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
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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
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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.
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Il sangue trasfuso:
- è sempre di origine umana (OMOLOGO),
…proveniente o da donatori (ALLOGENICO)
o dal paziente stesso (AUTOLOGO)
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Emocomponenti di I livello
Globuli rossi o Emazie concentrate
Plasma fresco congelato
Piastrine
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Emocomponenti di II livello
Emazie leucodeplete
Emazie congelate
Piastrine leucodeplete
Piastrine HLA compatibili
Emazie e piastrine lavate
Emazie e piastrine irradiate
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Emoderivati
Albumina
Gammaglobuline
Fattore VII, VIII e IX
Antitrombina III
Complesso protrombinico
Inibitori della C1 esterasi
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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 (GVHDTA)
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
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OGNI ANNO 15 MILIONI DI
UNITA’ DI SANGUE SONO
RACCOLTE DA CIRCA 6
MILIONI DI PERSONE
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ATTUALI PROBLEMATICHE DEL SISTEMA
SANGUE
•Trasfusione di emocomponenti: insostituibile
•Necessità di terapia trasfusionale : in aumento
•Donatori disponibili : costanti o in diminuzione
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Le donazioni sono una risorsa
limitata oltre che insostituibile
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Tipi di DONAZIONE
Donazione STANDARD
Donazione in AFERESI nelle varie
modalità
Pre-Deposito
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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.
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VANTAGGI DELL’AFERESI
PRODUTTIVA
1) maggiore qualità
2) maggiore sicurezza
trasfusionale
3) minore rischio di
immunizzazione
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SCHEMA DI SEPARATORE CELLULARE A FLUSSO DISCONTINUO
FISIOLOGICA
A.C.D.
POMPE
SENSORI
VALVOLE
BOWL
P
L
A
S
M
A
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SACCHE
RACCOLTA
P
L
T
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SCHEMA DI SEPARATORE CELLULARE A FLUSSO CONTINUO
A.C.D.
POMPE
SENSORI
CAMERA DI
SEPARAZIONE
REINFUSIONE
SACCA DI
RACCOLTA
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IL FUTURO
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IL SANGUE ARTIFICIALE
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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
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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
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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”
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Trasportatori di ossigeno sviluppati negli ultimi decenni:
– HBOC: trasportatori di ossigeno basati sull’emoglobina
– Perfluorocarbonati
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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.
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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)
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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
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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
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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
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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.
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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
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Aldesleukin (IL-2)
Prolusion® (Chiron)
Oprelvekin (IL-11) Neumega® (Genetics Ins.)
Metastatic renal cell c.a.
and melanoma
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®
Von Willebrands disease
(ZLB)
AT III
Albumina
AC/DIPSER/2005
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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
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Emazie universali
Inattivazione enzimatica (emazie O universali)
Requisiti
• blocco antigeni (inclusi ABO)
• normale sopravvivenza in vivo
• crossmatch negativo
Mascheramento (emazie invisibili)
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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.
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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
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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’
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PROBLEMI IRRISOLTI
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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."
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ULTIMA CRITICITA’
I COSTI
(Attualmente 1 unità di emazie verrebbe a
costare circa € 5000,00!)
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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)
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