών ερυθρών, συμμετέχει ένα δίκτυο κυτοκινών, κυριότερες από τις οποίες είναι η IL-1, η IL-6, η IFN-γ, ο TGF-β και ο TNF-a. Οι κυτοκίνες αυτές δρούν είτε με απευθείας δράση, αναστέλλοντας τα προγονικά ερυθροκύτταρα ή μεσω της ενίσχυσης του εξωγενούς μηχανισμού απόπτωσης, ο οποίος είναι σημαντικός σε φυσιολογικές συνθήκες για την διατήρηση της φυσιολογικής ερυθροποίησης. 1

21 Εικόνα 2: Ερυθροποίηση και επίδραση της ερυθροποιητίνης. 1.α. Απευθείας δράση των κυτοκινών στον πολλαπλασιασμό και διαφοροποίηση των προγονικών ερυθροκυττάρων Οι προφλεγμονώδεις ανοσοτροποποιητές όπως είναι η IL-1, ο TNFa, ο TGF-β και η IFN-γ ασκούν απεύθειας δράση αναστέλλοντας το σχηματισμό των αποικιών των ερυθρών, δηλαδή των BFU-E και των CFU-E (Colony Forming Units-Erythroid) 26. Συγκεκριμένα, ο TNF-a, ασκεί τη δράση του είτε άμεσα απευθείας στις BFU-E είτε έμμεσα με την απελευθέρωση Ιντερφερόνης β (IFN-β), η οποία παράγεται από τα κύτταρα του στρώματος του μυελού, σαν απάντηση στη διέγερση από τον TNF-a 21,26. Η ανασταλτική δράση της IL-1 απαιτεί την παρουσία Τ λεμφοκυττάρων, και ευοδώνεται από την IFN-γ, και τον TNF-a, ενώ ο TGF-β δρα απευθείας στα BFU-E Η IFN-γ είναι ο ισχυρότερος άμεσος αναστολέας του πολλαπλασιασμού των CFU-E. Όπως έδειξαν οι Ζούμπος και συνεργάτες, ο σχηματισμός CFU-E αποικιών αναστέλλεται με την παρουσία διεγερμένων με λεκτίνη Τ λεμφοκυττάρων, ενώ η δράση αυτή αναστρέφεται, με την προσθήκη στις καλλιέργειες αντισώματος που στρέφεται κατά της IFN-γ 30. Επιπρόσθετα, ο TNF-a και η IFN-γ ενισχύουν την έκφραση του μονοξειδίου του αζώτου στα πρόδρομα αιμοποιητικά κύτταρα. Αυτό έχει 2

22 σαν αποτέλεσμα τη σύνθεση ελευθέρων ριζών μονοξειδίου του αζώτου και τελικά την αναστολή του σχηματισμού αποικιών των ερυθρών, καθώς και την απόπτωση των ερυθροβλαστών 31 (Εικόνα 1). 1.β. Ενίσχυση του μηχανισμού απόπτωσης Ο TNF-a και η IFN-γ, έχουν έναν επιπρόσθετο ρόλο στην παθογένεια της αναιμίας χρόνιας νόσου, που αφορά στην ενίσχυση του εξωγενούς μηχανισμού της απόπτωσης, διαμέσου των μορίων Fas-L και TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand), καθώς και των υποδοχέων τους. Η πρωτεΐνη TRAIL είναι μια πρόσφατα περιγραφείσα διαμεμβρανική, τύπου ΙΙ, πρωτεΐνη, που ανήκει στην οικογένεια του παράγοντα νέκρωσης όγκου (TNF) 32. Η πρωτεΐνη αυτή παρουσιάζει δομικές και λειτουργικές ομοιότητες με το μόριο Fas-L. Οι δύο αυτές πρωτεΐνες ρυθμίζουν τον κυτταρικό θάνατο κατά τη διάρκεια της ανοσιακής απάντησης όπως επίσης στη φλεγμονή και έχουν κεντρικό ρόλο στην επιβίωση των ερυθρών αιμοσφαιρίων σε φυσιολογικές και παθολογικές καταστάσεις. Ο TNF-a και η IFN-γ, ως προαγωγοί της απόπτωσης, θεωρούνται αρνητικοί ρυθμιστές της αιμοποίησης. Τα Fas-L και TRAIL, συμμετέχουν στη φυσιολογική καταστολή της ερυθροποίησης, δίνοντας το έναυσμα για την απόπτωση σε πρώϊμα κύτταρα της ερυθράς σειράς, που παρουσιάζουν μεγάλη ευαισθησία στη δράση τους 33. Η επιβίωση των αώρων ερυθροβλαστών, ιδιαίτερα στο στάδιο της βασεόφιλης ερυθροβλάστης, εξαρτάται αυστηρά από τα επίπεδα της εδογενούς ερυθροποιητίνης. Οι άωροι ερυθροβλάστες, εκφράζουν λειτουργικά μόρια του υποδοχέα του Fas-L (Fas), τα οποία έχουν υψηλή ευαισθησία στο Fas-L. Αυτό αποδεικνύεται από την παρατήρηση ότι υπό την παρουσία ωρίμων ερυθροβλαστών που παράγουν μεγάλες ποσότητες Fas-L, οι βασεόφιλοι ερυθροβλάστες υφίστανται ταχύτατα την διαδικασία της απόπτωσης, εκτός εάν συνυπάρχει μεγάλη ποσότητα ερυθροποιητίνης. Στο προβασεόφιλο/ βασεόφιλο στάδιο ωρίμανσης των ερυθροβλαστών, οι άωροι ερυθροβλάστες είναι ευαίσθητοι στη δράση του TNF-a και της IFN-γ και εκφράζουν μετρίως τους υποδοχείς του TRAIL. Στο ενδιάμεσο στάδιο ωρίμανσης οι ερυθροβλάστες έχουν ήπια έκφραση του Fas, ενώ αντιθέτως έχουν λειτουργικούς υποδοχείς του TRAIL. Στα στάδια που αναφέρθηκαν, δεν παρατηρείται έκφραση του Fas-L ή του TRAIL. Αντίθετα, ο ώριμοι 3

23 ερυθροβλάστες υπερεκφράζουν το Fas-L και TRAIL και είναι πλήρως ανθεκτικοί στην απόπτωση από το Fas-L, ενώ οι υποδοχείς του TRAIL, που φέρουν στην επιφάνεια τους είναι ανενεργοί. Συμπερασματικά, η αναστολή της ερυθροποίησης, που προκαλείται από τους ώριμους ερυθροβλάστες σε συνθήκες χαμηλών μεταβολικών απαιτήσεων για την ερυθροποίηση, αποτελεί έναν αρνητικό ομοιοστατικό μηχανισμό (negative feed-back), που συμβάλλει στη διατήρηση της ισορροπίας του ερυθροκυτταρικού «διαμερίσματος», σε φυσιολογικές συνθήκες 34 (Εικόνα 3). Εικόνα 3: Μηχανισμός ωρίμανσης-απόπτωσης ερυθροβλαστών (Tucci και συν. 34 Leukemia Lymphoma, 2002, 43: ). Στις καταστάσεις που υπάρχει φλεγμονή, οtnf-a και η IFN-γ, ενισχύουν την έκφραση των Fas και υποδοχέων TRAIL στους άωρους ερυθροβλάστες. Οι Dai και συνεργάτες 35, έδειξαν ότι, η έκφραση του mrna του Fas σε αποικίες ερυθροβλαστών, πριν από την επώαση με IFNγ είναι χαμηλή, ενώ ενισχύεται 6 ώρες μετά την επώαση με IFN-γ. Στην ίδια μελέτη, διαπιστώθηκε ότι, προσθήκη αντισωμάτων μιμούμενων το Fas-L, ενισχύει την εξαρτώμενη από τη IFN-γ απόπτωση. Επιπρόσθετα, στη μελέτη αυτή φάνηκε ότι, η έκφραση του Fas-L αυξάνεται προοδευ- 4

24 τικά κατά την ωρίμανση των ερυθροβλαστών, ενώ η προσθήκη αντισώματος κατά του Fas-L, μείωνει την απόπτωση 35. Σε μια άλλη μελέτη, οι Zamai και συνεργάτες, έδειξαν ότι η προσθήκη TRAIL σε υγρές καλλιέργειες περιφερικών στελεχιαίων κυττάρων που έχουν διεγεθεί με IL-3, Stem-cell factor και ερυθροποιητίνη, έχει εκλεκτική δράση στους ενδιάμεσης ωρίμανσης ερυθροβλάστες, ενώ αφήνει ανέπαφους τους πολύ άωρους και τους ώριμούς ερυθροβλάστες 36. Οι Παπαδάκη και συνεργάτες μελέτησαν το ρόλο του TNF-a σε ασθενείς με ρευματοειδή αρθρίτιδα, με ή χωρίς αναιμία, και έδειξαν ότι τα επίπεδα των CD71+/CD34+ και των CD36-/GpA+ ερυθροβλαστών (άωροι και ώριμοι ερυθροβλάστες) καθώς και των BFU-E, ήταν χαμηλότερα στους ασθενείς αυτούς σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Επίσης, το ποσοστό των αποπτω-τικών κυττάρων ήταν μεγαλύτερο στους πληθυσμούς των CD71+/CD34+ και των CD36+/ GpA+ κυττάρων (ενδιάμεσης ωρίμανσης ερυθροβλάστες), ευρήματα που ήταν πιο έντονα στους ασθενείς με αναιμία. Στην ίδια μελέτη, φάνηκε ότι τα αυξημένα επίπεδα του TNF-a στο υπερκείμενο καλλιεργειών μακράς διάρκειας, ήταν αντιστρόφως ανάλογα με τα επίπεδα της αιμοσφαιρίνης και των BFU-E και ανάλογα με το ποσοστό των αποπτωτικών κυττάρων, ενώ η προσθήκη αντι-tnf αποκαθιστούσε τα CD71+/CD34+, τα CD36- /GpA+ και τα BFU-E, ομαλοποιώντας παράλληλα τα επίπεδα της αιμοσφαιρίνης 37. Πρόσφατα οι Silvestris και συνεργάτες πρότειναν έναν παθογενετικό μηχανισμό για την αναιμία στο πολλαπλούν μυέλωμα, βασισμένο στις αλληλεπιδράσεις των κυτοκινών TNF-a και IFN-γ με το βιολογικό μονοπάτι της απόπτωσης Fas-L/TRAIL. Οι ερευνητές έδειξαν ότι στα πλασματοκύτταρα των ασθενών με πολλαπλούν μυέλωμα υπάρχει μεγαλύτερη έκφραση του Fas-L και TRAIL συγκριτικά με αυτά ασθενών με καλοήθη μονοκλωνική γαμμαπάθεια. Επιπλέον, φάνηκε ότι η έκφραση των υποδοχέων του Fas και του TRAIL, ήταν αυξημένη στους άωρους και ενδιάμεσης ωρίμανσης ερυθροβλάστες, ενώ αντίθετα, το Fas-L και TRAIL είχαν αυξημένη έκφραση στους ώριμους ερυθροβλάστες 38. Αυτά τα ευρήματα συνάδουν με τον φυσιολογικό ρυθμιστικό μηχανισμό της ερυθροποίησης, που περιγράφηκε πιο πάνω, με τη διαφορά ότι η κινητοποίηση της απόπτωσης στην περίπτωση του πολλαπλού μυελώματος γίνεται από τα κακοήθη πλασματοκύτταρα, τα οποιά υπερεκφράζουν το Fas-L και το TRAIL. Στην μελέτη των Silvestris και συνεργατών, ή ενίσχυση του μηχανισμού της απόπτωσης επιβεβαιώθηκε τελικά με μέτρηση με κυτταρο- 5

25 μετρία ροής της κασπάσης 8, γνωστής πρωτεΐνης, που συμμετέχει στο καταρράκτη του κυτταρικού θανάτου, η οποία φάνηκε να υπερεκφράζεται στους άωρους ερυθροβλάστες. Επιπρόσθετα, ο μεταγραφικός παράγοντας GATA-1, που έχει σημαντικό ρόλο στην ομοιόσταση του ερυθρού αιμοσφαιρίου, αυξάνοντας την έκφραση του αντιαποπτωτικού γονιδίου BCL-XL, φαίνεται να είναι κατασταλμένος στους ασθενείς με βαριά αναιμία, σαν αποτέλεσμα της διάσπασης του από τις ενεργοποιημένες κασπάσες 33. Συμπερασματικά, ο TNF-a και η IFN-γ, ενισχύουν το φυσιολογικό αυτορυθμιστικό μηχανισμό της απόπτωσης μέσω του βιολογικού δρόμου των Fas-L/TRAIL, με αποτέλεσμα την απευθείας απόπτωση των ερυθροβλαστών και έμμεσα, την αναστολή της διαφοροποίησης της ερυθράς σειράς, από την διάσπαση του μεταγραφικού παράγοντα GATA ΜΕΙΩΜΕΝΗ ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΤΗΝ ΕΝΔΟΓΕΝΗ ΕΡΥΘΡΟ- ΠΟΙΗΤΙΝΗ Από μελέτες σε ηπατικές σειρές, έχει φανεί ότι ο TNF-a η IL-1 και ο TGF-β, συμβάλλουν στη μειωμένη ανταπόκριση της ενδογενούς ερυθροποιητίνης στο ερέθισμα της αναιμίας 39. Μολονότι τα επίπεδα της ενδογενούς ερυθροποιητίνης είναι αυξημένα σε σχέση με φυσιολογικούς μάρτυρες, παραμένουν χαμηλά σε σχέση με τον βαθμό της αναιμίας, καθώς επίσης και σε σύγκριση με τα επίπεδα ασθενών με σιδηροπενική αναιμία. Μελέτες όμως σε ασθενείς με αυτοάνοσα νοσήματα ή καρκίνο δεν έδωσαν παρόμοια αποτελέσματα. Οι Corazza και συνεργάτες παρατήρησαν ότι, σε παιδιά με καρκίνο, τα επίπεδα της ενδογενούς ερυθροποιητίνης ήταν φυσιολογικά, αλλά η λειτουργικότητα της ήταν μειωμένη 40. Επίσης, οι Cazzola και συνεργάτες δημοσίευσαν μελέτη σε παιδιά με νεανική ρευματοειδή αρθρίτιδα, στα οποία διαπίστωσαν ότι η αναιμία δεν οφειλόταν σε μειωμένα επίπεδα ενδογενούς ερυθροποιητίνης αλλά σε ελαττωμένη παροχή σιδήρου για τις ανάγκες της ερυθροποίησης 41. Αντίθετα, στην αναιμία που συνοδεύει το πολλαπλούν μυέλωμα φαίνεται πώς η ανταπόκριση της ενδογενούς ερυθροποιητίνης στην αναιμία είναι πράγματι μειωμένη 42. Τελικά φαίνεται, ότι τα επίπεδα της ενδογενούς ερυθροποιητίνης παρουσιάζουν διακυμάνσεις, που εξαρτώνται από το είδος και τη βαρύτητα της υποκείμενης νόσου, αλλά και από άλλους παράγοντες όπως είναι η διήθηση του μυελού, η ποσότητα των κυκλοφορούντων κυτοκινών και η διαθεσιμότητα του σιδήρου. 6

26 3. ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΣΤΟ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΟΜΟΙΟ- ΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΥ Ο μεταβολισμός και η ομοιόσταση του σιδήρου έχουν κεντρικό ρόλο στην ερυθροποίηση, δεδομένου ότι ο σίδηρος αποτελεί θεμελιώδες συστατικό της παραγωγής ερυθρών αιμοσφαιρίων και της σύνθεσης αιμοσφαρίνης. Στον μηχανισμό της αναιμίας χρόνιας νόσου οι διαταραχές στο μεταβολισμό του σιδήρου αφορούν: Ι) στην επίδραση του δικτύου των κυτοκινών και ΙΙ) στο ρόλο της σιδηρορυθμιστικής πρωτείνης εψιδίνης. Ι. Βασικές αρχές του μεταβολισμού του σιδήρου Α) Απορρόφηση, μεταφορά και ομοιόσταση σιδήρου Η πλειονότητα του σιδήρου του οργανισμού χρησιμοποιείται από τους ερυθροβλάστες για την σύνθεση της αίμης, η οποία ενσωματώνεται τελικά στην αιμοσφαιρίνη. Η σύνθεση της αίμης ρυθμίζεται από τον διαθέσιμο σίδηρο, που είναι συνδεδεμένος με την τρανσφερρίνη, ενώ η τελική σύνθεση αιμοσφαιρίνης εξαρτάται από την δυνατότητα των ερυθροβλαστών να προσλαμβάνουν τον σίδηρο 43,44. Η διατροφή στο δυτικό πολιτισμό περιέχει καθημερινά περίπου 15 mg σιδήρου, από τα οποία απορροφώνται τελικά τα 1-2 mg. Τα 2/3 του σιδήρου που απορροφάται προέρχονται από το σίδηρο της αίμης, ενώ το 1/3 από τον ανόργανο σίδηρο. Η ημερήσια απώλεια του σιδήρου στον άνθρωπο, είναι περίπου 1 mg, ενώ στις γυναίκες αποβάλλονται επιπλέον mg με την έμμηνο ρύση 45,46. Η απορρόφηση του σιδήρου λαμβάνει χώρα στο δωδεκαδάκτυλο και στο ανώτερο τμήμα της νήστιδας. Η διαδικασία της απορρόφησης περιλαμβάνει δύο μηχανισμούς: α) Πρόσδεση της αίμης σε κάποιο υποδοχέα της, που δεν έχει ταυτοποιηθεί ακόμα και στη συνέχεια, διάσπαση του μορίου της μεταλλοπορφυρίνης από την οξυγονάση της αίμης, και απελευθέρωση σιδήρου. Ακολουθεί αναγωγή του τρισθενούς σιδήρου σε δισθενή με τη δράση της αναγωγάσης Dcytb και με τη βοήθεια του όξινου ph του στομάχου, ενώ η είσοδος του δισθενούς σιδήρου στο εντερικό κύτταρο γίνεται με τη βοήθεια της πρωτεΐνης - μεταφορέα κατιονικών μετάλλων (DMT-1). β) Απορρόφηση του ανόργανου σιδήρου μέσω του συμπλέγματος της «παραφερριτίνης». 7

27 Ο ενδοκυττάριος σίδηρος, μπορεί στη συνέχεια, είτε να αποθηκευθεί στη φερριτίνη ή να εξαχθεί στο πλάσμα, με τη βοήθεια της πρωτεΐνης φερροπορτίνης (Ireg1), αφού όμως πρώτα οξειδωθεί με μια οξειδάση, την ηφαιστίνη (heph). Ακολούθως ο σίδηρος αποδίδεται στο μεταφορέα του στο πλάσμα, που είναι η τρανσφερρίνη (Εικόνα 4). Εικόνα 4: Απορρόφηση σιδήρου από το εντεροκύτταρο. H πρόσληψη του σιδήρου από τα κύτταρα τόσο της ερυθράς, όσο και άλλων ιστών, γίνεται μέσω της σύνδεσης της τρανσφερρίνης με τον υποδοχέα της (TfR) και την επακόλουθη ενδοκυττάρωση του συμπλέγματος αυτού. Ακολουθεί επάνοδος του συμπλέγματος TfR και αποτρανσφερρίνης στην κυτταρική μεμβράνη και απόδοση της δεύτερης στον κυκλοφορία (Εικόνα 5). Εικόνα 5: Σύνδεση τρανσφερρίνης με τον υποδοχέα, ενδοκυττάρωση συμπλέγματος και απόδοση σιδήρου στο κύτταρο. 8

28 Η ομοιόσταση του σιδήρου μέσα στα κύτταρα επιτυγχάνεται μέσω των λεγόμενων σιδηρορυθμιστικών πρωτεϊνών (iron regulatory proteins- IRPs). Αυτές, υφιστάμενες το ερέθισμα της μεταβολής των επιπέδων του σιδήρου μέσα στο ερυθροκύτταρο, συνδέονται με περιοχές του mrna των υποδοχέων τρανσφερρίνης της φερριτίνης και της συνθάσης του δ-αμινολεβουλινικου οξέος (ALA-S2) και αλλάζουν το ρυθμό μετάφρασης τους. Οι περιοχές αυτές ονομάζονται σιδηροαποκριτικά στοιχεία (iron-responsive elements-ires). Έτσι, όταν τα επίπεδα του σιδήρου είναι χαμηλά, η IRP συνδέεται με τα IREs, του υποδοχέα της τρανσφερίνης και της φερριτίνης, προκαλώντας σταθεροποίηση του mrna του TfR και αναστολή της μετάφρασης του mrna της φερριτίνης, ενώ παράλληλα αναστέλλεται η μετάφραση της συνθάσης του δ-αμινολεβουλινικου οξέος (ALA-S2) Όλα αυτά έχουν σαν αποτέλεσμα να αυξάνεται η σύνθεση του υποδοχέα και να προσλαμβάνεται περισσότερος σίδηρος από το κύτταρο, ενώ παράλληλα να μειώνεται η σύνθεση φερριτίνης και η σύνθεση της ALA-S2 και κατά συνέπεια η σύνθεση πορφυρινών και αίμης 15,47,48 (Εικόνα 6). Εικόνα 6: Pύθμιση της ομοιόστασης του σιδήρου με το σύστημα IRE/IRP s. 9

29 Η συνήθης περιεκτικότητα του ανθρωπίνου σώματος σε σίδηρο είναι 4g, από τα οποία, τα 3 g βρίσκονται στα κυκλοφορούντα ερυθρά αιμοσφαίρια και το 1 g είναι αποθηκευμένο στο δικτυοενδοθηλιακό σύστημα. Μόνο 3 mg του σιδήρου είναι συνδεδεμένα με την τρανσφερρίνη, ενώ η ημερήσια ποσότητα που απαιτείται από τους αναπτυσσόμενους ερυθροβλάστες είναι 10πλάσια (30mg). Κατά συνέπεια η δεξαμενή σιδήρου της τρανσφερρίνης ανακυκλώνεται 10 φορές ημερησίως για να καλύψει τις ανάγκες της ερυθροποίησης. Η ισορροπία του σιδήρου μεταξύ των ερυθρών και της τρανσφερρίνης είναι θεμελιώδης για τη διατήρηση της αιμοποιίας 45. Σε φυσιολογικές συνθήκες, η καθημερινή παραγωγή ερυθρών αντισταθμίζεται από την ισόποση καταστροφή τους. Όταν τα ερυθρά αιμοσφαίρια συμπληρώσουν τον κύκλο ζωής τους, που είναι περίπου 120 ημέρες, καταστρέφονται στο σπλήνα, απελευθερώνοντας σίδηρο, ο οποίος, αφού προσωρινά εισέλθει στα κύτταρα του δικτυοενδοθηλιακού συστήματος, επιστρέφει σύντομα στην κυκλοφορία, όπου προσδίδεται στην τρανσφερρίνη για να αποδοθεί και πάλι στο μυελό ώστε να χρησιμοποιηθεί εκ νέου για την σύνθεση νέων ερυθρών (Εικόνα 7). Εικόνα 7: Ανακύκλωση του σιδήρου μετά την ολοκλήρωση της ζωής του ερυθρού 0

30 Εικόνα 8: Επεξηγηματική εικόνα για την κατανόηση των σχημάτων Β) Εψιδίνη και ο ρόλος της στον μεταβολισμό του σιδήρου Η εψιδίνη είναι ένα πεπτίδιο που αποτελείται από 25 αμινοξέα, παράγεται στο ήπαρ και έχει και αντιμικροβιακή δράση. Η πρόσφατη ανακάλυψη της, σχεδόν ταυτόχρονα από τους Krause και Park, άνοιξε νέους ορίζοντες στην κατανόηση τόσο του μεταβολισμού και της ομοιόστασης του σιδήρου, όσο και του παθογενετικού μηχανισμού της αναιμίας χρόνιας νόσου 49,50. Οι Pigeon και συνεργάτες, παρατήρησαν ότι, η εξωγενής υπερφόρτωση με σίδηρο, οδηγεί σε αύξηση της έκφρασης του mrna της εψιδίνης στα ηπατοκύτταρα, γεγονός που αντανακλά, την προσπάθεια του οργανισμού να αμυνθεί απέναντι στις δυσμενείς επιπτώσεις της υπερφόρτωσης με σίδηρο 51. Όσον αφορά το ρόλο της εψιδίνης στην ομοιόσταση του σιδήρου, οι Fleming και Sly υποστήριξαν ότι ο πρωταρχικός μηχανισμός περιλαμβάνει την ενίσχυση της πρόσληψης και κατακράτησης 1

31 σιδήρου από τα μακροφάγα των ιστών και των κυττάρων των κρυπτών του δωδεκαδακτύλου, με παράλληλη μείωση της απορρόφησης του σιδήρου των τροφών από το έντερο 52. Οι Nemeth και συνεργάτες πρότειναν, ότι η ενίσχυση της πρόσληψης σιδήρου από τα μακροφάγα ή τα εντεροκύτταρα επιτυγχάνεται μέσω της εσωτερίκευσης (internalization) και αποδόμησης της φερροπορτίνης, η οποία συνδέεται με την εψιδίνη 53. Αναφορικά με την απορρόφηση του σιδήρου από το έντερο, δεν έχει ξεκαθαρισθεί εάν αυτή ρυθμίζεται με τη δράση της εψιδίνης στη μεταφορά του από τα εντεροκύτταρα, η με τον περιορισμό της περαιτέρω πρόσληψης του, ως αντιστάθμισμα στην ίδια την περιεκτικότητα του εντεροκυττάρου σε σίδηρο 23. Σε μια πρόσφατη μελέτη των Rivera και συνεργατών σε ποντίκια, φάνηκε ότι η εψιδίνη προκαλεί διαφυγή του σιδήρου μακριά από τις περιοχές ερυθροποίησης και συσσώρευση του κυρίως στα ηπατοκύτταρα και σε λιγότερο βαθμό στα ιστικά μακροφάγα του μυελού των οστών και του σπληνός 54. Όσον αφορά τη ρύθμιση της εψιδίνης, δύο πρόσφατες μελέτες υποστηρίζουν ότι ο κύριος «αισθητήρας» σιδήρου ο υπεύθυνος για την σύνθεση και την απελευθέρωση της εψιδίνης είναι ένας ηπατοκυτταρικός υποδοχέας, ο TfR-2. Σύμφωνα με τις μελέτες αυτές, ο TfR-2 συνδέεται με την ολοτρανσφερρίνη (τρανσφερρίνη κορεσμένη με σίδηρο) και όχι με την αποτρανσφερρίνη, με αποτέλεσμα να ρυθμίζεται η έκφραση του και αυτός με τη σειρά του να δρα ως αισθητήρας σιδήρου για την έκφραση του mrna της εψιδίνης 55,56. Μια επιπλέον απόδειξη για το ρόλο του TfR-2 ως αισθητήρα σιδήρου, είναι το γεγονός ότι, η ομόζυγη βλάβη στο γονίδιο του, προκαλεί απορύθμιση της απορρόφησης και της κατανομής του σιδήρου, οδηγώντας στην εκδήλωση πρωτοπαθούς αιμοχρωμάτωσης 57. Στην ομοιόσταση του σιδήρου φαίνεται επίσης ότι συμετέχουν η αιμοτζουβελίνη (hemojuvelin) και το μόριο HFΕ, που δρουν ως ρυθμιστές της σύνθεσης και της έκκρισης της εψιδίνης 58. Συμπληρωματικά, φαίνεται ότι το γονίδιο της εψιδίνης ρυθμίζεται και από την υποξία, απο την αναιμία και από τη φλεγμονή 59 (Εικόνα 9). 2

32 Εικόνα 9: Ρύθμιση της παραγωγής εψιδίνης ΙΙ. Ο ρόλος των κυτοκινών στις διαταραχές της ομοιόστασης του σιδήρου στην αναιμία χρόνιας νόσου Ο σημαντικός ρόλος της IL-1 και του TNF-a καταδείχθηκε αρχικά σε πειράματα που έγιναν σε ποντίκια Στα πειράματα αυτά φάνηκε ότι έγχυση IL-1 και TNF-a προκαλούσε ελάττωση του σιδήρου στον ορό και προήγαγε τη σύνθεση φερριτίνης στα κύτταρα του ενδοθηλιακού συστήματος 60. Η διέγερση της σύνθεσης φερριτίνης στα μακροφάγα και στο ήπαρ επιτυγχάνεται διαμέσου της έκφρασης του γονιδίου της H-φερριτίνης 61. Επιπρόσθετα, η IL-1 και η IL-6 ρυθμίζουν τη μετάφραση της φερριτίνης, στοχεύοντας στην 5-μη μεταφρασμένη περιοχή του mrna της φερριτίνης 62. Οι κυτοκίνες αυτές είναι επίσης αρνητικοί ρυθμιστές της έκφρασης του mrna της τρανσφερρίνης με άγνωστο μηχανισμό, ενώ διεγείρουν την έκφραση και τη μεταφορική ικανότητα του DMT-1, που όπως αναφέρθηκε, είναι μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη υπεύθυνη για τη μεταφορά του σιδήρου μέσα στο κύτταρο 63. Η IFN-γ διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο στις διαταραχές της ομοιόστασης του σιδήρου. Η κυτοκίνη αυτή δρα διεγείροντας την μεταγραφή της φερριτίνης, ενώ παράλληλα αναστέλλει τη μετάφραση της 3

33 φερριτίνης, φαινόμενο που αποδίδεται στην παραγωγή ελεύθερων ριζών και μονοξειδίου του αζώτου. Η IFN-γ, ο TNF-a και η λιποπολυσακχαρίδη, αναστέλλουν την έκφραση της τρανσφερρίνης και ευοδώνουν την έκφραση του DMT-1, αυξάνοντας την πρόσληψη σιδήρου στα ενεργοποιημένα μακροφάγα. Από την άλλη, το ερέθισμα αυτό, προκαλεί μείωση της έκφρασης της διαμεμβρανικής πρωτεΐνης φερροπορτίνης, η οποία έχει ρόλο μεταφορέα του σιδήρου από τα μακροφάγα ή τα εντερικά κύτταρα του δωδεκαδακτύλου και την απόδοσή του στην τρανσφερρίνη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την κατακράτηση του σιδήρου στα μονοκύτταρα και την αποθήκευση του με τη μορφή φερριτίνης 15, Σε πειράματα σε μύες έχει καταδειχθεί ότι η ιντερλευκίνη-4 (IL-4), η ιντερλευκίνη-10 (IL-10) και η ιντερλευκίνη-13 (IL-13), έχουν επίσης σημαντικό ρόλο στην ομοιόσταση του σιδήρου, σε σχέση με τη λειτουργία των μακροφάγων. Η δράση των κυτοκινών αυτών είναι αντισταθμιστική της IFN-γ, όσον αφορά την έκφραση της φερριτίνης και της τρανσφερρίνης, καθώς σε ενεργοποιημένα μακροφάγα μυών, αναστέλλουν την σύνθεση μονοξειδίου του αζώτου αυξάνοντας έτσι την μετάφραση της φερριτίνης. Αυξάνουν επίσης τα επίπεδα του mrna του υποδοχέα της τρανσφερρρίνης (TfR), αντιστρέφοντας την ανασταλτική δράση της IFN-γ στην έκφραση του mrna του TfR. Αυτά έχουν ως αποτέλεσμα να αυξάνεται η εξαρτώμενη από τον υποδοχέα τρανσφερρίνης πρόσληψη και αποθήκευση σιδήρου στα ενεργοποιημένα μακροφάγα Οι παρατηρήσεις αυτές επιβεβαιώθηκαν in vivo, σε πάσχοντες από τη νόσο του Crohn που έλαβαν πειραματικά IL-10. Όσοι απ αυτούς έλαβαν πολύ υψηλές δόσεις της κυτοκίνης, ανέπτυξαν ορθοκυτταρική αναιμία, αφού προηγουμένως εμφάνισαν σημαντική αύξηση των επιπέδων της φερριτίνης στον ορό 68. ΙΙΙ. Ο ρόλος της εψιδίνης στην αναιμία χρόνιας νόσου Μελέτες σε ανθρώπους και σε ζώα έδειξαν ότι η υπερπαραγωγή εψιδίνης, η οποία δρα ως πρωτεΐνη οξείας φάσης, οδηγεί σε σιδηροπεριοριστική ερυθροποίηση, γεγονός που καθιστά την εψιδίνη κύριο παράγοντα στο μηχανισμό της αναιμίας χρόνιας νόσου. Οι Nicolas και συνεργάτες έδειξαν ότο η πρόκληση φλεγμονής και κατ επέκταση αναιμίας χρόνιας νόσου σε ποντίκια, οδηγεί σε εξαπλασιασμό του mrna της εψιδίνης και σε εκσεσημασμένη μείωση του σιδήρου του ορού 59,69,70. 4

34 Αυτή η παρατήρηση οδήγησε στο συμπέρασμα ότι οι χαμηλές συγκεντρώσεις σιδήρου, που παρατηρούνται στη φλεγμονή οφείλονται στη δράση της εψιδίνης. Σε μελέτες σε ανθρώπους, πρώτοι οι Nemeth και συνεργάτες διαπίστωσαν ότι η έκκριση εψιδίνης στα ούρα παρουσιάζει ισχυρή συσχέτιση με τα υψηλά επίπεδα φερριτίνης στον ορό σε ασθενείς με αναιμία λόγω φλεγμονής, που προέρχεται από χρόνιες λοιμώξεις ή από φλεγμονώδη νοσήματα 22. Στην ίδια μελέτη καταδείχθηκε ότι η in vitro διέγερση ανθρώπινων ηπατοκυττάρων, με διάφορες κυτοκίνες προκαλεί αύξηση της έκφρασης του mrna της εψιδίνης από την IL-6, αλλά όχι και την IL-1 ή τον TNF-a, γεγονός που υποδηλώνει ότι, η παραγωγή εψιδίνης στη φλεγμονή, είναι μια αντίδραση οξείας φάσης τύπου ΙΙ 22. Σε μια επόμενη μελέτη των ίδιων ερευνητών, επιβεβαιώθηκε ότι, για την παραγωγή εψιδίνης και την πρόκληση υποφερραιμίας σε καταστάσεις φλεγμονής στον άνθρωπο, απαιτείται η παρουσία IL Επιπρόσθετα, οι Weinstein και συνεργάτες παρατήρησαν ότι, ασθενείς με μεγάλα ηπατικά αδενώματα, εμφανίζουν μικροκυτταρική αναιμία, ελαττωμένα επίπεδα σιδήρου στον ορό και αύξηση της έκφρασης του mrna της εψιδίνης στον ηπατικό ιστό. Η αφαίρεση των αδενωμάτων αποκαθιστούσε την αναιμία και τα επίπεδα σιδήρου στον ορό 71 (Εικόνα 10). Εικόνα 10: Βιολογική συμπεριφορά της εψιδίνης στη φλεγμονή. 5

35 4. ΜΕΙΩΣΗ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΖΩΗΣ ΤΩΝ ΕΡΥΘΡΩΝ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΩΝ Ο χρόνος ζωής των ερυθρών αιμοσφαιρίων είναι επηρεασμένος στην αναιμία χρόνιας νόσου. Το δίκτυο των κυτοκινών και η παρουσία ελεύθερων ριζών προκαλούν βλάβη στα ερυθρά αιμοσφαίρια 15,72. Σε πειράματα σε ποντίκια φάνηκε ότι, η χορήγηση υποθανατηφόρων δόσεων TNF-α ή ενδοτοξίνης μειώνει το χρόνο ζωής των ερυθρών 73. Ένας άλλος παράγοντας που μπορεί να συμβάλει στην μείωση του χρόνου ζωής των ερυθρών είναι η ερυθροφαγοκυττάρωση που μπορεί να συνοδεύει τη φλεγμονή. Ο βαθμός στον οποίο επιδρούν οι κυτοκίνες στην ερυθροφαγοκυττάρωση είναι άγνωστος. Ωστόσο, το γεγονός ότι σε πολλές φλεγμονώδεις καταστάσεις εμφανίζεται σπληνομεγαλία, ενισχύει την άποψη ότι, ο μηχανισμός της ερυθροφαγοκυττάρωσης μπορεί να συμμετέχει στην μείωση του χρόνου ζωής των ερυθρών. Σε χρόνιες λοιμώξεις, όπως είναι η φυματίωση ή η ενδοκαρδίτιδα, η αιμόλυση μπορεί να συμβάλει επίσης στη μείωση του χρόνου ζωής των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Πρόσφατα, έχει περιγραφεί σε ορειβάτες που επιστρέφουν από μερη με μεγάλο υψόμετρο ή σε αστροναύτες, που επιστρέφουν από ατμόσφαιρες με χαμηλή βαρύτητα, όπως επίσης και σε αιμοκαθαρόμενους ασθενείς, στους οποίους διακόπηκε απότομα η χορήγηση r-ηuepo, το φαινόμενο της νεοκυτταρόλυσης, δηλαδή της εκλεκτικής αιμόλυσης των νεαρότερων μορφών των ερυθροκυττάρων. Οι παρατηρήσεις αυτές οδήγησαν στην υπόθεση ότι, η απότομη απόσυρση της ενδογενούς ή της εξωγενούς ερυθροποιητίνης, μπορεί να προκαλέσει ενεργοποίηση των μακροφάγων μέσω αλληλεπίδρασης με τα ενδοθηλιακά κύτταρα του σπληνός, με αποτέλεσμα αυξημένη κάθαρση των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Η θεωρία της νεοκυτταρόλυσης δημιουργεί ένα πρότυπο για την αναιμία χρόνιας νόσου, στο οποίο η καταστολή της παραγωγής ερυθροποιητίνης από τις κυτοκίνες οδηγεί άμεσα σε ήπια αιμόλυση Η υπόθεση αυτή μπορεί έν μέρει να εξηγήση την αναιμία χρόνιας νόσου που εμφανίζεται σε οξείες καταστάσεις, όπως στους ασθενείς εντατικής μονάδος η σε πάσχοντες απο οξεία λοίμωξη. ΠΑΡΑΛΛΑΓΕΣ ΤΗΣ ΑΝΑΙΜΙΑΣ ΧΡΟΝΙΑΣ ΝΟΣΟΥ Τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον για την αναιμία χρόνιας νόσου έχει μεταφερθεί και σε άλλα, μη παραδοσιακά πεδία όπως είναι αυτά της χρόνιας λοίμωξης, της φλεγμονής ή του καρκίνου αλλά και άλλων παθο- 6

36 λογικών καταστάσεων, οξείων ή χρόνιων. Οι πιο σημαντικές παθολογικές καταστάσεις, στις οποίες φαίνεται να συμμετέχει μηχανισμός αναιμίας χρόνιας νόσου, είναι η αναιμία στη χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια και η αναιμία στους ασθενείς εντατικής μονάδας. Αναιμία στην χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια Η αναιμία είναι σύνηθες εύρημα στους ασθενείς με χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια και σχετίζεται με τη βαρύτητα της νόσου, αλλά και με την πρόγνωση της 77,78. Σε μια μεγάλη μελέτη που περιλάμβανε ασθενείς με πρωτοεμφανιζόμενη καρδιακή ανεπάρκεια, οι Ezekowitz και συνεργάτες διαπίστωσαν ότι το ποσοστό της αναιμίας μεταξύ των αρρώστων ήταν 17% και αποτελούσε ανεξάρτητο προγνωστικό παράγοντα θνητότητας 79. Πρέπει να σημειωθεί ότι το ποσοστό αυτό είναι μάλλον υποεκτιμημένο, δεδομένου ότι τα κριτήρια που χρησιμοποιήθηκαν για τον ορισμό της αναιμίας δεν ήταν ακριβή. Πολλοί παράγοντες φαίνεται να συμμετέχουν στην παθογένεια της αναιμίας στη χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια. Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι οι ασθενείς με χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια έχουν αυξημένα επίπεδα TNF-α, που όπως έχει αναλυθεί, έχει κεντρικό ρόλο στο μηχανισμό της αναιμίας χρόνιας νόσου 80,81. Άλλοι παράγοντες είναι η κακή διατροφή, η χρήση αναστολέων του μετατρεπτικού ενζύμου, που επηρεάζουν τη δράση της ερθροποιητίνης, η μη αντιληπτή απώλεια αίματος από τη χρόνια χρήση αντιπηκτικών καθώς και η αιμοαραίωση 77,82,83. Οι Silverberg και συνεργάτες διατύπωσαν πρόσφατα μια ενδιαφέρουσα θεωρία, η οποία συνδέει την χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια με τη νεφρική ανεπάρκεια και την αναιμία, το λεγόμενο «καρδιονεφρικό σύνδρομο αναιμίας» 84. Η υπόθεση αυτή υποστηρίζει ότι η χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια προκαλεί νεφρική ανεπάρκεια, η οποία με τη σειρά της προκαλεί ή επιδεινώνει την αναιμία. Συμπερασματικά, η αναιμία στη χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια, οφείλεται σε σημαντικό βαθμό σε μηχανισμό αναιμίας χρόνιας νόσου και δεν πρέπει ποτέ να υποβαθμίζεται από το θεράποντα ιατρό. Αναιμία στους ασθενείς Μονάδος Εντατικής Θεραπείας (Μ.Ε.Θ.) Η αναιμία είναι συνήθης εκδήλωση στους ασθενείς εντατικής μονάδος και εμφανίζεται συνήθως πολύ νωρίς, μετά την εισαγωγή τους σε αυτήν. Είναι αξιοσημείωτο ότι τρεις μόλις μέρες μετά την εισαγωγή στη 7

37 μονάδα, το 95% των ασθενών εμφανίζει αναιμία που επιμένει καθ όλη τη διάρκεια της παραμονής τους, ανεξάρτητα από τις μεταγγίσεις. Η αναιμία στους ασθενείς της εντατικής αποτελεί μια ξεχωριστή κλινική οντότητα, που χαρακτηρίζεται από μειωμένη παραγωγή ενδογενούς ερυθροποιητίνης από διαταραχές στο μεταβολισμό του σιδήρου, προσομοιάζοντας έτσι με την αναιμία χρόνιας νόσου. Οι προφλεγμονώδεις κυτοκίνες φαινεται ότι και στην περίπτωση αυτή έχουν κεντρικό παθογενετικό ρόλο Η μείωση του χρόνου ζωής των ερυθρών μέσω γνωστών μηχανισμών, αλλά και με το μηχανισμό νεοκυτταρόλυσης, που περιγράφηκε πιο πάνω, φαίνεται να έχει επίσης κάποιο ρόλο, ενώ σημαντικός παράγοντας είναι και η απώλεια αίματος, ιατρογενής ή παθολογική 87. Συμπερασματικά, η αναιμία στους ασθενείς εντατικής μονάδος ο- φείλεται κυρίως σε μηχανισμούς αναιμίας χρόνιας νόσου και γι αυτό χαρακτηρίζεται από πολλούς επιστήμονες ως «οξεία αναιμία χρόνιας νόσου». Τέλος, η αντιμετώπιση της πρέπει να είναι αιτιολογική, ενώ θέση στη θεραπεία έχει και η r-ηuepo, όπως θα αναλυθεί σε επόμενο κεφάλαιο. ΣΙΔΗΡΟΠΕΡΙΟΡΙΣΤΙΚΗ ΕΡΥΘΡΟΠΟΙΗΣΗ Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΣΙΔΗ- ΡΟΠΕΝΙΑ: Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥΣ ΣΤΗΝ ΑΝΑΙΜΙΑ ΧΡΟΝΙΑΣ ΝΟΣΟΥ Γενικά Πριν από 20 χρόνια οι Finch και συνεργάτες 88, συγκέντρωσαν σε μια ανασκόπηση τους όλες τις πληροφορίες από μελέτες τόσο σε υγιείς, όσο και σε ασθενείς με συγγενείς αιμολυτικές αναιμίες και αιμοχρωμάτωση, που αναφέρονταν στη σχέση ερυθροποιητίνης, σιδήρου και ερυθροποιητικής ανταπόκρισης στην αναιμία. Η διαπίστωση τους ήταν ότι, κάτω από συνθήκες ομαλής ερυθροποίησης σε υγιείς, η ανακύκλωση του σιδήρου -που αποτελεί δείκτη ερυθροποιητικής δραστηριότηταςελάχιστα επηρεάζεται, ανεξάρτητα από την διακύμανση του κορεσμού τρανσφερρίνης από πολύ χαμηλά έως πολύ υψηλά επίπεδα. Αντίθετα, σε ασθενείς με συγγενείς αιμολυτικές αναιμίες, στους οποίους ο ρυθμός ερυθροποίησης είναι 6 φορές μεγαλύτερος, η ερυθροποιητική ανταπόκριση σαφώς επηρεάζεται και περιορίζεται από τα επίπεδα σιδήρου και από την σιδηροδεσμευτική ικανότητα. Επιπρόσθετα, στους ασθενείς με αιμοχρωμάτωση, σε αντίθεση με τους υγιείς, παρατηρείται 8πλάσιος ρυθμός ερυθροποιητικής ανταπόκρισης, ικανός να διατηρήσει υψηλές συγκεντρώσεις σιδήρου και κορεσμού τρανσφερρίνης. Οι παρατηρήσεις 8

38 αυτές οδήγησαν τον Finch στην αναγνώριση και περιγραφή της «κατάστασης σχετικής σιδηροπενίας» (relative iron deficiency), κατάσταση η οποία εμφανίζεται όταν οι απαιτήσεις του ερυθρού σε σίδηρο υπερκεράζουν την διαθέσιμη του ποσότητα, ακόμα και όταν οι αποθήκες σιδήρου είναι φυσιολογικές 88. Σιδηροπεριοριστική ερυθροποίηση ή λειτουργική σιδηροπενία Ο όρος «σιδηρο-περιοριστική ερυθροποίηση» (Iron-Restricted Erythro-poiesis, IRE) χρησιμοποιείται για να ορίσει την κατάσταση εκείνη, όπου η παροχή σιδήρου στην ερυθροποιητική δεξαμενή του μυελού των οστών είναι ανεπαρκής για να οδηγήσει σε φυσιολογική ερυθροποιία 89. Ως λειτουργική σιδηροπενία (Functional Iron Deficiency, FID) ορίζεται η απώλεια της ισορροπίας ανάμεσα στις απαιτήσεις της ερυθροποιητικής δεξαμενής του μυελού σε σίδηρο και της πραγματικής προσφοράς του σε αυτές 90. Οι δύο αυτοί όροι δε διαφέρουν πρακτικά ως προς την σημασία τους, ωστόσο ο όρος FID συνηθίζεται να χρησιμοποιείται για να περιγράψει την σιδηροπεριοριστική ερυθροποίηση κατά τη διάρκεια της θεραπείας με r-ηuepo, που είναι αποτέλεσμα της εκσεσημασμένης διέγερσης του μυελού από το φάρμακο. Η σιδηροπεριοριστική ερυθροποίηση, έχει ως επίπτωση τη μειωμένη αιμοσφαιρινοποίηση του ερυθρού (erythrocyte hemoglobinization) και τελικά την εμφάνιση αναιμίας με χαρακτήρες ένδειας σιδήρου (υπόχρωμη ή/και μικρο-κυτταρική), δηλαδή την κλασσική σιδηροπενική αναιμία, τη μικτή κατάσταση όπου η IRE συνοδεύει την αναιμία χρόνιας νόσου και τέλος, τη λειτουργική σιδηροπενία κατά τη θεραπεία με r-ηuepo 45,89. Περίπου 20% των ασθενών με αναιμία χρόνιας νόσου εμφανίζει εξ αρχής λειτουργική σιδηροπενία. Αυτό εξηγείται, από το γεγονός ότι, ο παθογενετικός μηχανισμός της αναιμίας χρόνιας νόσου, όπως περιγράφηκε αναλυτικά, περιλαμβάνει τις διαταραχές της ομοιόστασης και του μεταβολισμού του σιδήρου, δεσπόζοντος του ρόλου της σιδηρορυθμιστικής πρωτεΐνης εψιδίνης 13,89. Είναι επομένως κατανοητό ότι, στο πολλαπλούν μυέλωμα και στα λεμφώματα, όπου επικρατεί ο μηχανισμός της αναιμίας χρόνιας νόσου, ένα ποσοστό των ασθενών παρουσιάζει εξ αρχής λειτουργική σιδηροπενία, η οποία μπορεί να αποτελεί την αιτία για την ανθεκτικότητα στη θεραπεία με r-ηuepo. 9

39 Τα τελευταία χρόνια, μελέτες σε αιμοκαθαρόμενους ασθενείς, οι οποίοι παρουσίαζαν ανθεκτικότητα στην r-ηuepo, έδειξαν ότι νεώτεροι ερυθροκυτταρικοί δείκτες, όπως είναι το ποσοστό των υπόχρωμων ερυθρών (HYPO%) δηλαδή των ερυθρών με μέση συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης ανά ερυθρό (MCHC) μικρότερη των 28g/dl, αλλά και η περιεκτικότητα σε αιμοσφαιρίνη των δικτυοερυθροκυτάρων (CHr), είναι πιο αξιόπιστοι δείκτες στην εκτίμηση της λειτουργικής σιδηροπενίας, σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς δείκτες όπως είναι η φερριτίνη, ο κορεσμός τρανσφερρίνης κλπ Επίσης ο δείκτης stfr-f, ο οποίος εκφράζει το λόγο του διαλυτού υποδοχέα τρανσφερρίνης προς το λογάριθμο της φερριτίνης, σε συνδυασμό με τους αναφερόμενους ερυθροκυτταρικούς δείκτες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αξιόπιστα, για την αναγνώριση της μικτής κατάστασης της αναιμίας χρόνιας νόσου, που συνυπάρχει με λειτουργική σιδηροπενία 90,94,95. Η χρησιμότητα όλων αυτών των παραμέτρων θα αναλυθεί στο επόμενο κεφάλαιο. Γνωρίζοντας τους παθογενετικούς μηχανισμούς που διέπουν την αναιμία χρόνιας νόσου, γίνεται αντιληπτό ότι, η αναγνώριση της λειτουργικής σιδηροπενίας, πριν και κατά τη διάρκεια της θεραπείας με ερυθροποιητίνη, είναι σημαντική για τον καθορισμό της θεραπευτικής στρατηγικής που αφορά στη θεραπεία της αναιμίας τόσο στους ασθενείς που πάσχουν από πολλαπλούν μυέλωμα και λεμφώματα, όσο και στους πάσχοντες από άλλες παθήσεις, στις οποίες η αναιμία έχει τους χαρακτήρες της χρόνιας νόσου. 0

40 ΕΡΥΘΡΟΠΟΙΗΤΙΝΗ Ιστορική αναδρομή Πριν από ένα αιώνα περίπου, έγιναν οι πρώτες αναφορές για την παρουσία ενός κυκλοφορούντα παράγοντα που ρυθμίζει την ερυθροποίηση, μετά από την παρατήρηση ότι, σε πειραματόζωα στα οποία χορηγήθηκε πλάσμα από αναιμικά ζώα, ο αριθμός των ερυθρών αιμοσφαιρίων παρουσίαζε αύξηση. Ο παράγοντας αυτός ονομάστηκε «αιμοποιητίνη» ενώ 40 χρόνια αργότερα ονομάσθηκε ερυθροποιητίνη. Τη δεκαετία του 50 βρέθηκε ότι η υποξία διεγείρει την παραγωγή των ερυθρών αιμοσφαιρίων και ότι ο τόπος παραγωγής της ερυθροποιητίνης είναι ο νεφρός. Το 1977, οι Miyake και συνεργάτες, κατάφεραν να απομονώσουν την ερυθροποιητίνη από τα ούρα ασθενών με απλαστική αναιμία 96. Αυτό αποτέλεσε και τη βάση για την απομόνωση και κλωνοποίηση του γονιδίου της ανθρώπινης ερυθροποιητίνης 8 χρόνια αργότερα παράλληλα από δύο ομάδες ερευνητών 97,98. Δέκα χρόνια μετά την απομόνωση της ερυθροποιητίνης, χορηγήθηκε για πρώτη φορά ανασυνδυασμένη ανθρώπινη ερυθροποιητίνη (r-ηuepo) σε ασθενείς με χρόνια νεφρική ανεπάρκεια 99. Ι. Φυσιολογία της ερυθροποιητίνης Η ερυθροποιητίνη (EPO), είναι μια γλυκοπρωτεϊνική ορμόνη που αποτελείται από 165 αμινοξέα, έχει μοριακό βάρος 34 Kd και είναι μέλος της οικογένειας των τάξης Ι κυτοκινών. Το γονίδιο της εδράζεται στο χρωμόσωμα 7 (q11-22) και αποτελείται από 5 εξόνια και 4 ιντρόνια, τα οποία συνθέτουν μια μετα-μεταγραφική άλυσο, που περιέχει 193 αμινοξέα. Τη μετάφραση του γονιδίου ακολουθεί η γλυκοζυλίωση, με την προσθήκη τριών συνδεδεμένων με ασπαραγίνη ολιγοσακχαριτών (Nlinked), απαραίτητων για τη βιοσύνθεση και τη σταθεροποίηση του μορίου, την απελευθέρωση του από τα κύτταρα, την αύξηση της διαλυτότητας του και τη βιολογική του δράση και ενός συνδεδεμένου με σερίνη/ θειονίνη (O-linked) οξικού ολιγοσακχαρίτη, χωρίς λειτουργική σημασία. Επίσης, μετά τη μετάφραση, σχηματίζονται δυο δισουλφιδικοί δεσμοί στις θέσεις Cys-7 με Cys 161 και Cys-29 με Cys-33, ενώ παράλληλα γίνεται μετακίνηση μιας υδροφοβικής εκκριτικής αλληλουχίας 27 αμινοξέων. Η 1

41 αργινίνη-166 του καρβοξυλικού (COOH) άκρου διασπάται πριν από την απελευθέρωση της ερυθροποιητίνης στην κυκλοφορία, με αποτέλεσμα η τελική ώριμη ΕΡΟ να περιέχει 165 αμινοξέα (Εικόνα 11). Κατά την εμβρυική ζωή η ερυθροποιητίνη παράγεται από τα ηπατοκύτταρα, ενώ μετά τη γέννηση σχεδόν όλη η κυκλοφορούσα ποσότητα της ΕΡΟ προέρχεται από τα περισωληναριακά -δίκην ινοβλαστών- κύτταρα που εδράζουν στο φλοιό του νεφρού. Στους ενήλικες μικρή ποσότητα mrna της ΕΡΟ εκφράζεται στο ηπατικό παρέγχυμα, στο σπλήνα, στον πνεύμονα, στυος όρχεις και στον εγκέφαλο. Στον εγκέφαλο, η δράση της είναι νευροτροφική και νευροπροστατευτική και διαφέρει από τη δράση της στην ερυθροποίηση Εικόνα 11: Δομή ενδογενούς ερυθροποιητίνης Ο κυριότερος παράγοντας που διεγείρει την παραγωγή της ερυθροποιητίνης είναι η ιστική υποξία. Σε άτομα με φυσιολογική νεφρική λειτουργία, τα επίπεδα της ΕΡΟ αυξάνονται με τη μείωση των επιπέδων της αιμοσφαιρίνης. Η έκφραση όμως του γονιδίου της ΕΡΟ δεν εξαρτάται μόνο από τη μείωση της οξυγόνωσης του αίματος αλλά και από την μείωση της μερικής πίεσης O2 (μεγάλο υψόμετρο) ή και από την αύξηση της συγγένειας (affinity) του οξυγόνου με το αίμα. Η συγκέντρωση της ΕΡΟ παρουσιάζει ημερήσια διακύμανση, με τη μέγιστη τιμή να εμφανίζεται τα μεσάνυχτα και να είναι 40%, συγκριτικά με τα πρωϊνά επίπεδα της

42 Οι μηχανισμοί της αποδόμησης της ΕΡΟ δεν είναι αποσαφηνισμένοι. Φαίνεται ότι σε μικρό βαθμό, η κάθαρση της γίνεται από το νεφρό και το ήπαρ. Ωστόσο υπάρχουν ενδείξεις ότι, η απομάκρυνση της από την κυκλοφορία, γίνεται κυρίως μέσω πρόσληψης της από τα ερυθροκύτταρα και από άλλα κύτταρα, που διαθέτουν όμως, υποδοχείς ΕΡΟ 100. Η έκφραση του γονιδίου της ΕΡΟ ρυθμίζεται από ένα αισθητήρα οξυγόνου, που πιστεύεται ότι είναι μια πρωτείνη, που περιέχει αίμη, και που έχει την ιδιότητα να αλλάζει δομή ανάλογα με τη σύνδεση του οξυγόνου στην αίμη. Ο αισθητήρας αυτός ρυθμίζει παράλληλα και άλλα γονίδια, που επηρεάζονται από την υποξία (Hypoxia-inducible genes HIF). Διάφορες ρυθμιστικές αλληλουχίες DNA βρίσκονται στην περιοχή κοντά στο γονίδιο της ΕΡΟ. Η αλληλουχία-κλειδί βρίσκεται μέσα στο λεγόμενο ανταποκρινόμενο στοιχείο στην υποξία (Hypoxia response element, HRE). Το HRE αποτελείται από νουκλεοτίδια, στα οποία μπορεί να συνδεθούν οι μεταγραφικοί παράγοντες HIF, ο σημαντικότερος από τους οποίους είναι ο HIF-1a και ο HIF-1β. Οι παράγοντες αυτοί συντίθενται από το ερέθισμα της υποξίας και είναι οι ρυθμιστές-κλειδί για την παραγωγή της ΕΡΟ, συμμετέχοντας στα περισσότερα βιολογικά μονοπάτια, που σχετίζονται με την υποξία. Άλλοι μεταγραφικοί παράγοντες που ρυθμίζουν την έκφραση του γονιδίου της ΕΡΟ, είναι ο GATA-2 και ο πυρηνικός παράγοντας κβ (NFkB), οι οποίοι, σε φλεγμονώδεις καταστάσεις, ενεργοποιούνται από την IL-1 και τον TNF-a, αναστέλλοντας την έκφραση του γονιδίου της EPO 100,101. Ο κύριος μηχανισμός με τον οποίο η ΕΡΟ διατηρεί την ερυθροποίηση είναι αυτός της παρεμπόδισης του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου. Τα πλέον πρωτόγονα προγονικά κύτταρα, που ανταποκρίνονται στη δράση της ΕΡΟ, είναι τα BFU-E από τα οποία σχηματίζονται στη συνέχεια τα CFU-E. Τα CFU-E είναι τα πιο ευαίσθητα κύτταρα στη δράση της EPO, διαθέτοντας το μεγαλύτερο αριθμό υποδοχέων για αυτή. Τα BFU-E, διαθέτουν λιγότερους υποδοχείς ΕΡΟ, δεν διαθέτουν υποδοχείς τρανσφερρίνης και εκφράζουν ασθενώς το μεταγραφικό παράγοντα GATA-1, σημαντικό παράγοντα για την ανάπτυξη της ερυθράς σειράς. Τα CFU-E αντίθετα, διαθέτουν υποδοχείς τρανσφερρίνης και άφθονη ποσότητα GATA-1. Η ισορροπία ανάμεσα στο GATA-1 και τη δραστηριότητα των κασπασών, που είναι υπεύθυνες για τον κυτταρικό θάνατο, καθορίζει τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των προγονικών ερυθρο- 3

43 κυτάρων. Ο GATA-1 προάγει την έκφραση του αντιαποπτωτικού γονιδίου BCL-XL σε συνέργεια με την ΕΡΟ, με αποτέλεσμα την επιβίωση των ερυθροβλαστών κατά τη διαδικασία της ωρίμανσης τους. Σε συνθήκες ηρεμίας, μικρή ποσότητα ΕΡΟ αρκεί για να συντηρείται η ερυθροποίηση. Ωστόσο, όταν τα επίπεδα της ενδογενούς ΕΡΟ αυξάνουν ή όταν χορηγείται εξωγενώς ΕΡΟ, πολύ περισσότερα BFU-E και CFU-E ξεφεύγουν από την απόπτωση και εξελίσσονται σε ώριμα ερυθρά. Σε καταστάσεις φλεγμονής, η ενεργοποίηση της κασπάσης 8 (FLICE) από την ενεργοποίηση του συστήματος Fas/Fas-L, οδηγεί σε διάσπαση του GATA-1 με αποτέλεσμα να επιτείνεται η απόπτωση 100,33,34. Ο υποδοχέας της ΕΡΟ, είναι μια γλυκοπρωτεΐνη 484 αμινοξέων, που ανήκει στην υπερ-οικογένεια των υποδοχέων των κυτοκινών. Διαθέτει ένα εξωκυττάριο, ένα διαμεμβρανικό και ένα ενδοκυττάριο τμήμα. Ένα μόριο ερυθροποιητίνης συνδέεται σε 2 υποδοχείς στην επιφάνεια του κυττάρου, με αποτέλεσμα τη φωσφορυλίωση τόσο των τυροσινών, που βρίσκονται στο ενδοκυττάριο τμήμα του υποδοχέα, όσο και άλλων πρωτεϊνών (JAK2/ STAT5 pathway), δίνοντας το έναυσμα για τη μεταφορά του σήματος και την ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων στον πυρήνα του κυττάρου, τα οποία με τη σειρά τους ρυθμίζουν την επιβίωση, τον πολλαπλασιασμό και την διαφοροποίηση του κυττάρου 103 (Εικόνες 12, 13). ΕPΟ Εικόνα 12: Δομή υποδοχέα ΕΡΟ. 4