Fisiopatologia delle a-talassemie Nelle a-talassemie le conseguenze dell’eccesso di catene non -a sono abbastanza differenti. Si formano dei tetrameri: g4 (o emoglobina Bart) e b4 (o emoglobina H). Essi sono solubili e non precipitano a livello midollare. Pertanto le a-talassemie, a differenza delle b-talassemie, non sono caratterizzate da un’eritropoiesi inefficace severa. Questi tetrameri precipitano invece nei globuli rossi maturi, deternimando così una precoce distruzione a livello splenico, ovverosia una condizione di emolisi cronica.

Clinica delle a-talassemie Portatori silenti Sono soggetti, il cui fenotipo clinico ed ematologico è determinato dalla delezione e/o inattivazione di un solo gene a. Questo fenotipo è sostanzialmente sovrapponibile a quello dei soggetti normali, fatta eccezione per una lieve microcitosi e ipocromia eritrocitaria.

Portatori di a-talassemia Sono soggetti clinicamente sani, il cui fenotipo clinico ed ematologico è il risultato della delezione e/o inattivazione di due geni a. E’ presente una lieve anemia, con eritrocitosi, microcitosi ed ipocromia eritrocitaria, un quadro cioè sostanzialmente sovrapponibile a quello dei portatori di b-talassemia. Elettroforesi dell’emoglobina: livelli di HbA2 normali o bassi livelli normali di HbF Diagnosi di certezza: biologia molecolare (come nel caso precedente)

Malattia da Emoglobina H (o HbH) In questi pazienti il quadro clinico ed ematologico è il risultato della delezione e/o inattivazione di 3 geni a. Questi pazienti presentano un’anemia emolitica cronica, di moderata severità, con microcitosi e ipocromia spiccata, e, allo striscio, una marcata frammentazione dei globuli rossi.

All’elettroforesi è presente una banda anomala (5-30%), a migrazione veloce, denominata HbH, formata da tetrameri di catene b (b4); alla nascita è presente un’altra emoglobina anomala, anch’essa a migrazione veloce, l’Hb Bart, formata da tetrameri di catene g (g4). L’incubazione del sangue periferico con blue brillante di cresile determina la presenza di caratteristici corpi inclusi nella maggioranza dei globuli rossi, dovuti alla precipitazione dell’HbH.

Il decorso e le complicanze sono quelli tipici di tutte le anemie emolitiche croniche: litiasi biliare, ulcere agli arti inferiori, crisi “aplastiche”, crisi iperemolitiche, ipersplenismo. La terapia è solo di supporto trasfusioni, se necessarie splenectomia, solo in caso di ipersplenismo eliminazione di agenti ossidanti (soprattutto farmaci), che accentuano la severità dell’emolisi.

Idrope fetale È il quadro clinico più grave delle a-talassemie, dovuto alla delezione e/o inattivazione di tutti e quattro i geni a. Per l’incapacità di sintetizzare catene globiniche a, nel sangue sarà presente solo Hb Bart (g4), HbH (b4) e piccole quantità di Hb Portland (z2g2). Questi neonati nascono in genere già morti; sono idropici, per la grave insufficienza cardiaca, determinata dalla severa anemia intrauterina.

Emoglobina S È, insieme all’emoglobina E, l’emoglobina strutturalmente anomala più diffusa nel mondo. Essa è caratterizzata dalla sostituzione dell’acido glutamico con la valina nella posizione 6 della catena globinica b, a sua volta conseguente ad una mutazione puntiforme del gene corrispondente (GAG GTG).

Fisiopatologia In condizioni di basse tensioni di ossigeno l’emoglobina S tende a polimerizzare, diventa scarsamente solubile e precipita. In conseguenza di ciò, la struttura del globulo rosso viene completamente alterata; l’eritrocita diventa distorto e rigido, ha una ridotta vita media intravascolare, e tende ad occludere i piccoli vasi. Questo processo, definito “falcemizzazione”, è alla base della sintomatologia clinica di questi disordini e trova il suo corrispettivo morfologico nei globuli rossi a falce dei comuni preparati per microscopia ottica.

Anemia a cellule falciformi Questa affezione è il risultato di una condizione di omozigosi per il gene b mutato: il paziente cioè eredita un gene S da ciascun genitore. Come i pazienti con morbo di Cooley, i neonati sono normali alla nascita: le manifestazioni cliniche ed ematologiche incominciano a rendersi evidenti verso i 3-4 mesi di vita.

Questi pazienti presentano: anemia normocronica e normocitica segni di emolisi: iperbilirubinemia, soprattutto indiretta assenza di aptoglobina 3. reticolocitosi L’elettroforesi dell’emoglobina mostra un’unica banda anomala, rappresentata dall’emoglobina S, assenza di emoglobina A normale, e una percentuale variabile di HbF.

Il quadro clinico è dominato dal ripetersi di “crisi”: 1. Crisi vaso-occlusive (dolorose): sono le più frequenti e caratteristiche. Sono dovute all’occlusione dei piccoli vasi sanguigni, con conseguente ipossia, morte del tessuto affetto e dolore parossistico. Interessano per lo più le ossa, il torace e l’addome 2. Crisi aplastiche: come in altre malattie emolitiche croniche, l’infezione da Parvovirus B19 determina anemizzazione severa e reticolocitopenia

3. Crisi di sequestrazione: sono caratterizzate da un improvviso, massivo ingorgo degli eritrociti nella milza (più raramente nel fegato), con conseguente shock ipovolemico e insufficienza cardiovascolare 4. Crisi emolitiche: come in altre anemie emolitiche croniche, possono verificarsi crisi, per lo più dovute a infezioni, caratterizzate da accentuazioni dell’emolisi e conseguente anemia più severa.

Terapia come nella b-talassemia maior, il trapianto di midollo da fratello compatibile è l’unico trattamento capace di curare in maniera definitiva l’anemia a cellule falciformi l’idrossiurea, farmaco antineoplastico, ad azione mielosoppressiva, si è dimostrata efficace, aumentando i livelli di emoglobina fetale, a ridurre l’incidenza di crisi dolorose, senza effetti collaterali gravi.

Portatori di emoglobina S Sono soggetti clinicamente sani. Non presentano anomalie dell’esame emocromocitometrico e dello striscio periferico. La diagnosi si basa sulla dimostrazione della presenza di emoglobina S (circa 40%), all’elettroforesi dell’emoglobina.

Sb-Talassemia (o microdrepanocitosi di Silvestroni e Bianco) Questi pazienti ereditano un gene S mutato da un genitore e un gene b talassemico dall’altro genitore: sono quindi eterozigoti composti. Le manifestazioni cliniche sono del tutto sovrapponibili a quelle descritte nell’anemia a cellule falciformi. La gravità del quadro clinico è legata al tipo di mutazione b talassemica: più severo nelle b0-talassemie, più lieve nelle b+-talassemie.

Rispetto ai pazienti omozigoti SS, i soggetti affetti da microdrepanocitosi presentano: una splenomegalia più persistente nel tempo microcitosi eritrocitaria all’esame dello striscio periferico un numero maggiore di cellule a bersaglio e un numero inferiore di cellule falciformi l’elettroforesi dell’emoglobina mostra la presenza di HbS, di livelli lievemente aumentati di HbA2, di livelli variabili di HbF e solo nelle b+-talassemie, di HbA.

EMOGLOBINA E È la variante emoglobinica più diffusa nel mondo, frequente nelle popolazioni del Sud-Est asiatico. Essa risulta dalla sostituzione dell’acido glutamico con la lisina in posizione 26 della catena b-globinica e presenta una mobilità elettroforetica simile a quella dell’HbA2 Gli omozigoti per l’HbE sono microcitici, minimamente anemici, e asintomatici, un fenotipo ematologico simile ai portatori classici di b-talassemia. I portatori di HbE, che hanno un livello di questa emoglobina intorno al 30%, presentano lo stesso fenotipo ematologico, ma ancora più attenuato.

La microcitosi è legata alla natura talassemica dell’HbE, che si comporta come una mutazione b + talassemica lieve. L’HbE è notevolmente instabile in “vitro”, ma ciò non sembra contribuire apparentemente al fenotipo ematologico. L’importanza di questa variante emoglobinica risiede nel fatto che lo stato eterozigote composto HbE/b-talassemia determina un quadro di anemia variabile, che va da una forma lieve di talassemia intermedia ad una forma severa di trasfusione-dipendenza, costituendo un problema di enorme importanza sanitaria nei paese in cui questi disordini ematologici sono diffusi o dove l’immigrazione da queste aree è più intensa.

European Molecular Genetics Quality Network EMQN Best practice guideline for carrier identification and prenatal diagnosis of hemoglobinopaties J.Traeger-Synodinos, J.M.Old, M.Petrou, R.Galanello March 2002 “Screening” is distinct from “definitive diagnosis” in that the purpose of screening is to test for a defined set of conditions using simple biochemical tests. If an unequivocal, definitive diagnosis is required, characterisation methods based on either protein or DNA analysis must be utilized

Basic haematology methods Complete blood count All red cell indices (and other parameters) are important in evaluation, including Hb, RBC, MCV, MCH, and RDW Important cut-off value indicating possible heterozygosity for thalassemia include MCV < 78 fl and MCH < 27 pg Evaluation of samples > 24 hours old should be made with caution

Possible interpretation Unusually situations Haematological parameters Possible interpretation Reduced red cell indices & normal hb electrophoresis (including A2) Iron deficiency heterozygous α- thalassemia heterozygosity for mild β thalassemia co-inheritance of heterozygous δ- with β thalassemia heterozygosity γδβ thalassemia Normal/borderline reduced red cell indices with raised hb A2 Interaction of α- with β- thalassemia Normal or reduces red cell indices with raised hb F (and normal hb A2) Heterozygous δβ thalassemia or HPFH Normal red cell indices with normal hb A2 Triplication of alpha genes (when implicated in family studies), or mild β thalassemia mutation

PROBLEMATICHE DI SCREENING DI POPOLAZIONE SCOPO: PREVENIRE LA NASCITA INCONSAPEVOLE DI PAZIENTI AFFETTI DA PATOLOGIA GRAVE E’ POSSIBILE ESEGUIRE UN PROGRAMMA DI PREVENZIONE DELL’ANEMIA MEDITERRANEA, IN QUANTO NEL CAMPO SPECIFICO SI VERIFICANO LE SEGUENTI CONDIZIONI: 1) Elevato numero di pazienti dovuto alla alta frequenza dei portatori sani 2) Non disponibilità, ad eccezione del trapianto di midollo osseo, di terapie che consentano la guarigione 3) Elevato costo umano ed economico della malattia 4) Possibilità di identificazione del portatore sano nel 100% dei casi, con tecniche di identificazione ematologiche e molecolari

PROBLEMATICHE DI SCREENING DI POPOLAZIONE 1961: creazione in Italia della Associazione Nazionale per la lotta contro le microcitemie, con istituzione di 16 Centri Regionali 1972: introduzione dell’ordinamento regionale = progressiva e rapida cessazione dell’attività dei centri Anni 80: ripresa di attività di centri locali con differente impostazione programmatica ed impatto sulla popolazione Anni 90: ottimi risultati a livello di prevenzioni in alcune regioni (Sardegna, Sicilia, Emilia Romagna, Puglia); iniziative locali a bassa rilevanza generale in altre

PROBLEMATICHE DI SCREENING DI POPOLAZIONE CAMPANIA -13.000 kmq, 6.000.000 di abitanti -Tasso di natalità: 15 nati vivi per 1.000 abitanti -432* pazienti affetti da Anemia Mediterranea -100 (?) pazienti affetti da Talassemia Intermedia -180.000 portatori stimati di tratto β talassemico (3%) -360.000 portatori stimati di difetti talassemici ed emoglobinopatie (6%)

NASCITA DI PAZIENTI COOLEY IN CAMPANIA

TALASSEMIA INTERMEDIA COSTI DELLE MICROCITEMIE IN CAMPANIA MORBO DI COOLEY 17 MILIONI DI EURO (40.000 EURO x PAZIENTE) TALASSEMIA INTERMEDIA 500.000 EURO PORTATORI ???

Application of different indexes to the same population (1111 microcytic and 283 normal subjects) VICINANZA 2002 % of B thalassemic trait correctly identified DIBTT 1 + DIBTT 2 100,0 Shine 96,2 Danise 83,5 Mentzer 55,7 Srivastava 46,8 England 35,4