TALASEMİ TEDAVİSİNDE YENİ YAKLAŞIMLAR

Dr.Berna Atabay

Tepecik Eğitim ve Araştırma Hastanesi

Çocuk Hematoloji

İzmir

WHO

dünyada her yıl 50.000-100.00

talasemili çocuk doğuyor

hala orphan hastalık

TALASEMİDE YÖNETİM KLASİK YAKLAŞIM

• TALASEMİLİ DOĞUMLARIN ÖNLENMESİ

• PRENATAL TANI

• TRANSFÜZYON

• ŞELASYON

• KOMPLİKASYONLAR TANI, İZLEM VE TEDAVİSİ

• UYGUN DONÖR VARSA KEMİK İLİĞİ NAKLİ

Kemik iliği nakli günümüzde tek küratif tedavi yöntemidir.

uygun donör bulunma şansı ?

başarı %100 değil !

komplikasyonlar !

Gen tedavisi……… umutla bekleniyor…..

Yeni tedavi modalitelerinin amacı Tx ihtiyacını azaltmak Fenotipi iyileştirmek Demir yükünü azaltmak Komplikasyonları önlemek

Talasemide çözüm bekleyen fizyopatolojik konular;

inefektif eritropoez

ekstramedüller hematopoez

anormal demir absorbsyonu

ROS den kaynaklanan oxidatif stress

kemik frajilite

endokrin bozukluklar

Yeni tedavi modaliteleri ve hedefler

HSCT Gen tedavisi

HbF arttırılması AHSP arttırılması

Epo….RBC survival

Hepcidin antioksidan

Jak2 inhibitör

Ubiquitin aldehid

TALASEMİDE SON YILLARDA….

Şelasyon tedavisinde dramatik gelişmeler

Klinik fenotipi iyileştiren genetik faktörler….Hb switching

Lentiviral vektörlerle gen tedavisi

Reprogramming differantiated somatic cells

PROBLEM

ANEMİ

Tx

ÇÖZÜM

Tx

KIT

HbF in reaktivasyonu

Gen tedavisi

İndüklenmiş pluripotent kök hücre jenerasyonu

PROBLEM

DEMİR YÜKÜ

ÇÖZÜM

ŞELASYON

HEPSİDİN AGONİSTLERİ İLE ŞELASYONUN DESTEKLENMESİ

PROBLEM

SPLENOMEGALİ

ÇÖZÜM

SPLENEKTOMİ

Organ ve fonksiyonun korunması

JAK2 İNHİBİTÖRLERİ

Enfeksiyon Pulmoner hipertansiyon Tromboz

PROBLEM

TROMBOZ

ÇÖZÜM

ANTİOKSİDAN VE/VEYA ANTİKOAGULAN

SPLENEKTOMİNİN GECİKTİRİLMESİ

Talasemide klinik nasıl iyileştirilebilir?

TALASEMİ İNTERMEDİA Beta talasemi mutasyonları

• hafif mutasyon

• sessiz mutasyon

• hafif/sessiz mutasyon

Alfa talasemi birlikteliği

• - alfa/alfa alfa

• -alfa/-alfa, --/alfa alfa

• Major alfa2 geninde nokta mutasyonu

Yüksek HbF sentezi ile giden genetik belirleyiciler

• Deltabeta talasemi, beta promoter delesyonu

• Agama,Ggama promotor mutasyon birlikteliği

(-158 ggama A-T, -196 Agama C-T)

• Hetraosellüler HPFH, BCL11A,HBS1L-MYB

HbF sentezinin arttırılması

alfa/nonalfa zincir imbalansının düzeltilmesi

klinikte iyileşme !

HbF

Beta globin sentezinin olmadığı durumlarda

fonksiyonel olarak kompanze eder

HbF yüksekliği nedeni ile TM da ilk 6 ay klinik

HPFH erişkinlerde ……..mild fenotip

Beta talasemi + HPFH………..Tx veya nadir Tx

Son yıllarda………..

gama globin gen reaktivasyonu v e HbF üretiminin

HbF indükleyici ajanlar

Etkinlik ve spesifiklik az ve karsinojenik

Yeni araştırmalar……. daha etkin, daha az toksik yeni ajanlar

Hidroxyurea

• Ribonukleaz reduktaz inhibitör….DNA sentezi inhibitörü

• 1992….SCD tedavisi

randomize, plasebo kontrollu klinik çalışmalar

• TI ve TM da en çok kullanılan HbF uyarıcı ilaçtır

• 500 den fazla talasemili hasta HU ile tedavi edilmiştir.

• %50 hasta tedaviye yanıt vermiştir.

• Toksisite…… KI supresyonu, uzun dönem karsinojenik

etki, fertilite

Zileuton

• Yapısal HU analoğu, 5 lipoksigenaz inhibitörü

• Astımda anti-inflamatuar olarak kullanılıyor

• Eritroid progenitörlerde globin mRNA sentezini arttırır

Haynes et al. Zileuton induces henoglobin f synthesis in eriythroid progenitors: role

of the L-arginine-nitric oxide signaling pathway.Blood 103:395-50,2004

DNA metil transferaz inhibitörleri

5 Azacytidine (5-aza), 5aza-2 deoxycytidine (decitabine)

• Gama gen ekspresyonunu reaktive ederler

• Decitabine , 5-aza dan daha iyi bir DNA metil transferaz inhibitörüdür (Szaframec et al 2004).

• DNA hipometilasyonu………..kromozom instabilitesi ve diğer genlerin reaktivasyonuna yol açar, kanser riski artar ( Sauntahararajah et al 2003)

Histone Deacetylase (HDAC) inhibitörleri

Sodyum butirat, trichostatin A, adipicin, scriptaid

• Gen ekspresyonu, histonların asetilasyon/deasetilasyonu ile kontrol altında tutulur

• HDAC….histonların deasetilasyonu….kromatin yoğunlaşması…transkripsiyonel silencing.

• HbF sentezini arttırır.

Butirate

Diyabetik anne bebeklerinde

yüksek plazma -amino butirik asit seviyeleri

ve

globin den globin geçişinde gecikme

Direk gen transkripsiyonunu etkiler

Arjinin butirat ve sodyum phenilbutyrate

kemoterapotiklerle karşılaştırıldığında uzun dönem kullanılabilir , mutajenik değil ancak

hızlı metabolize olur, YÖ kısa

yüksek doz gerekir, IV

eritropoezi inhibe eder

Klinik çalışmalarda Hb 2-5g/dl artmış, ancak….

hasta sayısı az, divarse talasemi sd,

Arjinin Butirat

İlk kez Perrine ve ark,1993

• 6 hasta(3SCA,3BT)

• Sürekli inf, 2-3 hafta,F retikülosit, gama globin mRNA artmış ancak sürdürülememiş

• KI toksisitesi

• İntermittent tedavi (Atweh at al, 1999)

• HbF persistent, 6 yıl kullanan hasta var.

• Collins et al.Oral sodyum phenylbutirate therapy in homozygous beta thalssemia.Blood1995

• Perrine et al. A short-term trial of butyrate therapy in homozygous btea thalassemia: a clinical trial.N Engl J Med 1993

• Cao H et al. Induction of human gamma globulin gene expression by histone deacetylase inhibitors.Blood 2004

• Capellini et al. Oral isobutyramide therapy in patients with thalassemia intermedia: results of a phase II open study. Blood Cells Mol.Dis 2000

• Reich S et al.Oral isobutyramide reduces transfusion requirements in some patients with hoozygous beta thalassemia.Blood 2000

Yeni oral HbF arttırıcı ajan….sodyum2,2-dimethylbutyrate

Hayvan deneylerinde uzun dönem kullanımda güvenli

Mutajen değil,

Tek doz kullanım,

Klinik Çalışmalar…………

İsobutyramide

uzun etkili, oral

Rich et al (2000);

az sayıda TI/TM hasta grubunda Tx azalmış

HbF genetik düzenleyicleri

• HbF ve F cell , normal erişkinde ve aynı moleküler mutasyonu taşıyan hastalarda bile farklı.

• Spesifik genetik modifiers…..SNP ve QTL …bazal HbF

düzeyini etkilemektedir.

Genome –Wide association studies (GWAS) HbF düzeyini etkileyen polimorfizmler

S.Orkin, Science 2011

OHA li gen aktarımlı farelerde……BCL11A proteininin bloke edilmesi…..HbF sentezini

Bergapten

Resveratrol

Rapamycin

Talidomid,

İmmunmodulatuar ve anti-angiogenic

Gama globulin gen ekspresyonunu arttırır

Eritroid hücre proliferasyonunu arttırır

Masera N et al.Optimal response to thalidomide in a patient with thalassemia major

resistant to conventional therapy.Blood Transfus,2010;8:63-5.

Aguilar-Lopez LB,Delgado lamas JL,Rubio-Jurado B et al.Thalidomide therapy in a patient with thalassemia major.Blood cells Mol Dis 2008;41:136-7

Pomalidomid ve lenlidomid (talidomid analoğu)

Meiler et al. Pomalidomide augments fetal heglobin production without the myelosupresive effects of hydroxyurea in transgenic sickle cell mice.Blood 2011

İnefektif Eritropoez

Talasemide Jak2 ve inefektif eritropoez

Talasemide

KI ve EM proliferasyon ve diferansiasyon dengesi önemli

Tx almayan TI / mice…..

Dalakta eritroid prekürsörler ve sekestre eritrositler

EpoR ,Jak2, cyclin A…. ekspresyonu artmış

Talasemi…..anemi ……EPO artar

EpoR/Jak2 yolağı aktive olur

Jak2 nin persisten fosforilasyonu

eritroid progenitörlerin sayısı artar

Jak2 suprese edilebilirse

İE kontrol altına alınabilir

Splenomegali düzelebilir

Eritroid progenitörler in sayısı sınırlanır ve

Demir birikimi azalır (hepsidinin ekspresyonunu baskılayarak demir emilimini arttıran eritroid faktör de azalacağından)

Jak2 inhibitörleri

tx tedavisi ile kombine kullanılırsa İE kontrol altına alınır, splenomegali ve splenektomi önlenir.

Aynı zamanda,

Jak2 inhibitörü……Tfr1 expresyonu azalır…. demir alımı azalır…toxik hem/alfa zincir agregatları oluşmaz

Gardenghi et al:

Eğer MCH ve eritrositerdeki hem miktarı azaltılabilirse,

ROS ve alfa zincir birikimi azalır

eritrosit yaşam süresi uzar

Anemi düzelir

İE iyileşir

Splenomegali azalır

Ginzburg ve ark:

• TI da apotransferrin vererek eritrositlere demir girişini azaltarak splenomegali ve İE , Hb düzeyini, eritrosit sayısını düzeltmiştir.

• MCH azalmıştır, membrana bağlı alfa zincir agregatları azalmştır,

4283 Apo-Transferrin Injections Reduce Transferrin Receptor 1 Concentration on Erythroid Precursors and Reverse Ineffective

Erythropoiesis In Splenectomized Beta-Thalassemic Mice

Huihui Li, MS1*, Jing Liu, PhD2*, Jianhua Zhang, MD3*, Maya Shvartsman4*, Charles B Hall, PhD5*, William Breuer6*, Leni vonBonsdorff, PhD7*,

Zvi Ioav Cabantchik8, Xiuli An, MD, PhD9, Mohandas Narla, DSc10 and Yelena Ginzburg, MD11

2010 ASH

Talasemide demir yükünü nasıl azaltabiliriz?

ŞELATÖRLER HEPSİDİN

Talasemide Hepsidin’in rolü

Talasemide artmış demir absorbsyonundan

Hepsidin sorumlu ???!!! Gardengi S et al. Blood 2007

Weizer-stern O et al. Br J Hematol 2006.

Weizer-Stern O et al. Am J Hematol 2006.

Talasemide Hepsidin expresyonu azalmıştır.

Demir absobsyonu artmıştır.

Demir yükü/Hepsidin

• Düşük hepsidin seviyesi….intestinal absb arttırır

• Tx almayan TI da ….GIS Fe emilimi 3-4 kat artmıştır.

(2-5g/yıl)

• TM da Hb in düşük olduğu dönemlerde GIS demir emilimi artmıştır.

• Tx öncesi TM da…demir asb artmış, Tx sonrası azalmış.

Talasemide eritropez için gerekenden fazla demir absorbe edilmektedir.

Özellikle tx almayan TI da ,

Hepsidin düzeyi arttırılarak demir alımının azaltılması demir yükünü azaltabilir.

Anemiyi arttırabilir?

Rivera et al (2005);

Farelerde, İntraperitoneal sentetik hepsidin enjeksiyonu ile doza bağımlı hipoferrinemiye neden olmuştur………talasemide demir yükünü azaltabilir.

The Journal Clinical Investigation 2010

ROS etkilerininin minimize edilmesi……..

Talasemide antioksidan tedavi

FPP…Carica Papaya ‘nın biyofermentasyonu

Fibach et al. Amelioration of oxidative stress in ed cells from

patients with B thaassemia major and intermedia and E-B- thalasemia following administration of a fermented papaya

preperation. Phytother Rres 1334-38, 2010

Sara T Olalla – Saad. Fermented papaya preparation for B-

thalssemia? Expert Rev. Hematol.3(3),265-268,2010

Talasemide Transfüzyon

Lökositi azaltılmış RBC

febril ve ürtikeryal reaksiyonların

CMV kontaminasyonu

önlenmesi

Talasemi transfüzyonunda yenilikler Neosit transfüzyonu

• Toplam eritrosit kitlesini azaltmak

• Hemoglobin düzeyini uzun süreli korumak

• Transfüzyon aralığı %25 oranında uzamış

• Demir yükü %25 oranında azalmış

• Standart metodla neosit hazırlamada 2-3 ünite eritrosit süsp kullanıldığı için donör karşılaşma riski yüksek

• Aferez cihazları ile konsantre neosit elde etme çalışmaları sürdürülmektedir.

Exchange transfüzyon

Aferez cihazları ile uygulanır (SCA deki gibi), donörle karşılaşma riski yüksektir

Düzensiz tx alan vey tx bağımlı olmayan TI hastaları

Aferez yöntemi ile elde edilmiş 2 ünite eritrosit süspansiyonu transfüzyonu

Hematokrit düzeyi %40 üzeri olan donörlerden aferez cihazları ile 2Ü (400 mL) elde edilir.

Yapay kan

Hemoglobin kaynaklı

Perflorokarbon kaynaklı

Kök hücreden in vitro RBC

Kan bağışı tarihe karışabilir

• Giarratana MC, Rouard H, Dumont A, Kiger L, Safeukui I, Le Pennec PY, François S, Trugnan G, Peyrard T, Marie T, Jolly S, Hebert N, Mazurier C, Mario N, Harmand L, Lapillonne H, Devaux JY, Douay L. Proof of principle for transfusion of in vitro-generated red blood cells. Blood. 2011 Nov 10;118(19):5071-9.

• Mazurier C, Douay L, Lapillonne H. Red blood cells from induced pluripotent stem cells: hurdles and developments. Curr Opin Hematol. 2011 Jul;18(4):249-53. Review.

• Lapillonne H, Kobari L, Mazurier C, Tropel P, Giarratana MC, Zanella-Cleon I, Kiger L, Wattenhofer-Donzé M, Puccio H, Hebert N, Francina A, Andreu G, Viville S, Douay L. Red blood cell generation from human induced pluripotent stem cells: perspectives for transfusion medicine. Haematologica. 2010 Oct;95(10):1651-9..

Gen Nakli

Gen tedavisi ile beta globin fonksiyonunun sağlanması

homolog rekombinasyon

genoma normal beta globin eklenmesi

Viral vektörler

retrovirüsler

lentivirüs

Globin gen tedavisi aslında otologKHT dir.

Nature 2010;467:277-278

2007…Fransa 18 yaşında HbE/Beta talasemili hasta lentiviral vector 2 yıldır Tx almıyor Hb:9-10g/dl……..1/3 ü vektör kaynaklı HMAG2 potent onkogen klonu……beniğn/maliğn tm ?

Uyarılmış Pluripotent Kök Hücresi (IPS)

• Olgun kök hücrelerden (basit deri hücreleri) hızlı bir şekilde tekrar programlayarak embriyonik kök hücreleriyle örtüşen hücrelere dönüştürülmesi ………………..IPS

• Bugüne kadar hücresel programlama için genomda kalıcı değişikliklerin yapılmasını gerektiriyordu.

• Yeni süreçte genetik düzenlemelerin yerine gerekli proteinleri kodlamak üzere geliştirilen fakat hücre DNA sına katılmayan yapay mRNA kullanılmaktadır.

• Embriyonik kök hücrelerin kullanımını kısıtlayan etik tartışmaları önler.

• Yeniden programlanan kısım %1-4 ?

• Deri biyopsisi….kültüre edilir……….çoğaltılır……..4-5 farklı gen veya protein ( Oct4, Klf4, c-Myc, Sox/ Yamanaka faktörleri) virüsler kullanılarak tanıtılır.

• Deri hücresi özelliği gösteren tüm genler susturulur, kök hücre genlerinin ekspresyonuna başlar ( yeniden programlama).

son

• LPI….nontransferrin plazma demiri

• Hücresel demir yükü ve oksidatif hasar göstergesi

• <0.45mM

• Düzenli günlük monitorizasyon….optimal ve bireysel şelasyon izlemi

• Tx almayan TI hastalarında, splenomegali geliştiğinde sıklıkla tx ihtiyacı olur ve bu hastalar splenektomi olurlar.

• Jak2 inhibitör kullanımı……splenomegaliyi azaltır, anemiyi ve tx ihtiyacını azaltır.

• Jak2 aynı zamanda TfR1 sentzinde de rol oynar

• Jak2 aktivasyonu eritroid progenitorlere demir alımını arttırır

Demir yükü /Şelasyon

• Şelatörler……………………

• Labile plasma iron (LPI)………sistemik demir yükünün diagnostik markırı

• Günlük LPI monitorizasyonu …..optimal ve bireysel şelasyon tedavisinin sağlanması

• İntestinal emilen veya eritrositlerden gelen ve makrofajlardan saılnarak artan plazma Fe’i KC den hepsidin salınımını arttırır.

• Hepsidin ferropoortini degrade eder ve Fe exportu durur.

• Dolaşımdaki Fe in çoğu özellikle dalak makrofajları tarafından fagosite edilen RBC den elde edilen Fe dir.

• Ferroportin de daha çok makrofajdan Fe exportu üzerinde etkilidir.

• Tx edilmeyen TI da intestinal Fe emilimi 3-4 kat artmıştır (2-5g/yıl).

• Hepsidin veya agonistlerinin kullanılması talasemide demir yükünü azaltabilir

Talasemide her hastaya KIT yapılamıyor

Gen tedavisi

halen transfüzyon bağımlı

demir yükü önemli problem

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/core/lw/2.0/html/tileshop_pmc/tileshop_pmc_inline.html?title=An%20external%20file%20that%20holds%20a%20picture%2C%20illustration%2C%20etc.%0AObject%20name%20is%20pr-2011-2-e17-g002.jpg%20%5BObject%20name%20is%20pr-2011-2-e17-g002.jpg%5D&p=PMC3&id=3133499_pr-2011-2-e17-g002.jpg

• Beta talasmide

• Talasemide klinik bulgular HbF in düşmeye başladığı 6. ayda klinik olarak görülüyor

• HbF yüksek talasemili hastalarda klinik daha hafif

• Fetal Hb in adult Hb e dönüşümü nasıl regule oluyor ve bunu terapotik olarak module edebilirmiyiz?

• adult eritroid hücelerde, Beta globin gen kümesindeki DNA demetile sessiz HbF genleri bulunmaktadır.

• 1980……..DeSimone ve ark, DNA hipometile edici ajan,5-azacytidine in maymunlarda HbF genlerinin reaktive edildiğini göstermişlerdir. ,

• Hepsidin aşrı demir emilimini önler

• Expert Rev. Hematol. 4(3), 233–235 (2011)

Dezavantaj;

• Kaynak dokuya dair bazı özellikleri barındırabilmktedir ve olumsuz sonuçlara neden olabilir.

• Halen embriyonik kök hücre ile IPS %100 eşleşmiyor.

DNA metil transferaz inhibitörleri

Erişin eritroid progenitörlerde globin genleri CpG metileasyonu nedeni ile sessiz durumdadır.

Sitozin analogları…………5-azactytidin (5-aza)

5-aza-2-deoxycytidine (decitabine)

DNA metiltransferazı inhibe eder…. gen reaktivasyonu

DNA hipometilasyonu ve sitotoksiste