Μελέτη της ενεργοποίησης του συμπληρώματος σε ενήλικες ασθενείς με δρεπανοκυτταρική νόσο

Abstract

Sickle cell disease (SCD) is a common inherited hemoglobinopathy, characterized by hemoglobin S. Anemia, susceptibility to infections and episodes of vaso-occlusive crisis (VOC) are among its features. Since SCD complications (VOC or delayed hemolytic transfusion reaction/DHTR) lead to significant morbidity and mortality, a number of studies has addressed their pathophysiology Although SCD pathophysiology has been mainly attributed to the interaction between sickle cells and neutrophils, platelets or endothelial cells in small vessels leading to hemolysis, the role of complement activation has been increasingly investigated. Despite these advances there is still no specific treatment for the disease’s complications. It was hypothesized that complement activation and thromboinflammation are evident in SCD, especially during complications, with the investigation of novel biomarkers or genetic features. SCD patients’ samples were prospectively studied at enrolment, any disease update or last follow-up. Complement activation was detected by using sC5b-9 and the modified Ham test, while ADAMTS 13 activity and Neutrophil Extracellular Traps (NETs) with ELISA. This study utilized next generation sequencing analysis with a customized panel (CFH, CFH-related, CFI, CFB, CFD, C3, CD55, C5, CD46, THBD, ADAMTS13). Among 81 patients, we detected complement activation (C5b-9, positive modified Ham test) and increased NETs even from steady state in those that then developed complications. During follow-up, C5b-9 increased significantly, particularly in patients with complications. There were no differences in ADAMTS13 activity. Twenty-five rare variants were detected, 3 of which were characterized as pathogenic in 3 patients, and 5 as deleterious in 12 patients. Patients with pathogenic or deleterious variants had increased complement activation. Combination of these variants was associated with significantly higher transfusion dependency rate. In multivariate analysis, C5b-9 levels were independent predictors of complications. In conclusion, it was shown prospectively for the first time that complement and NETs are activated even from steady state in patients with complications, especially during complications. Complement-related variants underline this predisposition in certain patients. Considering safety and efficacy of complement inhibitors, our study highlights useful tools to early detect patients that might benefit from complement inhibition.

Η δρεπανοκυτταρική νόσος (ΔΚΝ) είναι μια σχετικά συχνή κληρονομική αιμοσφαιρινοπάθεια, που χαρακτηρίζεται από την παρουσία της παθολογικής αιμοσφαιρίνης S. Η αναιμία, η ευαισθησία σε λοιμώξεις και τα επεισόδια αγγειοαποφρακτικής κρίσης είναι μεταξύ των χαρακτηριστικών της. Δεδομένου ότι οι επιπλοκές της ΔΚΝ (αγγειοαποφρακτική κρίση ή επιβραδυνόμενη αιμολυτική αντίδραση μετά από μετάγγιση/ DHTR) οδηγούν σε σημαντική νοσηρότητα και θνησιμότητα, πολλές μελέτες έχουν ασχοληθεί με την παθοφυσιολογία τους. Αν και η παθοφυσιολογία της ΔΚΝ έχει αποδοθεί κυρίως στην αλληλεπίδραση μεταξύ δρεπανοκυττάρων και ουδετερόφιλων, αιμοπεταλίων και/ή ενδοθηλιακών κυττάρων σε μικρά αγγεία που οδηγούν σε αιμόλυση, ο ρόλος της ενεργοποίησης του συμπληρώματος έχει αρχίσει να διερευνάται όλο και περισσότερο. Παρά τις προόδους αυτές, δεν υπάρχει ακόμη ειδική θεραπεία για τις επιπλοκές της νόσου. Η υπόθεση της μελέτης ήταν ότι η ενεργοποίηση του συμπληρώματος και η θρομβοφλεγμονή είναι εμφανείς στη ΔΚΝ, ειδικά κατά τη διάρκεια επιπλοκών, με τη διερεύνηση νέων βιοδεικτών ή γενετικών χαρακτηριστικών. Μελετήθηκαν προοπτικά ενήλικες ασθενείς με ΔΚΝ λαμβάνοντας δείγματα κατά την εγγραφή τους, σε οποιαδήποτε εμφάνιση επιπλοκής όπως αγγειοαποφρακτική κρίση, οξύ θωρακικό σύνδρομο, εμφάνιση νεφρικής βλάβης, πνευμονικής υπέρτασης, έναρξης μεταγγίσεων, έναρξης υδροξυουρίας ή αν δεν υπήρχε επιπλοκή κατά την τελευταία παρακολούθηση. Η ενεργοποίηση του συμπληρώματος ανιχνεύτηκε μετρώντας το sC5b-9 και χρησιμοποιώντας την τροποποιημένη μέθοδο Ham, ελέγχοντας τη δραστικότητα της ADAMTS 13 και μετρώντας τις εξωκυτταρικές παγίδες ουδετερόφιλων (NETs) με τεχνική ELISA. Χρησιμοποιήθηκε ανάλυση αλληλουχίας επόμενης γενιάς με προσαρμοσμένο πάνελ Συμπληρώματος (CFH, CFH-σχετικό, CFI, CFB, CFD, C3, CD55, C5, CD46, THBD, ADAMTS13). Μεταξύ 81 ασθενών, εντοπίστηκε ενεργοποίηση συμπληρώματος (C5b-9, θετική τροποποιημένη μέθοδος Ham) και αυξημένα NETs ακόμη και από τη σταθερή κατάσταση σε εκείνους τους ασθενείς που στη συνέχεια ανέπτυξαν επιπλοκές. Κατά τη διάρκεια της παρακολούθησης, το C5b-9 αυξήθηκε σημαντικά, ιδιαίτερα σε ασθενείς με επιπλοκές. Δεν υπήρχαν διαφορές στη δραστικότητα της ADAMTS13. Ανιχνεύτηκαν 25 σπάνιες παραλλαγές, 3 από τις οποίες χαρακτηρίζονται ως παθογόνες σε 3 ασθενείς και 5 επιβλαβείς παραλλαγές σε 12 ασθενείς. Οι ασθενείς με παθογόνες ή επιβλαβείς παραλλαγές είχαν αυξημένη ενεργοποίηση του συμπληρώματος. Ο συνδυασμός αυτών των παραλλαγών συσχετίστηκε με σημαντικά υψηλότερο ποσοστό εξάρτησης από μετάγγιση. Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, τα επίπεδα C5b-9 ήταν ανεξάρτητος προγνωστικός παράγοντας εμφάνισης επιπλοκών. Συμπερασματικά, διαπιστώθηκε προοπτικά για πρώτη φορά ότι το συμπλήρωμα και τα NETs ενεργοποιούνται ακόμη και από σταθερή κατάσταση σε ασθενείς με επιπλοκές, ειδικά κατά τη διάρκεια επιπλοκών. Οι παραλλαγές που σχετίζονται με το συμπλήρωμα υπογραμμίζουν αυτή την προδιάθεση σε ορισμένους ασθενείς. Λαμβάνοντας υπόψη την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των αναστολέων του συμπληρώματος, η παρούσα μελέτη υπογραμμίζει χρήσιμα εργαλεία για την έγκαιρη ανίχνευση ασθενών που μπορεί να ωφεληθούν από την αναστολή του συμπληρώματος.