Patogeneze aplastické anémie

Podle moderních konceptů založených na četných kulturních, elektronově mikroskopických, histologických, biochemických a enzymatických výzkumných metodách jsou v patogenezi aplastické anémie důležité tři hlavní mechanismy: přímé poškození pluripotentních kmenových buněk (PSC), změny v mikroprostředí kmenové buňky a v důsledku toho inhibice nebo narušení její funkce; a imunopatologický stav.

Podle moderních představ je příčinou pancytopenie na buněčné a kinetické úrovni významný pokles počtu PSC a zralejších commitovaných prekurzorů erytro-, myelo- a trombocytopoézy. Určitou roli hraje také kvalitativní defekt reziduálních kmenových buněk, projevující se jejich neschopností produkovat dostatečný počet zralých potomků. Defekt PSC je primární porucha, která se projevuje nebo zesiluje pod vlivem různých etiologických faktorů. Primárnost defektu PSC jakožto hlavního faktoru v patogenezi aplastické anémie je založena na detekci prudkého poklesu schopnosti buněk kostní dřeně tvořit kolonie u pacientů, který přetrvává i během období klinické a hematologické remise, a detekci morfologicky defektních hematopoetických buněk, což naznačuje funkční méněcennost PSC. Bylo zjištěno, že při poklesu hladiny PSC o více než 10 % od normy dochází k nerovnováze diferenciačních a proliferačních procesů s převahou diferenciace, což s největší pravděpodobností vysvětluje pokles schopnosti kostní dřeně tvořit kolonie. Primárnost defektu PSC u aplastické anémie potvrzují následující fakta:

• Vývoj aplastické anémie je možný na pozadí užívání chloramfenikolu (levomycetinu), který nevratně inhibuje začlenění aminokyselin do mitochondriálních proteinů a syntézu RNA v prekurzorových buňkách kostní dřeně, což vede k narušení jejich proliferace a diferenciace;
• Ozáření způsobuje odumření části PSC a změny vyvinuté v kmenovém systému ozářených jedinců mohou být příčinou aplastické anémie;
• Účinnost alogenní transplantace kostní dřeně u aplastické anémie byla prokázána;
• Souvislost mezi aplastickou anémií a klonálními onemocněními byla potvrzena - je možná transformace aplastické anémie do paroxysmální noční hemoglobinurie, myelodysplastického syndromu a akutní myeloblastické leukémie.

V současné době se předpokládá, že snížení zásoby hematopoetických progenitorových buněk je zprostředkováno mechanismem programované buněčné smrti (apoptózy). Příčinou vzniku hematopoetických aplazií je pravděpodobně zvýšená apoptóza kmenových buněk. Zvýšená náchylnost kmenových buněk k apoptóze může být vrozená (takový mechanismus byl postulován pro vrozené aplazie) nebo indukovaná hyperexpresí proapoptotických genů aktivovanými účastníky imunitní odpovědi (idiopatické aplazie, aplazie po infuzích dárcovských lymfocytů) nebo myelotoxickými účinky (γ-záření). Bylo zjištěno, že rychlost redukce zásoby progenitorových buněk a specifické efektorové mechanismy apoptózy se liší u různých variant AA.

Důležitým aspektem patogeneze aplastické anémie je patologie hematopoetického mikroprostředí. Primární defekt buněk hematopoetického mikroprostředí je možný, o čemž svědčí snížení kolonie tvořící funkce fibroblastů kostní dřeně a změna ultrastrukturálních a ultracytochemických indexů buněk stromálního mikroprostředí kostní dřeně. U pacientů s aplastickou anémií jsou tedy spolu s totální tukovou degenerací zaznamenány změny společné pro všechny stromální buňky bez ohledu na jejich lokalizaci v parenchymu kostní dřeně. Kromě toho byl zjištěn zvýšený obsah mitochondrií, ribozomů a polysomů v cytoplazmě buněk. Je možný defekt ve funkci stromatu kostní dřeně, který vede ke snížení schopnosti stromálních buněk vylučovat hematopoetické růstové faktory. Viry hrají významnou roli ve změně hematopoetického mikroprostředí. Je známo, že existuje skupina virů schopných postihnout buňky kostní dřeně – jedná se o virus hepatitidy C, virus dengue, virus Epstein-Barrové, cytomegalovirus, parvovirus B19 a virus lidské imunodeficience. Viry mohou postihovat hematopoetické buňky jak přímo, tak i změnami v hematopoetickém mikroprostředí, o čemž svědčí detekce mnohočetných patologických inkluzí v jádrech téměř všech stromálních buněk podle elektronové mikroskopie. Perzistentní virové částice jsou schopny ovlivnit genetický aparát buněk, čímž narušují adekvátnost přenosu genetické informace do jiných buněk a narušují mezibuněčné interakce, které mohou být dědičné.

Imunologické mechanismy vzniku aplastické anémie jsou významné. Byly popsány různé imunitní jevy, které mohou cílit na hematopoetickou tkáň: zvýšená aktivita T lymfocytů (zejména s fenotypem CD 8) se zvýšenou produkcí interleukinu-2 a potlačením interleukinu-1, deprese aktivity přirozených zabíječů, zhoršená maturace monocytů do makrofágů, zvýšená produkce interferonu a možná i přítomnost protilátek, které inhibují aktivitu buněk tvořících kolonie. Byla hlášena zvýšená exprese histokompatibilních antigenů DR 2 a zvýšené hladiny tumor nekrotizujícího faktoru, který je potenciálním inhibitorem hematopoézy. Tyto imunologické změny vedou k inhibici hematopoézy a přispívají k rozvoji hematopoetické aplázie.

Vývoj aplastické anémie je tedy založen na multifaktoriálních patologických mechanismech.

V důsledku škodlivého účinku prochází kostní dřeň pacientů s aplastickou anémií řadou významných změn. Nevyhnutelně se snižuje obsah proliferujících hematopoetických buněk, což vede k různému stupni snížení celularity (nukleace) kostní dřeně, stejně jako k nahrazení kostní dřeně tukovou tkání (tuková infiltrace), zvýšení počtu lymfoidních elementů a stromálních buněk. V závažných případech dochází k téměř úplnému vymizení hematopoetické tkáně. Je známo, že životnost erytrocytů u aplastické anémie je zkrácena, což je obvykle způsobeno snížením aktivity jednotlivých erytroidních enzymů, zatímco během exacerbace onemocnění je zaznamenáno zvýšení hladiny fetálního hemoglobinu. Kromě toho bylo zjištěno, že dochází k intramedulární destrukci erytroidních buněk.

Patologie leukopoézy se projevuje snížením počtu granulocytů a porušením jejich funkce, dochází ke strukturálním změnám v lymfoidním poolu v kombinaci s porušením kinetiky lymfocytů. Snížené ukazatele humorální imunity (koncentrace imunoglobinů G a A) a nespecifických obranných faktorů (beta-lysiny, lysozym). Porušení trombopoézy se projevuje trombocytopenií, prudkým poklesem počtu megakaryocytů v kostní dřeni, různými morfologickými změnami. Životnost krevních destiček je mírně zkrácena.

V patogenezi dědičných aplastických anémií se velký význam přikládá genetickým defektům a vlivu nepříznivých vlivů v raných stádiích embryogeneze. V současné době bylo prokázáno, že výskyt dědičných aplastických anémií je spojen se zvýšenou vrozenou tendencí PSC k apoptóze. Fanconiho anémie se může dědit autozomálně recesivně; přibližně 10–20 % pacientů se rodí z pokrevních sňatků. Cytogenetické studie provedené u dětí s Fanconiho anémií odhalily výrazné změny ve struktuře chromozomů ve formě různých chromozomálních aberací (chromatidové zlomy, mezery, přeskupení, výměny, endoreduplikace) způsobené změnami na chromozomech 1 a 7 (úplná nebo částečná delece nebo transformace). Dříve se věřilo, že patogeneze Fanconiho anémie je založena na defektu v opravě DNA, protože k diagnostice Fanconiho anémie se používá mnoho látek zvaných klastogeny, což naznačuje výše uvedený mechanismus. Tyto látky (mitomycin C, diepoxybutan, dusíkatý yperit) poškozují DNA tím, že způsobují meziřetězcové zesítění, vnitrořetězcové zesítění a zlomy. V současné době existuje alternativní hypotéza, že zvýšená citlivost buněk Fanconiho anémie na mitomycin C je způsobena poškozením způsobeným kyslíkovými radikály, spíše než abnormalitami v zesítění DNA. Mezi volné kyslíkové radikály patří superoxidový anion, peroxid vodíku a hydroxylový radikál. Jsou to mutageny a zejména hydroxylový ion může způsobovat chromozomální abnormality a zlomy DNA. Existují různé detoxikační mechanismy k odstranění volných kyslíkových radikálů a ochraně buněk před poškozením. Patří mezi ně enzymatické systémy superoxiddismutáza (SOD) a kataláza. Přidání SOD nebo katalázy k lymfocytům pacientů s Fanconiho anémií snižuje poškození chromozomů. Klinické studie s použitím rekombinantního SOD ukázaly, že jeho podávání v některých případech snižuje počet zlomů. Získaná data sloužila jako základ pro přehodnocení role volných kyslíkových radikálů v existenci zvýšené citlivosti buněk pacientů s Fanconiho anémií na mitomycin C a pro studium role apoptózy v této situaci. Mitomycin C existuje v inaktivovaném stavu a jako oxid. Mnoho enzymů v buňce může katalyzovat ztrátu jednoho elektronu v molekule mitomycinu C, která se stává vysoce aktivní. Při nízkých koncentracích kyslíku, které existují v buňkách hypoxických buněčných linií, reaguje mitomycin C s DNA a vede k tvorbě zesíťovacích vazeb. Při vysokých koncentracích kyslíku, které jsou typické pro normální buněčnou kulturu, je však mitomycin C nadměrně oxidován kyslíkem za vzniku volných kyslíkových radikálů a jeho schopnost zesíťovat DNA je významně snížena. Studie apoptózy s využitím speciálních výzkumných systémů ukázaly, že při nízkých (5 %) koncentracích kyslíku neexistují žádné rozdíly v závažnosti apoptózy mezi normálními buňkami a buňkami pacientů s Fanconiho anémií. Při vysokých koncentracích kyslíku (20 %) však...které podporují tvorbu volných radikálů pod vlivem mitomycinu C, je apoptóza v buňkách pacientů s Fanconiho anémií výraznější a kvalitativně odlišná než v normálních buňkách.

U Blackfan-Diamondovy anémie bylo zjištěno, že onemocnění není spojeno ani se ztrátou schopnosti mikroprostředí podporovat erytropoézu, ani s imunitní odpovědí proti erytroidním prekurzorům (studie podporující tuto hypotézu prokázaly aloimunizaci závislou na transfuzi). Nejpravděpodobnější hypotézou pro rozvoj Blackfan-Diamondovy anémie je intracelulární defekt v mechanismech přenosu signálu nebo transkripčních faktorech ve stádiu rané hematopoézy (nejranější erytroidní prekurzor nebo pluripotentní kmenová buňka). Takové změny mohou vést ke zvýšené citlivosti erytroidních buněk na apoptózu: při kultivaci in vitro bez erytropoetinu vstupují tyto buňky do programované buněčné smrti rychleji než normální buňky z kontrolní skupiny jedinců.

Genetika Blackfan-Diamondovy anémie: více než 75 % případů je sporadických, 25 % pacientů má mutaci v genu umístěném na chromozomech 19ql3, kódujícím ribozomální protein S19. Důsledkem této mutace je rozvoj Blackfan-Diamondovy anémie. Genová mutace byla zjištěna jak u sporadických, tak u familiárních případů anémie, kdy je v jedné rodině pozorováno několik pacientů s touto anémií. Familiární případy zahrnují jasnou dominantní dědičnost anémie u probanda a u jednoho z rodičů nebo výskyt anomálií u sourozenců narozených jeden po druhém; nelze vyloučit možnost autozomálně recesivního a X-vázaného typu dědičnosti. U většiny pacientů s Blackfan-Diamondovou anémií byly zjištěny náhodné anomálie, například anomálie chromozomů 1 a 16.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]