LA TRASFUSIONE DI SANGUE: QUALE FUTURO? Alberto Catalano Chieti 15 Giugno 2012

Le perdite di sangue e le variazioni del rapporto cellule/plasma tendono ad essere ridotte al minimo da meccanismi autoregolatori preposti a mantenere costante la massa sanguigna la diminuzione delle cellule può, entro certi limiti, essere compensata dalla loro immissione in circolo dalla milza, mentre sulle alterazioni plasmatiche intervengono il passaggio da / negli spazi interstiziali e la secrezione urinaria AC/2012/11

TERAPIA TRASFUSIONALE E’ una terapia sostitutiva ad efficacia temporanea E’ una risorsa terapeutica limitata Comporta rischi limitati ma misurabili Pertanto va utilizzata secondo precise indicazioni e ricorrendo selettivamente all’emocomponente specifico per il difetto che si intende correggere AC/2012/11

E’ evidente che il sangue è un prodotto biologico e, in quanto tale, non potrà essere mai assolutamente privo di rischi. Poichè, però, al momento sono disponibili poche forme di terapie alternative all’utilizzo di sangue e derivati omologhi, non rimane che farne un utilizzo oculato e imparare a conoscere e curare le numerose complicanze soprattutto quelle potenzialmente mortali. AC/2012/11

Il sangue trasfuso: - è sempre di origine umana (OMOLOGO), …proveniente o da donatori (ALLOGENICO) o dal paziente stesso (AUTOLOGO) AC/2012/11

Emocomponenti di I livello Globuli rossi o Emazie concentrate Plasma fresco congelato Piastrine AC/2012/11

Emocomponenti di II livello Emazie leucodeplete Emazie congelate Piastrine leucodeplete Piastrine HLA compatibili Emazie e piastrine lavate Emazie e piastrine irradiate AC/2012/11

Emoderivati Albumina Gammaglobuline Fattore VII, VIII e IX Antitrombina III Complesso protrombinico Inibitori della C1 esterasi AC/2012/11

Complicanze post-trasfusionali Infezioni virali (HIV, HBV, HCV) e batteriche (Yersinia enterocolitica) Emolisi immune intravascolare Emolisi immune extravascolare Graft Versus Host Disease associata alla Trasfusione (GVHD-TA) Emolisi non immune Reazioni allergiche Reazioni anafilattiche Sepsi post-trasfusionale Reazione trasfusionale febbrile non emolitica Transfusion-Related Acute Lung Jnjury (TRALI) Sovraccarico circolatorio Sovraccarico marziale AC/2012/11

OGNI ANNO 15 MILIONI DI UNITA’ DI SANGUE SONO RACCOLTE DA CIRCA 6 MILIONI DI PERSONE

ATTUALI PROBLEMATICHE DEL SISTEMA SANGUE Trasfusione di emocomponenti: insostituibile Necessità di terapia trasfusionale : in aumento Donatori disponibili : costanti o in diminuzione AC/2012/11

Le donazioni sono una risorsa limitata oltre che insostituibile AC/2012/11

Tipi di DONAZIONE Donazione STANDARD Donazione in AFERESI nelle varie modalità Pre-Deposito AC/2012/11

AFERESI=SEPARARE, PORTARE VIA L’aferesi, detta anche emaferesi, comporta la rimozione di sangue intero dal donatore o paziente, la separazione dei componenti specifici, la sottrazione del componente desiderato e la restituzione degli altri emocomponenti. AC/2012/11

VANTAGGI DELL’AFERESI PRODUTTIVA 1) maggiore qualità 2) maggiore sicurezza trasfusionale 3) minore rischio di immunizzazione AC/2012/11

SCHEMA DI SEPARATORE CELLULARE A FLUSSO DISCONTINUO FISIOLOGICA A.C.D. POMPE SENSORI VALVOLE BOWL PLASMA PLT SACCHE RACCOLTA AC/2012/11

SCHEMA DI SEPARATORE CELLULARE A FLUSSO CONTINUO A.C.D. POMPE SENSORI CAMERA DI SEPARAZIONE REINFUSIONE SACCA DI RACCOLTA AC/2012/11

IL FUTURO ? AC/2012/11

IL SANGUE ARTIFICIALE AC/2012/11

IL SANGUE ARTICIFICALE IDEALE privo di tossicità sterile facilmente trasportabile non deve scatenare una risposta immunitaria deve essere in grado di sostituire tutti i componenti del sangue deve rimanere in circolo fino a quando l’organismo abbia ripristinato il proprio sangue deve poter essere eliminato senza causare alcun effetto collaterale la conservazione deve essere semplice ed economica AC/2012/11

Emocomponenti o emoderivati “artificiali” Perfluorocarbonati Emoglobina Artificiale Sostituti delle Piastrine Emazie universali Plasma Artificiale Fattori ricombinanti (VII, VIII, IX)  Albumina? AT III ? Cell factoring AC/2012/11

TRASPORTATORI ARTIFICIALI DI OSSIGENO 􀂃Non è corretto l’uso di termini come “sangue artificiale” o “sostituti del sangue” poiché l’unica funzione di questi prodotti è quella di garantire il trasporto di ossigeno ed un supporto volumetrico, mentre il sangue ha molte altre qualità 􀂃Nel linguaggio anglosassone si usano oggi le espressioni: “oxygen carriers” e “oxygen therapeutics” AC/2012/11

Trasportatori di ossigeno sviluppati negli ultimi decenni: – HBOC: trasportatori di ossigeno basati sull’emoglobina – Perfluorocarbonati AC/2012/11

HBOC PRO Sono strutturalmente identici all’emoglobina e si fondano sulla capacità dell’emoglobina di legare e rilasciare ossigeno. Queste soluzioni sono prodotte estraendo l l’emoglobina dal sangue emoglobina umano scaduto, dal sangue bovino o tramite ingegneria genetica. AC/2012/11

Ridotta emivita plasmatica (< 24h) CONTRO Poiché i tetrameri di emoglobina libera da stromi si dissociano rapidamente nel plasma in dimeri alfa e beta, si ossidano e sono nefrotossici, le molecole di Hb devono essere modificate Scarsa disponibilità Ridotta emivita plasmatica (< 24h) Effetto vasocostrittore sistemico Problematica valutazione dei parametri della funzione renale ed epatica, per interazione tra HBOC e reattivi di laboratorio Costi relativamente elevati (maggiori per quelli ottenibili con ricombinazione genica) AC/2012/11

Totalmente sintetici: possono essere prodotti dai materiali PERFLUOROCARBONATI Diversamente dagli HBOC, i PFC sono una classe di piccole molecole totalmente sintetiche derivate dagli idrocarburi, dove gli atomi di idrogeno sono sostituiti da atomi di fluoro PRO Totalmente sintetici: possono essere prodotti dai materiali grezzi in larga scala e a bassi prezzi Privi di rischi infettivi Lunga conservazione (+ di 2 anni) Non richiedono cross cross-matching Immediata disponibilità al trasporto di ossigeno Teorica maggiore capacità di cedere ossigeno ai tessuti, per le minori dimensioni delle particelle che consentono loro di attraversare più agelvomente il microcircolo e i tratti arteriosi stenotici AC/2012/11

Possono essere inefficaci in presenza di ARDS CONTRO Diversamente dagli HBOC, i PFC richiedono un un’alta Frazione ispirata di ossigeno (FiO2) per trasportare O2 adeguatamente ai alta tessuti (sono pertanto utilizzabili solo per brevi periodi di tempo ed in aree dove il supporto supplementare di O2 è disponibile) Possono essere inefficaci in presenza di ARDS Hanno una breve emivita plasmatica (<4 ore) Tendono ad “intasare intasare” il sistema reticolo reticolo- endoteliale AC/2012/11

Emocomponenti o emoderivati “artificiali” Perfluorocarbonati Emoglobina Artificiale Sostituti delle Piastrine Emazie universali Plasma Artificiale Fattori ricombinanti (VII, VIII, IX)  Albumina? AT III ? Cell factoring AC/2012/11 AC/2012/11 28

Sostituti delle piastrine Sviluppati in epoca più recente rispetto ai sostituti dei globuli rossi e la loro sperimentazione è assai più limitata. La sperimentazione clinica di questi prodotti nell'uomo non è ancora cominciata, mentre sono stati eseguiti studi preclinici in alcuni modelli animali. I prodotti finora sviluppati sono: membrane piastriniche con parziale funzionalità del complesso recettoriale delle glicoproteine Ib/IX/V piastrine liofilizzate e fissate con paraformaldeide microcapsule di albumina ricoperte di fibrinogeno. AC/2012/11

Emocomponenti o emoderivati “artificiali” Perfluorocarbonati Emoglobina Artificiale Sostituti delle Piastrine Emazie universali Plasma Artificiale Fattori ricombinanti (VII, VIII, IX)  Albumina? AT III ? Cell factoring AC/2012/11 AC/2012/11 30

Metastatic renal cell c.a. and melanoma Oprelvekin (IL-11) Aldesleukin (IL-2) Prolusion® (Chiron) Metastatic renal cell c.a. and melanoma Oprelvekin (IL-11) Neumega® (Genetics Ins.) Thrombocytopenia with chemo Denileukin diftitox Ontak™ (Ligand) Cutaneous T-cell lymphoma Factor 8 Kogenate® (Bayer) Recombinate™(Baxter) Bioclate™(Baxter) ReFacto®(Genetics Ins.) Helixate FS(ZLB) Advate (Baxter) Hemophilia A Factor 7 NovoSeven®(Novo Nordisk) Hemophilia, F.VII Def. Factor 9 BeneFIX® (Genetics Ins.) Hemophilia B Factor 8 +vW:F Humate-P® (ZLB) Von Willebrands disease AT III Albumina AC/DIPSER/2005 31

Emocomponenti o emoderivati “artificiali” Perfluorocarbonati Emoglobina Artificiale Sostituti delle Piastrine Emazie universali Plasma Artificiale Fattori ricombinanti (VII, VIII, IX)  Albumina? AT III ? Cell factoring AC/2012/11 AC/2012/11 32

Emazie universali Inattivazione enzimatica (emazie O universali) Requisiti blocco antigeni (inclusi ABO) normale sopravvivenza in vivo crossmatch negativo Mascheramento (emazie invisibili) AC/2012/11

La rimozione enzimatica Gli studi per ottenere emazie di gruppo O, mediante rimozione enzimatica degli antigeni A e B, sono in corso da circa 25 anni. La strategia consiste nel convertire emazie A e B in emazie O (Erythrocyte Conversion in O, ECO) rimuovendo i rispettivi zuccheri immunodominanti (A Acetil galattosammina e Galattosio) mediante appropriate esoglicosidasi di origine non batterica. Optimum a 37° AC/2012/11

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Emocomponenti o emoderivati “artificiali” Perfluorocarbonati Emoglobina Artificiale Sostituti delle Piastrine Emazie universali Plasma Artificiale Fattori ricombinanti (VII, VIII, IX)  Albumina? AT III ? Cell factoring AC/2012/11 AC/2012/11 36

Diversi filoni di ricerca: Riprogrammazione di fibroblasti della pelle umana facendoli diventare progenitori di cellule del sangue(Nature 468, 521-526, 25 Novembre 2010); realizzazione di campioni di sangue partendo da cellule staminali provenienti da cordone ombelicale (progetto Bond Pharming finanziato dal Pentagono) ma per ottenere ogni unità di sangue serve un metro cubo di cultura cellulare! Studio dell’Istituto Superiore di Sanità in collaborazione con il Tish Cancer Institute, Mount Sinai School of Medicine, New York e il Centro Nazionale Sangue ‘La fattibilità per la produzione industriale di eritroblasti umani per trasfusione’ AC/2012/11

PROBLEMI IRRISOLTI AC/2012/11

Marc Turner professore di terapia cellulare presso l'Università di Edimburgo dichiara: "Il problema con le cellule staminali adulte è la loro capacità replicativa è limitato quindi è molto difficile immaginare come si può scalare fino a produzione su larga scala. "Stiamo lavorando anche con cellule staminali embrionali pluripotenti che sono in grado, in cultura, diprodurre cellule che sono simili, ma non ancora identiche, alle cellule del sangue umano." "Siamo a circa due anni nel programma di lavoro e ci sono ancora una serie di sfide tecniche che dobbiamo affrontare e superare." AC/2012/11

(Attualmente 1 unità di emazie verrebbe a ULTIMA CRITICITA’ I COSTI (Attualmente 1 unità di emazie verrebbe a costare circa € 5000,00!) AC/2012/11

CONCLUSIONI Queste considerazioni sottolineano quindi l'estrema importanza di non rallentare l'impegno a sostenere e sviluppare i programmi di donazione del sangue, che rappresentano, e rappresenteranno ancora per molti anni, un cardine insostituibile per il trattamento di molte malattie. Contemporaneamente, è necessario informare adeguatamente i pazienti sull'eccellente livello di sicurezza degli emocomponenti attualmente utilizzati per la terapia trasfusionale, dato che la mancata percezione di tale sicurezza per molti rappresenta tuttora un elemento di grave e non giustificata preoccupazione. (P.Rebulla) AC/2012/11