Le Discrasie Plasmacellulari D.ssa Sara Pezzatti U.O. Clinica Ematologica San Gerardo 1

Elettroforesi sieroproteica

Elettroforesi sieroproteica L'elettroforesi è una tecnica analitica e separativa basata sul movimento di particelle elettricamente cariche immerse in un fluido per effetto di un campo elettrico applicato mediante una coppia di elettrodi al fluido stesso. La mobilità delle molecole nel gel varia secondo alcuni parametri: le dimensioni delle molecole, le cariche, natura e concentrazione del mezzo elettroforetico, la conformazione delle molecole, la tensione applicata.

Elettroforesi sieroproteica 4

Definizione Le Discrasie Plasmacellulari sono il risultato della proliferazione clonale e accumulo nel midollo osseo, di una plasmacellula aberrante. Quest’ultima è in grado di sintetizzare immunoglobuline identiche per caratteristiche isotipiche (stessa classe Ig) ed idiotipiche (stesso sito di legame con l’antigene nella regione variabile), complete o incomplete, rilevabili nel siero e/o nelle urine. Tali Ig prendono il nome di Componente Monoclonale 5

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B-cell differentiation. B-cell differentiation. The first step of B-cell engagement is characterized by an IGHDH-JH rearrangement, followed by a VH-DH-JH fusion. If “productive” (or successful), these IGH rearrangements are followed by recombinations of the IGLκ, and/or IGLλ genes. These DNA rearrangements take place within the bone marrow and are totally antigen independent. The B cells then migrate to the secondary lymphoid organs where, within the germinal centers, they terminate their differentiation through the SMH and CSR processes. This differentiation step is antigen dependent, in cooperation with dendritic and T cells. The oncogenetic event is supposed to take place after this long differentiation process, before the migration of the plasma cell to bone marrow. Jill Corre et al. Blood 2015;125:1870-1876 ©2015 by American Society of Hematology 9

Evoluzione a cellula neoplastica Quando un evento oncogenico si manifesta, quasi sempre persiste Le aberrazioni citogenetiche nel mieloma multiplo possono essere divise in 2 entità generali con caratteristiche parzialmente sovrapposte: - iperdiploidia (circa il 50%) comprende trisomie ricorrenti con 48-74 cromosomi (più comunemente 3, 7, 9, and 15) - non iperdiploidia (circa 40%) (< 48 o > 74 cromosomi) includono: -> traslocazioni che coinvolgono il cromosoma 14 IgH: t(4; 14), t(14; 16), t(6; 14), t(11; 14) e t(14; 20), t(8;14) -> del13, del 17, del 1p Alcune principalmente nelle fasi avanzate di mieloma extramidollare, hanno sviluppato caratteristiche che li rendono indipendenti dal microambiente midollare. 10

Biological events related to progression to multiple myeloma Biological events related to progression to multiple myeloma. The biologic transition from normal plasma cells to multiple myeloma precursor disease (monoclonal gammopathy of undetermined significance [MGUS] and smoldering myeloma) to multiple myeloma consists of many overlapping oncogenic events. These events do not all occur in each affected individual, for example, hyperdiploidy is present in approximately 50% of precursor and multiple myeloma tumors. In this illustration, solid lines approximate the period during which the oncogenic event is likely to occur; dashed lines indicate less certainty in the timing. Once an oncogenic event occurs, it almost always persists. The 2 major types of early events include IgH translocations [most commonly: t(4;14), t(14;16), t(6;14), t(11;14), and t(14;20)] and hyperdiploidy, although most tumor cells have only one of these two events. Either of these can coexist with deletion of chromosome 13, although this abnormality most commonly (> 80% to 90% of patients) occurs with the t(4;14), t(14;16), and t(14;20) IgH translocations.38,39 A unifying early event in most, perhaps all, precursor and multiple myeloma tumors is the dysregulation of a cyclin D gene. Secondary translocations, sometimes involving an Ig locus, can occur at any stage of myelomagenesis. Activating mutations of NRAS and KRAS are each present in about 15% of multiple myeloma tumors; NRAS mutations are present in MGUS tumors and KRAS mutations are absent from MGUS tumors. Constitutive activation of the nuclear factor κB (NFκB) pathway is mediated by mutations in some tumors during progression.38 Other events, such as Rb gene inactivation or deletion of p53 or p18 genes, are mostly seen at the level of advanced intramedullary or extramedullary multiple myeloma.38,65 Through the stage of intramedullary multiple myeloma, the tumor cells are strongly dependent on the bone marrow microenvironment.66 The reciprocal interaction of the bone marrow microenvironment and the tumor cells results in changes in the bone marrow microenvironment, which are responsible for the lytic lesions that are characteristic of multiple myeloma. Extramedullary tumor cells have developed features that make them independent of the bone marrow microenvironment. (Reprinted with permission.37)‏ Korde N et al. Blood 2011;117:5573-5581 11

Interazioni col microambiente Nel midollo osseo le cellule mielomatose sono fortemente dipendenti dal microambiente midollare L'interazione reciproca induce cambiamenti nel microambiente osseo, responsabili per esempio della formazione delle lesioni litiche Viene inoltre promossa la formazione di nuovi vasi, ciò favorisce la sopravvivenza delle plasmacellule 12

genetics and microenvironment MM pathogenesis: genetics and microenvironment Stromal cells Osteoblast Osteoclast Endothelial cell Lymphocyte Bone formation inhibition “soil” Clonal Pc “seed” Bone resorption Cytokine production Angiogenesis Immunosuppression 13

MGUS La gammopatia monoclonale di significato indeterminato (MGUS) è una discrasia plasmacellulare asintomatica. Il rischio di progressione in Mieloma Multiplo, Macroglobulinemia di Waldenstrom, amiloidosi AL o un altro disordine linfoproliferativo è pari all’ 1% anno. Kyle RA et al. Leukemia 2010 24, 1121-1127 14

Classificazione Disordine “premalignancy” con basso rischio di progressione (1-2%/anno) Tipologia di proteina monoclonale: IgG, IgA (non-IgM) MGUS * IgM MGUS Light-chain MGUS * Sono decritte anche forme IgD, IgE MGUS Neha K. et al. Blood 2011 117: 5573-5581 15

Premalignancy low risk of progression (1-2% year) Premalignancy high risk of progression (10% year) Malignancy 16

Prevalenza > 3% della popolazione bianca di età superiore ai 50 anni (età media 66 anni) 1,7% 50-59 anni; 5% < 70 anni 2-3 volte più elevata negli afroamericani e nei neri provenienti dall’Africa rispetto ai Caucasici; sembra essere minore nell'estremo oriente RR di MGUS è di 2 volte in parenti I grado di pz con MM 3.3 volte in parenti di I grado di soggetti con MGUS CM. Vachon et al. Blood 2009 114: 785-790 17

Fattori di rischio Fattori di rischio: Razza Età avanzata Sesso maschile Esposizione a pesticidi Familiarità Kyle RA et al. Leukemia 2010 24, 1121-1127 18

Non-IgM MGUS Proliferazione clonale di una plasmacellula aberrante; lgG (69%), IgA (11%), biclonale (3%), IgD ed IgE (<1%) Proteina monoclonale sierica < 3 g/dl Quota di plasmacellule midollari clonali < 10 % Assenza di danno d’organo: anemia, localizzazione ossea, insufficienza renale ed ipercalcemia attribuibili al disordine plasmacellulare clonale. Neha K. et al. Blood 2011 117: 5573-5581 19

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Different types of MM 15% 3% 21

Criteri diagnostici MGUS Rajkumar IMWG Lancet Oncol 2014; 15: e538–48 22

Criteri diagnostici MGUS Rajkumar IMWG Lancet Oncol 2014; 15: e538–48 23

Caso clinico (1) Pz di 55 anni, sesso M. APR: ipertensione arteriosa. In controllo presso il curante dal 2012 per riscontro occasionale di CM IgGk (0,3 g/dl). All’osservazione per “incremento della CM”. Emocromo: Hb 14,1 g/dl, GB 6500/mmc, PLT 225000/mmc. CM IgGk 0,6 g/dl, IgG 1488 mg/dl, Proteinuria 24h assente, Bence-Jones negativa. FLC kappa e lambda nei limiti con rapporto k/lambda non alterato. Creatinina 0,8 mg/dl, calcemia 9,2 mg/dl Ecografia addome nei limiti. Rx torace negativo. 24

Caso clinico (1) L’entità della CM è “patologica”? L’incremento della CM 0,3 → 0,6 g/dl in 4 anni è da considerarsi significativo? Come conoscere la % di infiltrazione midollare da parte delle cellule neoplastiche? Quanto è rilevante l’importanza degli altri parametri esplorati? 25

Caso clinico (1) Osservazione con monitoraggio periodico (ogni 6 mesi) degli esami ematochimici presso il curante. Da rivedere se incremento “significativo” della CM ( > 1.5 g/dl se IgG, > 1 g/dl se IgA) e/o alterazione dei restanti ematochimici. 26

Clonal evolution in a permissive microenvironment. Clonal evolution in a permissive microenvironment. Progression from MGUS to SMM to symptomatic MM involves clonal evolution and heterogeneity, which is not only cell autonomous but also dependent on the interactions of the tumor cells with the bone marrow microenvironment. This includes immune cells such as T-regulatory cells (Tregs), myeloid derived suppressor cells (MDSCs), natural killer (NK) cells, osteoclasts, osteoblasts, angiogenesis, and MSCs. Irene M. Ghobrial, and Ola Landgren Blood 2014;124:3380-3388 ©2014 by American Society of Hematology 27

Smouldering MM Non IgM MGUS  Smouldering MM M-protein (IgG o IgA) > 3 g/dl o M-protein urinaria > 500 mg/24h e/o PC midollari > 10% ma < 60% rapporto FLC < 100 Assenza di danno d’organo: anemia, localizzazione ossea, insufficienza renale ed ipercalcemia attribuibili al disordine plasmacellulare clonale. 28

Criteri diagnostici MM Rajkumar IMWG Lancet Oncol 2014; 15: e538–48 29

Criteri diagnostici Due studi distinti intrapresi dalla Mayo Clinic hanno dimostrato che rispettivamente il 95% e il 83% dei pazienti aventi un infiltrato plasmacellulare ≥ 60% andavano incontro a progressione entro 2 anni, con una PFS di 7,7 mesi. Circa 1/3 dei pazienti con MGUS, il 70% dei pazienti con MM asintomatico e più del 90% dei pazienti con MM hanno un alterato rapporto FLC che indica un eccesso di produzione di FLC clonali da parte della popolazione proliferante delle plasmacellule Il rischio di progressione in MM o Amiloidosi AL in pz con FLC ratio ≥ 100 e il valore di FLC coinvolta di almeno 1000, era 82% a 2 anni e 93% a 3 anni. I ricercatori hanno quindi concluso che un FLC ratio ≥ 100 rappresenta un predittore di progressione e che tali pazienti possono essere candidabili ad un trattamento sistemico. 30

CRAB IperCalcemia: > 11 mg/dL Insufficienza Renale: creatininemia 2 mg/dL creatinina clearance < 40 mL/min Anemia: Hb < 10 g/dL o < 2 g/dL rispetto al valore normale per il paziente Lesioni ossee: osteolisi, severa osteopenia o fratture patologiche 31

Condition other than CRAB which need the start of treatment (~20% of patients) neuropathy (because of spinal cord compression, nerve root compression, or peripheral neuropathy) extramedullary involvement hyperviscosity syndrome concomitant amyloidosis (eg, nephrotic syndrome or cardiopathy) hemorrhage/coagulopathy systemic symptoms (eg, fever or weight loss) primary plasma cell leukemia infections Cryoglobulinemia Talamo G. Clin Lymphoma Myeloma Leuk. 2010 32

Caso clinico (2) Pz di 63 anni, sesso M. APR: IA. Fumatore di 10 sigarette/die. Non assume farmaci. All’osservazione a Luglio 2016 per dolore al rachide cervicale. TC total body dimostrate localizzazioni litiche a tutti i segmenti scheletrici, adenopatie laterocervicali (diametro max 3,8 x 2,3 cm), sovraclaveare dx (diametro 6 x 10 x 5,5 cm). PET captazione scheletrica e linfonodale consensuale alle localizzazioni TC. 33

Caso clinico (2) Esami ematici: - Emocromo: Hb 13,5 g/dl, GB 6000/mmc, PLT 155000/mmc. - Elettroforesi: Componente Monoclonale IgGk 3,52 g/dl - Dosaggio Ig: IgG 1700 mg/dl, IgA 250 mg/dl, IgM 120 mg/dl - Beta2microglobulina 5,1 mg/L, albumina 3,8 g/dL - Creatinina 0,8 mg/dl, Calcemia 9 mg/dl - Proteinuria 0,13 g/24h - Bence-Jones positiva kappa - Catene libere kappa 250 mg/L (3,3-19,4 mg/L) - Catene libere lambda 15 mg/L (5,71-26,3 mg/L) RATIO 16,6 34

Caso clinico (2) INDAGINI DIAGNOSTICHE DI II LIVELLO Biopsia linfonodale laterocervicale dx: localizzazione di Neoplasia plasmacellulare CD138+, restrizione di catene lambda. Biopsia osteomidollare bilaterale: negativa per localizzazione di malattia. MIELOMA MULTIPLO extramidollare (localizzazione linfonodale), localizzazioni ossee multiple 35

M-protein concentrations year-by-year over time prior to multiple myeloma Landgren, O. Hematology 2010;2010:295-302 Landgren, O. Clin Cancer Res. 2011;17:1243-52 36

International Staging System (ISS) Greipp et al. JCO 2005;2:23:3412-20 Stage Serum Albumin Beta-2-microglobulin Frequency (%) Median Survival (months) 1 Serum albumin >35g/L serum B2M < 3.5ug/ml 28 62 2 Neither stage 1 nor 3 44 3 B2M > 5.5ug/ml 29 37

Durie-Salmon Staging System Stage I All of the following: Hb >10 g/dl Normal serum calcium <12 mg/dl Skeletal survey normal bone structure Low M component production rates: IgG <5 g/dL, IgA <3 g/dL, Urine light chain M component on electrophoresis < 4 g/24h Stage II Overall data not as minimally abnormal as shown for stage I and no single value abnormal as defined for stage II Stage III One or more of the following: Hb < 8.5 g/dL Serum calcium value > 12 Advanced lytic bone lesions, three or more High M component rates: IgG > 7g/dL, IgA > 5g/dL, Urine light chain M component on electrophoresis > 12 g/24h Subclassification A = relatively normal renal function (serum creatinine value < 2 mg/dL) B = abnormal renal function (serum creatinine > 2 mg/dL) 38

Stratificazione del rischio Mayo Clinic model: Predittori di rischio di progressione (3 maggiori): Entità della paraproteina > o < 1,5 g/dl Tipo di immunoglobulina coinvolta (IgG, non IgG) FLC ratio sierico (0,26-1,65). Spanish study group: Citofluorimetria identifica la popolazione di plasmacellule aberranti. aPC/nBMPC ratio > 95% aneuploidia Kyle RA et al. Leukemia 2010 24, 1121-1127 39

Cyor PHENOTYPE Normal PC CD19  CD38 bright CD138  CD45 dim CD56  Cyor CD117  CD27 bright Malignant PC CD117 (c-kit) espresso in modo aberrante nel 50% MGUS ed in circa 30% MM, che hanno un'inaspettata buona prognosi Bataille R, Leuk Res, 2008 CD19  CD38 dim CD45  CD138  Cyor CD56  CD27 dim CD117+/  40 40

Clinical risk-stratification models for MM precursor disease Prognostic value ? Immunophenotype normal PC: CD138+ CD19 + CD56 -- polyclonal Pathol.PC : CD138+ CD19 -- CD56+ monoclonal Ratio important? GEP ? Korde N et al. Blood 2011;117:5573-5581 41

Quadri clinici del MM Nel 30% dei casi la diagnosi di Mieloma Multiplo è occasionale, sulla base di esami di laboratorio di routine Nel restante 70% è presente una clinica I quadri clinici più frequenti sono: PATOLOGIA SCHELETRICA: da produzione di citochine INSUFFICIENZA RENALE: da aumentata escrezione di catene leggere libere urinarie (proteinuria di Bence-Jones) MORBILITA’ INFETTIVA: secondaria ad immunodepressione 42

Caso clinico (3) Pz di 57 anni, sesso F In APR: gastrite cronica. Nota MGUS IgG lambda dal 2005. Dicembre 2013 comparsa di dolori lombosacrali irradiati agli arti inferiori con ipoestesia bilaterale. RMN rachide lombo-sacrale con documentazione di tessuto patologico epidurale anteriore in corrispondenza dei somi di L2 ed L5 con addensamento delle radici della cauda. Emocromo: Hb 13 g/dl, GB 12650/mmc, PLT 209000/mmc Elettroforesi non evidenza di CM, lieve deficit della zona gamma Dosaggio Ig: IgG 425 mg/dl, IgA 11 mg/dl, IgM 9 mg/dl Beta2microglobulina 1,8 mg/L, albumina 3,36 g7dl Creatinina 0,6 mg/dl, calcemia 9,5 mg/dl 43

Caso clinico (3) Pz di 57 anni, sesso F In APR: gastrite cronica. Nota MGUS IgG lambda dal 2005. Dicembre 2013 comparsa di dolori lombosacrali irradiati agli arti inferiori con ipoestesia bilaterale. RMN rachide lombo-sacrale con documentazione di tessuto patologico epidurale anteriore in corrispondenza dei somi di L2 ed L5 con addensamento delle radici della cauda. Emocromo: Hb 13 g/dl, GB 12650/mmc, PLT 209000/mmc Elettroforesi non evidenza di CM, lieve deficit della zona gamma Dosaggio Ig: IgG 425 mg/dl, IgA 11 mg/dl, IgM 9 mg/dl Beta2microglobulina 1,8 mg/L, albumina 3,36 g7dl Creatinina 0,6 mg/dl, calcemia 9,5 mg/dl 44

Patologia scheletrica 45

- Lesioni osteolitiche, osteoporosi, tessuto patologico e quadri misti - Presente in circa il 70% dei pazienti alla diagnosi, nella quasi totalità in recidiva - Può interessare tutte le ossa per lo più colonna vertebrale ed ossa piatte sedi di mielopoiesi - Lesioni osteolitiche, osteoporosi, tessuto patologico e quadri misti - Dolore, fratture patologiche, crolli vertebrali, compressione midollare 46

Patogenesi del danno osseo (1) L’attività degli osteoblasti e degli osteoclasti è fisiologicamente strettamente correlata. Sulla membrana degli osteoclasti è presente il receptor activator of nuclear factor kB (RANK) . Il ligando del RANK (RANKL) è espresso sulla superficie dei progenitori degli osteoblasti e dei fibroblasti stromali ed è secreto dalle cellule T attivate. -> il legame RANK-RANKL provoca - differenziazione e attivazione osteoclastica. attivazione di NFkB Meccanismo di regolazione mediante un falso recettore solubile, l’osteoprotegerina (OPG), in grado di legarsi a RANKL. Riducendo la disponibilità del ligando viene inibita così la differenziazione osteoclastica. 47

Patogenesi del danno osseo (2) Le MM cells secernono fattori attivanti gli osteoclasti : linfotossina, TNF-α, IL- 1, IL-3 and IL-6. Le MM-cells inducono un aumento dell’espressione di RANKL e una diminuzione dell’espressione di OPG favorendo il riassorbimento osseo. Inibitore di NFkB resta legato a NFkB e ne previene l’attivazione. Normalmente degradato dal proteasoma. Il proteasoma risulta essere un target terapeutico mediante l’impiego di potenti inibitori. 48

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Patogenesi del danno osseo (3) MIP-1α è una proteina potente induttore della formazione osteoclastica aumenta gli effetti di RANKL e IL-6 sulla formazione osteoclastica. aumenta le interazioni adesive, grazie ad integrine e VCAM-1, tra le plasmacellule neoplastiche e le cellule stromali midollari. Si traduce con ↑ RANKL, IL-6, VEGF e TNF-α da parte delle cellule stromali Il 70% dei pazienti con mieloma multiplo ha aumentati livelli di MIP-1α , ma anche aumentati livelli di mRNA di questa proteina DKK-1 inibisce l’osteoblastogenesi a partenza dalle cellule mesenchimali ↓ i livelli di osteoprotegerina (OPG) e ↑ i livelli di RANKL -> l’aumentato rapporto RANKL-OPG promuove l’attività osteoclastica e il riassorbimento osseo 50

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Indagini strumentali RX SCHELETRO - Alterato nel 60-70% dei pazienti. - Evidenza delle lesioni solo quando la massa ossea è ridotta del 50% - Possibile sottostima delle lesioni per incapacità di identificarne di piccole dimensioni e basso potere risolutivo della colonna vertebrale. 52

Indagini strumentali TC total body low-dose - Rapida esecuzione - Bassa dose di radiazioni (equivalente ad Rx scheletro in toto), assenza di mdc - Maggior accuratezza nel determinare lesioni anche di piccole dimensioni, alto potere risolutivo della colonna vertebrale e scheletro assile - Masse patologiche - Incidentalomi 53

Indagini strumentali RMN - Valutazione qualitativa del midollo osseo, lesioni ipointense in T1 ed iperintense in T2 - Alto potere risolutivo della colonna vertebrale dove distingue malattia/osteoporosi, identifica eventuali complicanze neurologiche - Patterns di alterazione: focale, variegato, diffuso - Valutazione masse extraossee 55

Sindrome da ipercalcemia - Si rileva nel 30-40% dei pazienti affetti da Mieloma Multiplo, nella metà dei casi all’esordio - Riconducibile all’aumentato riassorbimento osseo con conseguente rilascio di calcio nel sangue - Manifestazioni cliniche: poliuria, polidipsia, anoressia, nausea, vomito, astenia. - Se non corretta tempestivamente: disidratazione, confusione, delirio fino al coma 56

Caso clinico (4) Pz di 46 anni, sesso F APR: nel 2011 gastrite H.pylori positiva trattata con terapia eradicante. Allergia al nichel. Non assume farmaci. Settembre 2014 giungeva in PS del nostro ospedale per malessere generale e profonda astenia, presenti da circa 2-3 mesi e progressivamente ingravescenti. Ematochimici: anemia severa normocitica: Hb 6,2 g/dl, MCV 81 fL, GB 5780, PLT 240000; alla formula leucocitaria «osservati elementi linfoplasmocitoidi» IRA: creatinina 9,5 mg/dl Calcemia 14,2 mg/dL A seguito di valutazione Nefrologica ed Ematologica si concorda per un approfondimento diagnostico 57

MIELOMA MULTIPLO IgA lambda, stadio ISS3, Salmon IIIB. Caso clinico (4) Elettroforesi: componente monoclonale IgA lambda (beta2 6,03 g/dl). Dosaggio Ig: IgG 282 mg/dl, IgA 5858 mg/dl, IgM 5 mg/dL Catene leggere k libere 12,6 mg/L Catene leggere Lambda libere 15176 mg/L RATIO 0 Proteinuria 0,27 g/24h Bence Jones positiva lambda Beta2microglobulina 24,1 mg/L, albumina 3,5 g/dL Biopsia osteomidollare: infiltrato plasmacellulare 95%, clonali per catene leggere λ TC scheletro (bassa dose di radiazioni): miliariformi alterazioni focali riferibili a ubiquitarie localizzazioni ossee di patologia sistemica, in particolare alla teca cranica, scheletro assile e bacino; costo-sterno-claveari; ossa lunghe degli arti. MIELOMA MULTIPLO IgA lambda, stadio ISS3, Salmon IIIB. 58

Produzione di Ig e FLC Kappa FLC 25 kDa Lambda FLC 50 kDa 59

Metabolismo renale delle FLC Le CL filtrano attraverso i glomeruli per il basso pm e per la carica +, >90% sono riassorbite dal tubulo prossimale attraverso un legame con le proteine dell’orletto a spazzola seguito da endocitosi, e degradate dai lisosomi 60

Metabolismo renale delle FLC In condizioni normali la quantità di CL filtrate è modesta e viene quasi totalmente riassorbita In condizioni patologiche le CL possono interagire con diverse strutture del nefrone secondo 2 principali modalità: a) deposizione in sede mesangiale glomerulare e sulle Membrana Basale Tubulare; b) precipitazione nel lume tubulare Le differenti lesioni renali sono legate principalmente alle caratteristiche fisico-chimiche delle CL 61

Patogenesi del Danno Renale nel MM Produzione di catene leggere tubulopatiche glomerulopatiche Amiloidosi AL Rene da mieloma S. di Fanconi acquisita Light Chain Deposition Disease 62

Nefropatia tubulare (rene da Mieloma) Cause dell’insufficienza renale (1) Nefropatia tubulare (rene da Mieloma) Escrezione/filtrazione a livello glomerulare delle catene leggere Danno dei tubuli distali e dei dotti collettori da parte dei corpi eosinofili (casts) costituiti da catene leggere circondati da cellule giganti multinucleate Correlazione tra il grado di formazioni dei “cast” e severità della insufficienza renale La nefropatia dipende più dalle caratteristiche che non dal quantitativo delle catene leggere 63

Patogenesi della cast nephropathy E’ legata alla precipitazione di CL complessate con la Tamm-Horsfall glycoprotein (THP) nel tubulo distale. Ne deriva ostruzione tubulare, passaggio di pre-urina nell’interstizio seguito da una reazione infiammatoria. Light chains produced in excess by plasma cells in patients with plasma cell dyscrasias are easily filtered by the glomerulus and then massively reabsorbed by proximal tubule cells, where they are degraded into aminoacids in the lysosomal compartment. Those light chains that have escaped proximal tubule reabsorption, are found in the distal urine, where they can interact with Tamm-Horsfall protein, (which is produced only in the thick ascending limb of Henle's loop), to form the typical myeloma casts. It is not surprising, therefore, that the proximal tubule and the loop of Henle are major targets for light chain toxicity una proteina renale (proteina di Tamm- Horsfall), che ha la funzione di impedire l'adesione batterica alla parete vescicale e d'intrappolare i batteri eventualmente presenti, così da favorirne l'eliminazione con l'emissione delle urine Deficit riassorbimento di proteine a basso peso molecolare Deficit acidificazione e concentrazione urinaria 64

Deposito di Immunoglobuline a livello glomerulare Cause dell’insufficienza renale (2) Deposito di Immunoglobuline a livello glomerulare AMILOIDE: Deposito di fibrille di catene leggere a livello della membrana del mesangio e/o glomerulo. Maggiormente catene λ Rosso Congo + Sindrome nefrosica Creatinina sierica nella norma Malattia da deposito delle catene leggere o delle Immunoglobuline Monoclonali Maggiormente catene k Rosso Congo – (no-fibrille) Sindrome nefrosica dovuta al coinvolgimento glomerulare Creatinina sierica spesso aumentata Glomerulosclerosi nodulare, cuore, fegato e altri organi coinvolti 65

Sindrome di Fanconi acquisita Cause dell’insufficienza renale (3) Sindrome di Fanconi acquisita Inclusioni cristalline nel tubulo prossimale, costituite da incomplete catene leggere k Mancata capacità di riassorbimento del tubulo prossimale Glicosuria, aminoaciduria, ipouricemia, ipofosfatemia Osteoporosi, dolori ossei, modica insufficienza renale, raramente progressione del mieloma o insufficienza renale terminale 66

Morbilità infettiva Deficit immunità umorale Aumentata incidenza di episodi infettivi (batterici) Poco frequente all’esordio, diviene progressivamente più rilevante durante il decorso della malattia (recidiva e immunodepressione post terapia) Le infezioni rappresentano la principale causa di morte nel paziente con Mieloma Multiplo 67

Attivazione immunitaria Alterata utilizzazione del ferro Anemia da cancro Cellule tumorali Attivazione immunitaria AIS RBCs Macrofagi Eritrofagocitosi Diseritropoiesi TNF IL-1  TNF IFN- IL-1 TNF 1-antitripsina IFN-  IL-1 TNF Riduzione della sopravvivenza Ridotta produzione di EPO Soppressione delle BFU-e CFU-e Alterata utilizzazione del ferro ANEMIA AIS = sostanza inducente anemia; BFU-e = erythroid burst-forming unit; CFU-e = erythroid colony-forming unit; EPO = eritropoietina; IFN = interferone; IL-1 = interleuchina-1; RBCs = eritrociti; TNF = tumor necrosis factor. Nowrousian M, et al. Med Oncol 1998; 15(1): 519-528 68 68

Anemia - Invasione midollare - Deficit di eritropoietina IRC Inadeguata produzione Produzione di citochine infiammatorie, alterazione metabolismo del ferro (epcidina, ferroportina) - Mielosoppressione post terapia 69

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Diagnostica Emocromo Elettroforesi sieroproteica + immunofissazione Dosaggio immunoglobuline FLC Calcemia Creatinina β2-microglobulina, LDH, PCR Bence-Jones Proteinuria 24h Elettroforesi delle proteine urinarie pro-BNP 71

Patient management Basso rischio (proteina sierica < 1,5 g/dl, IgG, normale rapporto FLC): Follow-up semestrale degli ematochimici, se stabilità, annuale (no BOM o AM o Rx scheletro se clinica e bioumorali suggestivi per MGUS). Intermedio e Alto rischio (proteina sierica > 1,5 g/dl, IgA o IgM, alterato rapporto FLC): BOM e AM al baseline (???), sempre richiesto se evidenza di danno d’organo o se sospetto un’ amiloidosi AL. In presenza di proteina M IgM -> ecografia addome o TC Follow-up semestrale degli ematochimici, se stabilità, annuale. Kyle RA et al. Leukemia 2010 24, 1121-1127 72

The clinical dilemma of smoldering myeloma Landgren, O. Hematology 2010;2010:295-302 Landgren, O. Clin Cancer Res. 2011;17:1243-52 73

MGUS to Myeloma progression IgG = 3.5 g, IgA = 2 g PC = 10-30% lytic lesions = 0-3 IgG > 3.5 g, IgA > 2 g PC > 30% lytic lesions > 3 IgG < 3.5 g, IgA < 2 g PC = 10% MGUS Smouldering Myeloma Indolent Myeloma Simptomatic Myeloma THERAPY??? THERAPY IgG < 3.5 g, IgA < 2 g PC = 10% CRAB MGUS Indolent Myeloma Simptomatic Myeloma THERAPY 74

Theoretically possible scenarios resulting from early treatment of smoldering myeloma Landgren, O. Hematology 2010;2010:295-302 Landgren, O. Clin Cancer Res. 2011;17:1243-52 75

Theoretically possible scenarios resulting from early treatment of smoldering myeloma Landgren, O. Hematology 2010;2010:295-302 Landgren, O. Clin Cancer Res. 2011;17:1243-52 76

Theoretically possible scenarios resulting from early treatment of smoldering myeloma Landgren, O. Hematology 2010;2010:295-302 Landgren, O. Clin Cancer Res. 2011;17:1243-52 77

Theoretically possible scenarios resulting from early treatment of smoldering myeloma Landgren, O. Hematology 2010;2010:295-302 Landgren, O. Clin Cancer Res. 2011;17:1243-52 78

However: early treatment may increase the risk of acute leukemia. Authors’ conclusions Early treatment of early stage multiple myeloma inhibits disease progression, and may reduce vertebral compression. However: early treatment may increase the risk of acute leukemia. The data on vertebral compression and leukemic transformation may not be interpretable due to very small numbers. Based on the current evidence, mortality and response rate are not significantly affected by introducing early treatment in the progression of myeloma. However, it is quite possible that the lack of beneficial effects of early intervention in myeloma is a false negative result due to the paucity of the existing evidence. In addition, data on quality of life and toxicity were sparsely reported adding to additional difficulties about management decisions in early stage myeloma. 79

Conclusioni MGUS e SMM sono disordini plasmacellulari asintomatici con la tendenza alla trasformazione in una patologia sintomatica (Mieloma Multiplo). Attualmente non disponiamo di marcatori biologici affidabili che ci permettano di predire quali pazienti progrediranno e quali no. Ad oggi non vi è ancora alcuna evidenza che il trattamento precoce migliori la sopravvivenza nei pazienti asintomatici e biochimicamente stabili. Al di fuori di studi clinici la strategia è “watch and wait”. Nell'era dei nuovi farmaci vi è la necessità di identificare quei pazienti che possono trarre beneficio da un trattamento precoce e consentire lo sviluppo di strategie di intervento basate su un razionale scientifico. 80

Plasmocitoma solitario La proliferazione plasmocitaria coinvolge un unico segmento osseo; Midollo osseo normale; esame dello scheletro normale; assenza della componente monoclonale nel siero e/o nelle urine (una piccola CM può essere presente); assenza di coinvolgimento di organi o tessuti. Plasmocitoma extramidollare la proliferazione plasmocitaria coinvolge un organo extramidollare (apparato respiratorio, rene, intestino, organi linfatici); midollo osseo normale; assenza della componente monoclonale nel siero e/o nelle urine (una piccola CM può essere presente). Leucemia plasmacellulare PC > 20% nel sangue periferico; De novo o trasformazione leucemica secondaria a MM; Epatosplenomegalia; Rara e prognosi infausta: sopravvivenza mediana 7-11 mesi, se nel contesto di un MM refrattario o recidivante 2-7 mesi. 81

Razionale del trattamento Il Mieloma Multiplo è una patologia tumorale, nella sua fase di malattia sintomatica, se non trattato, determina la morte del paziente Il complesso meccanismo patogenetico di interazione tra le MM cells e il microambiente midollare, così come l’ampia varietà delle presentazioni cliniche, non hanno consentito l’identificazione di un unico e specifico target terapeutico Pertanto le strategie terapeutiche sono volte ad impiegare schemi terapeutici di combinazione con farmaci dotati di differente meccanismo d’azione 82

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Razionale per lo sviluppo di nuovi farmaci Migliorare la risposta globale (OS) Il MM è una patologia cronica e in quanto tale tende a recidivare Non tutti i pazienti sono uguali Non tutti i Mielomi sono uguali 84

Caratteristiche dei nuovi farmaci Maggiore efficacia nei confronti delle cellule tumorali con la finalità di risparmiare il più possibile le cellule sane. Minor effetti collaterali Aggredire la malattia mediante meccanismi differenti Semplicità di somministrazione In che modo ottenere un nuovo farmaco? - Migliorare la struttura di un farmaco già esistente - Modificare la via di somministrazione di un farmaco noto - Creare un farmaco con un meccanismo di azione diverso 85

Inibitori del proteasoma 86

Immunomodulanti 87

Anticorpi monoclonali 88

Nuove molecole 89