Παθοφυσιολογικές μεταβολές ερυθροκυττάρων σε ασθενείς με διπλή ετεροζυγωτία β Θαλασσαιμίας/Δρεπανοκυτταρικής Νόσου

Γιαννάκη, Αιμιλία

Pathophysiological Red Blood Cell changes in double heterozygous b-Thalassaimia/Sickle Cell Disease patients

Διδακτορική διατριβή

Author

Γιαννάκη, Αιμιλία

Date

2024-03

Advisor

Kriebardis, Anastasios

ΑΙΜΙΛΙΑ_ΓΙΑΝΝΑΚΗ_THESIS_SIGNED.pdf (11.64Mb)

Keywords

Δρεπανοκυτταρική Νόσος ; L-γλουταμίνη ; Red Distribution Width ; Aιμόσταση ; Φλεγμονή ; Οξειδωτικό στρες

Abstract

Η Δρεπανοκυτταρική Νόσος (ΔΝ) συνιστά μία ετερογενή ασθένεια σε ότι αφορά τη σοβαρότητα των κλινικών εκδηλώσεων, πόσο δε μάλλον στην ετερόζυγη μορφή της, κατά τη συνύπαρξή της με τη β-θαλασσαμία. Σκοπός της παρούσης μελέτης ήταν η διαστρωμάτωση των βSβ+ δειγμάτων αίματος σε σχέση με τη σοβαρότητα των κλινικών εκδηλώσεων που παρουσίαζαν. Για το σκοπό αυτό, λήφθηκαν δείγματα αίματος από τριάντα δύο (32) ασθενείς με ΔΝ, τα οποία εξετάστηκαν για διάφορες παραμέτρους (αιμόσταση, φλεγμονή, οξειδοαναγωγική ισσοροπία), σε σχέση με υγιή άτομα (controls). Συμπληρωματικά, οι δρεπανοκυτταρικοί ασθενείς εκ των υστέρων (α) κατηγοριοποιήθηκαν βάσει της δόσης της L-γλουταμίνης που έλαβαν ως συμπλήρωμα διατροφής και (β) διαχωρίστηκαν σε δύο υποομάδες υψηλού και χαμηλού RDW. Η ομάδα των ασθενών παρουσίασε αναιμία, φλεγμονή και υψηλή πηκτικότητα. Χαρακτηριστικά, η χορήγηση μεγαλύτερης δόσης L-γλουταμίνης σχετίστηκε με χαμηλότερους δείκτες φλεγμονής και οξείδωσης (π.χ. ενεργές ρίζες οξυγόνου), καθώς και τροποποιημένο προφίλ της αιμόστασης. Σε αντίθεση, η ομάδα με το υψηλό RDW παρουσίασε αυξημένη αιμόλυση, υψηλότερους δείκτες φλεγμονής, στρεσογόνου ερυθροποίησης, καθώς και οξειδωτικών φαινομένων (π.χ. αιμοσφαιρίνη δεσμευμένη στη μεμβράνη). Επιπλέον, τα επίπεδα των παραμέτρων της αιμόστασης (π.χ. τα Δ-διμερή) βρέθηκαν σαφώς υψηλότερα, σε σχέση με την ομάδα των ασθενών χαμηλού RDW. Η συγχορήγηση υψηλών δόσεων L-γλουταμίνης μαζί με υδροξυουρία, φαίνεται ότι περιορίζει μερικά δρεπανοκυτταρικά χαρακτηριστικά, πιθανόν εξαιτίας της αντιοξειδωτικής ενίσχυσης. Επιπλέον, η ανισοκυττάρωση ενδέχεται να τροποποιεί τις διαδικασίες της αιμόστασης και την τάση για αιμόλυση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αναταραχή της οξειδοαναγωγικής και της προ-αντι-φλεγμονώδους ισορροπίας, δημιουργώντας έτσι ένα θετικό κύκλο ανάδρασης, μέσω της πρόκλησης στρεσογόνου ερυθροποίησης και επομένως, της παρουσίας ανάμεικτου ερυθροκυτταρικού πληθυσμού.

Abstract

Sickle cell disease (SCD) is heterogeneous in terms of manifestation severity, even more so when in compound heterozygosity with beta-thalassemia. The aim of the present study was to stratify βSβ+ patient blood samples in a severity-dependent manner. Blood from thirty-two patients with HbS/β-thalassemia compound heterozygosity was examined for several parameters (e.g., hemostasis, inflammation, redox equilibrium) against healthy controls. Additionally, SCD patients were a posteriori (a) categorized based on the L-glutamine dose and (b) clustered into high-/low-RDW subgroups. The patient cohort was characterized by anemia, inflammation, and elevated coagulation. Higher-dose administration of L-glutamine was associated with decreased markers of inflammation and oxidation (e.g., intracellular reactive oxygen species) and an altered coagulation profile. The higher-RDW group was characterized by increased hemolysis, elevated markers of inflammation and stress erythropoiesis, and oxidative phenomena (e.g., membrane-bound hemoglobin). Moreover, the levels of hemostasis parameters (e.g., D-Dimers) were greater compared to the lower-RDW subgroup. The administration of higher doses of L-glutamine along with hydroxyurea seems to attenuate several features in SCD patients, probably by enhancing antioxidant power. Moreover, anisocytosis may alter erythrocytes’ coagulation processes and hemolytic propensity. This results in the disruption of the redox and pro-/anti-inflammatory equilibria, creating a positive feedback loop by inducing stress erythropoiesis and, thus, the occurrence of a mixed erythrocyte population.