Patogenéza aplastickej anémie

Podľa moderných koncepcií založených na početných kultúrnych, elektrónmikroskopických, histologických, biochemických a enzymatických výskumných metódach sú v patogenéze aplastickej anémie dôležité tri hlavné mechanizmy: priame poškodenie pluripotentných kmeňových buniek (PSC), zmeny v mikroprostredí kmeňovej bunky a v dôsledku toho inhibícia alebo narušenie jej funkcie; a imunopatologický stav.

Podľa moderných koncepcií je príčinou pancytopénie na bunkovej a kinetickej úrovni významný pokles počtu PSC a zrelších viazaných prekurzorov erytro-, myelo- a trombocytopoézy. Určitú úlohu zohráva aj kvalitatívna porucha reziduálnych kmeňových buniek, ktorá sa prejavuje v ich neschopnosti produkovať dostatočný počet zrelých potomkov. Porucha PSC je primárne ochorenie, ktoré sa prejavuje alebo zintenzívňuje pod vplyvom rôznych etiologických faktorov. Primárnosť poruchy PSC ako vedúceho faktora v patogenéze aplastickej anémie je založená na detekcii prudkého poklesu schopnosti buniek kostnej drene tvoriť kolónie u pacientov, ktorý pretrváva aj počas obdobia klinickej a hematologickej remisie, a na detekcii morfologicky defektných hematopoetických buniek, čo naznačuje funkčnú menejcennosť PSC. Bolo zistené, že keď sa hladina PSC zníži o viac ako 10 % od normy, dochádza k nerovnováhe diferenciačných a proliferačných procesov s prevahou diferenciácie, čo s najväčšou pravdepodobnosťou vysvetľuje pokles schopnosti kostnej drene tvoriť kolónie. Primárnosť defektu PSC pri aplastickej anémii potvrdzujú nasledujúce fakty:

• Vývoj aplastickej anémie je možný na pozadí užívania chloramfenikolu (levomycetínu), ktorý ireverzibilne inhibuje začlenenie aminokyselín do mitochondriálnych proteínov a syntézu RNA v prekurzorových bunkách kostnej drene, čo vedie k narušeniu ich proliferácie a diferenciácie;
• ožiarenie spôsobuje odumretie časti PSC a zmeny vyvinuté v kmeňovom systéme ožiarených jedincov môžu byť príčinou aplastickej anémie;
• účinnosť alogénnej transplantácie kostnej drene pri aplastickej anémii bola preukázaná;
• Bola potvrdená súvislosť medzi aplastickou anémiou a klonálnymi ochoreniami - možná je transformácia aplastickej anémie na paroxyzmálnu nočnú hemoglobinúriu, myelodysplastický syndróm a akútnu myeloblastickú leukémiu.

V súčasnosti sa predpokladá, že redukcia zásoby hematopoetických progenitorov je sprostredkovaná mechanizmom programovanej bunkovej smrti (apoptózy). Príčinou vzniku hematopoetických aplázií je pravdepodobne zvýšená apoptóza kmeňových buniek. Zvýšená náchylnosť kmeňových buniek na apoptózu môže byť vrodená (takýto mechanizmus bol postulovaný pre vrodené aplázie) alebo vyvolaná hyperexpresiou proapoptotických génov aktivovanými účastníkmi imunitnej odpovede (idiopatické aplázie, aplázie po infúziách darcovských lymfocytov) alebo myelotoxickými účinkami (γ-žiarenie). Bolo zistené, že rýchlosť redukcie zásoby progenitorov a špecifické efektorové mechanizmy apoptózy sa líšia v rôznych variantoch AA.

Dôležitým aspektom patogenézy aplastickej anémie je patológia hematopoetického mikroprostredia. Primárny defekt buniek hematopoetického mikroprostredia je možný, o čom svedčí zníženie funkcie tvorby kolónií fibroblastov kostnej drene a zmena ultraštrukturálnych a ultracytochemických indexov buniek stromálneho mikroprostredia kostnej drene. U pacientov s aplastickou anémiou sa teda spolu s totálnou tukovou degeneráciou pozorujú zmeny spoločné pre všetky stromálne bunky bez ohľadu na ich lokalizáciu v parenchýme kostnej drene. Okrem toho sa zistilo zvýšenie obsahu mitochondrií, ribozómov a polyzómov v cytoplazme buniek. Možný je defekt funkcie strómy kostnej drene, čo vedie k zníženiu schopnosti stromálnych buniek vylučovať hematopoetické rastové faktory. Vírusy zohrávajú významnú úlohu pri zmene hematopoetického mikroprostredia. Je známe, že existuje skupina vírusov schopných ovplyvniť bunky kostnej drene – sú to vírus hepatitídy C, vírus dengue, vírus Epstein-Barrovej, cytomegalovírus, parvovírus B19 a vírus ľudskej imunodeficiencie. Vírusy môžu ovplyvniť hematopoetické bunky priamo aj prostredníctvom zmien v hematopoetickom mikroprostredí, o čom svedčí detekcia viacerých patologických inklúzií v jadrách takmer všetkých stromálnych buniek pomocou elektrónovej mikroskopie. Perzistentné vírusové častice sú schopné ovplyvniť genetický aparát buniek, čím narúšajú primeranosť prenosu genetickej informácie do iných buniek a narúšajú medzibunkové interakcie, ktoré môžu byť dedičné.

Imunologické mechanizmy vzniku aplastickej anémie sú významné. Boli opísané rôzne imunitné javy, ktoré môžu byť zamerané na hematopoetické tkanivo: zvýšená aktivita T lymfocytov (najmä s fenotypom CD 8) so zvýšenou produkciou interleukínu-2 a potlačením interleukínu-1, zníženie aktivity prirodzených zabíjačov, zhoršené dozrievanie monocytov na makrofágy, zvýšená produkcia interferónu a pravdepodobne aj prítomnosť protilátok, ktoré inhibujú aktivitu buniek tvoriacich kolónie. Bola hlásená zvýšená expresia histokompatibilných antigénov DR 2 a zvýšené hladiny tumor nekrotizujúceho faktora, ktorý je potenciálnym inhibítorom hematopoézy. Tieto imunologické zmeny vedú k inhibícii hematopoézy a prispievajú k rozvoju hematopoetickej aplázie.

Vývoj aplastickej anémie je teda založený na multifaktoriálnych patologických mechanizmoch.

V dôsledku škodlivého účinku prechádza kostná dreň pacientov s aplastickou anémiou množstvom významných zmien. Nevyhnutne sa znižuje obsah proliferujúcich hematopoetických buniek, čo vedie k rôznemu stupňu zníženia celulárnosti (nukleácie) kostnej drene, ako aj k nahradeniu kostnej drene tukovým tkanivom (tuková infiltrácia), zvýšeniu počtu lymfoidných elementov a stromálnych buniek. V závažných prípadoch dochádza k takmer úplnému vymiznutiu hematopoetického tkaniva. Je známe, že životnosť erytrocytov pri aplastickej anémii je skrátená, čo je zvyčajne spôsobené znížením aktivity jednotlivých erytroidných enzýmov, zatiaľ čo počas exacerbácie ochorenia sa pozoruje zvýšenie hladiny fetálneho hemoglobínu. Okrem toho sa zistilo, že dochádza k intramedulárnej deštrukcii erytroidných buniek.

Patológia leukopoézy sa prejavuje znížením počtu granulocytov a porušením ich funkcie, dochádza k štrukturálnym zmenám v lymfoidnom poole v kombinácii s porušením kinetiky lymfocytov. Znížené ukazovatele humorálnej imunity (koncentrácia imunoglobínov G a A) a nešpecifických obranných faktorov (beta-lyzíny, lyzozým). Porušenie trombopoézy sa prejavuje trombocytopéniou, prudkým poklesom počtu megakaryocytov v kostnej dreni, rôznymi morfologickými zmenami. Životnosť krvných doštičiek je mierne skrátená.

V patogenéze dedičných aplastických anémií sa veľký význam pripisuje genetickým defektom a vplyvu nepriaznivých vplyvov v raných štádiách embryogenézy. V súčasnosti sa zistilo, že výskyt dedičných aplastických anémií je spojený so zvýšenou vrodenou tendenciou PSC k apoptóze. Fanconiho anémia sa môže dediť autozomálne recesívne; približne 10 – 20 % pacientov sa narodí z pokrvných manželstiev. Cytogenetické štúdie vykonané u detí s Fanconiho anémiou odhalili výrazné zmeny v štruktúre chromozómov vo forme rôznych chromozómových aberácií (chromatidové zlomy, medzery, prestavby, výmeny, endoreduplikácie) spôsobené zmenami v chromozómoch 1 a 7 (úplná alebo čiastočná delécia alebo transformácia). Predtým sa predpokladalo, že patogenéza Fanconiho anémie je založená na poruche opravy DNA, pretože na diagnostiku Fanconiho anémie sa používa mnoho látok nazývaných klastogény, čo naznačuje vyššie uvedený mechanizmus. Tieto látky (mitomycín C, diepoxybután, dusíkatý yperit) poškodzujú DNA spôsobovaním medzivláknových zosieťovaní, vnútrovláknových zosieťovaní a zlomov. V súčasnosti existuje alternatívna hypotéza, že zvýšená citlivosť buniek Fanconiho anémie na mitomycín C je spôsobená poškodením spôsobeným kyslíkovými radikálmi, a nie abnormalitami v zosieťovaní DNA. Medzi voľné kyslíkové radikály patrí superoxidový anión, peroxid vodíka a hydroxylový radikál. Sú to mutagény a najmä hydroxylový ión môže spôsobiť chromozómové abnormality a zlomy DNA. Existujú rôzne detoxikačné mechanizmy na odstránenie voľných kyslíkových radikálov a ochranu buniek pred poškodením. Patria sem enzymatické systémy superoxiddismutáza (SOD) a kataláza. Pridanie SOD alebo katalázy k lymfocytom pacientov s Fanconiho anémiou znižuje poškodenie chromozómov. Klinické štúdie s použitím rekombinantného SOD ukázali, že jeho podávanie v niektorých prípadoch znižuje počet zlomov. Získané údaje slúžili ako základ pre prehodnotenie úlohy voľných kyslíkových radikálov v existencii zvýšenej citlivosti buniek pacientov s Fanconiho anémiou na mitomycín C a pre štúdium úlohy apoptózy v tejto situácii. Mitomycín C existuje v inaktivovanom stave a ako oxid. Mnohé enzýmy v bunke môžu katalyzovať stratu jedného elektrónu v molekule mitomycínu C, ktorá sa stáva vysoko aktívnou. Pri nízkych koncentráciách kyslíka, ktoré existujú v bunkách hypoxických bunkových línií, mitomycín C reaguje s DNA a vedie k tvorbe zosieťovania. Avšak pri vysokých koncentráciách kyslíka, ktoré sú typické pre normálnu bunkovú kultúru, je mitomycín C nadmerne oxidovaný kyslíkom za vzniku voľných kyslíkových radikálov a jeho schopnosť zosieťovať DNA je výrazne znížená. Štúdie apoptózy s použitím špeciálnych výskumných systémov ukázali, že pri nízkych (5 %) koncentráciách kyslíka nie sú žiadne rozdiely v závažnosti apoptózy v normálnych bunkách a bunkách pacientov s Fanconiho anémiou. Avšak pri vysokých koncentráciách kyslíka (20 %)...ktoré podporujú tvorbu voľných radikálov pod vplyvom mitomycínu C, apoptóza v bunkách pacientov s Fanconiho anémiou je výraznejšia a kvalitatívne odlišná ako v normálnych bunkách.

Pri Blackfanovej-Diamondovej anémii sa zistilo, že ochorenie nie je spojené ani so stratou schopnosti mikroprostredia podporovať erytropoézu, ani s imunitnou odpoveďou proti erytroidným prekurzorom (štúdie podporujúce túto hypotézu preukázali aloimunizáciu závislú od transfúzie). Najpravdepodobnejšou hypotézou vzniku Blackfanovej-Diamondovej anémie je intracelulárny defekt v mechanizmoch prenosu signálu alebo transkripčných faktoroch v štádiu skorej hematopoézy (najskorší erytroidný prekurzor alebo pluripotentná kmeňová bunka). Takéto zmeny môžu viesť k zvýšenej citlivosti erytroidných buniek na apoptózu: pri kultivácii in vitro bez erytropoetínu tieto bunky vstupujú do programovanej bunkovej smrti rýchlejšie ako normálne bunky z kontrolnej skupiny.

Genetika Blackfanovej-Diamondovej anémie: viac ako 75 % prípadov je sporadických, 25 % pacientov má mutáciu v géne nachádzajúcom sa na chromozómoch 19ql3, kódujúcom ribozomálny proteín S19. Dôsledkom tejto mutácie je rozvoj Blackfanovej-Diamondovej anémie. Génová mutácia sa zistila v sporadických aj familiárnych prípadoch anémie, keď sa v jednej rodine pozoruje niekoľko pacientov s touto anémiou. Familiárne prípady zahŕňajú jasnú dominantnú dedičnosť anémie u probanda a u jedného z rodičov alebo výskyt anomálií u súrodencov narodených jeden po druhom; nemožno vylúčiť ani možnosť autozomálne recesívneho a X-viazaného typu dedičnosti. U väčšiny pacientov s Blackfanovou-Diamondovou anémiou sa zistili náhodné anomálie, napríklad anomálie chromozómov 1 a 16.

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