Studio del danno midollare nei pazienti affetti da Deficit di Adenosina Deaminasi 2

Abstract

Introduzione: Il deficit di adenosina deaminasi 2 (DADA2) è una eterogenea malattia infiammatoria, causata da mutazioni del gene ADA2 e caratterizzata da manifestazioni infiammatorie, immunologiche ed ematologiche. Il difetto di ADA2 parrebbe indurre un deficit di stimolo dei progenitori ematopoietici del midollo osseo (BM) o una polarizzazione infiammatoria (M1) dei macrofagi. Obiettivo dello studio: caratterizzare i meccanismi di danno midollare nei DADA2. Materiali e metodi: sono stati arruolati pazienti DADA2 dei centri Ematologia/Reumatologia del Gaslini e dell’Instituto San Raffaele e soggetti sani come controllo. Cellule midollari mononucleate (1×104) sono state coltivate in vitro in presenza di: 10 ug/ml Anti-TNFα , 1ug/ml o 10 ug/ml ADA2, 1 ug/ml or 3 ug/ml Eltrombopag. I livelli plasmatici midollari di TNFα and IFNγ sono stati testati in citofluorimetria. Risultati: Otto/14 (57%) pazienti (la maggior parte senza insufficienza midollare) presentavano una crescita dei precursori eritroidi (CFU-E 0,5, range normale 27–81/2 × 104) e mieloidi (CFU-GM 3,5, normal range 33–100/2 × 104 ) inferiori alla norma: in questi pazienti, l’aggiunta di ADA2 (1 ug/ml e 10 ug/ml) stimolava la crescita dei progenitori mieloidi in modo non statisticamente significativo; mentre l’aggiunta di anti-TNFα e eltrombopag 1 ug/ml, stimolava la crescita dei progenitori mieloidi (p=0.01 and p= 0.05, rispettivamente). I livelli midollari di TNFα erano più alti in 4/9 (44%) pazienti testati (la maggior parte senza insufficienza midollare) rispetto ad 1/6 sani (p=0,002), mentre non c’era differenza sui livelli midollari dell’IFNγ. Discussione: Anche il midollo dei pazienti DADA2 è caratterizzato da un pattern infiammatorio con crescita dei progenitori midollari ridotta e parzialmente stimolata in vitro da anti-TNFα e Eltrombopag. Altri studi sono necessari per comprendere i meccanismi patogenetici ed elaborare nuove terapie soprattutto nei casi di insufficienza midollare.

Introduction: Deficiency of adenosine deaminase 2 (DADA2) is an heterogeneous inflammatory disease, caused by mutations of ADA2 gene, characterized by inflammatory, immunological and hematological symptoms. ADA2 deficiency is thought to create lack of growth factor-like effect on bone marrow (BM) progenitor cells and proinflammatory M1 polarization of macrophages and activation of neutrophils. Aims: to characterize the mechanisms of marrow damage in DADA2 patients. Matherials and methods: All DADA2 patients of Gaslini and S. Raffaele Institutes and healthy donors were included. Fresh bone marrow mononuclear cells (1×104) were cultured: colony forming unit (CFU) erythroid/myeloid assay were performed in presence of: 10 ug/ml Anti-TNFα, 1 ug/ml or 10 ug/ml human recombinant ADA2, 1 ug/ml or 3 ug/ml Eltrombopag. Cytokines marrow plasma levels were measured by flow cytometry bead array. Results: Eight/14 (57%) patients (mostly without marrow failure) showed reduced erythroid (CFU-E 0,5, normal range 27–81/2 × 104) and myeloid (CFU-GM 3,5, normal range 33–100/2 × 104), progenitor cell growth; the addition of ADA2 (1 ug/ml and 10 ug/ml) had a stimulatory effect on myeloid progenitors, although not statistically significant. The addition of anti-TNFα and eltrombopag 1 ug/ml, had a statistically significant stimulatory effect on the growth of myeloid progenitors (p=0.01 and p= 0.05, respectively). TNFα marrow plasma levels were higher in 4/9 (44%) patients (mostly without marrow failure) compared to 1/6 controls (p=0,002), while we did not observe difference in marrow plasma IFNγ levels. Discussion: Our study shows that also the BM of DADA2 patients is characterized by an inflammatory milieu where the growth of marrow progenitor cells is reduced and partially rescued in vitro by anti-TNFα and Eltrombopag. Further studies are necessary to understand the mechanisms of marrow damage and develop new therapies especially in patients with marrow failure.