Nella talassemia major il sovraccarico di ferro è il risultato congiunto di multiple trasfusioni di sangue e di un inappropriato aumento nell'assorbimento del ferro conseguente ad un'eritropoiesi inefficace. 17 Il tasso di assorbimento intestinale di ferro è variabile, dipendendo da fattori genetici, ma in generale corrisponde ad una frazione minima rispetto alla quantità di ferro derivato dalle trasfusioni. Nei pazienti talassemici poco trasfusi può aumentare fino a 3-4mg/die, che corrispondono ad un accumulo di circa 1-2 g di ferro all'anno.Nel corso della terapia trasfusionale ogni unità di sangue fornisce all'organismo circa 200 mg di ferro, dal momento che ogni grammo di emoglobina può legare 3,4 mg di ferro e ogni millilitro di PRC (Pure Red Cells) contiene 1,1 mg di ferro.Il sovraccarico marziale totale acquisito mediante le trasfusioni può essere calcolato come il volume di ciascuna unità trasfusa per la somma del numero di sacche di sangue: facendo riferimento agli schemi trasfusionali raccomandati per la talassemia major, ogni anno vengono trasfusi in media 100-200 ml/kg di globuli rossi concentrati, che corrispondono a un'introduzione annuale di 116-232 mg di ferro per kg di peso corporeo. Il carico medio trasfusionale nella talassemia major è quindi di 0,4 mg/kg/die, ma questo dato è molto variabile considerando che per circa il 20% dei pazienti è inferiore a 0,3 mg/kg/die, per il 60% è compreso fra 0,3 e 0,5 mg/kg/die, per il restante 20% è maggiore di 0,5 mg/kg/die. 17,18 Meccanismi di regolazione L'omeostasi del ferro è prevalentemente controllata dall'epcidina un ormone peptidico di 25 aminoacidi codificato dal gene HAMP sul cromosoma 19, secreto dagli epatociti, circolante nel plasma ed eliminato mediante le urine. 19 Inizialmente identificato per la sua azione antibatterica e antifungina, studi successivi ne hanno dimostrato il coinvolgimento nell'omeostasi del ferro. Questo peptide regola sia la concentrazione di ferro nel plasma, sia la sua distribuzione nei diversi tessuti; una disregolazione della produzione di epcidina è responsabile infatti di diverse patologie da alterazione del ferro. 20,21 L'epicidina interviene regolando la concentrazione cellulare del suo recettore, la ferroportina, ad oggi l'unico trasportatore conosciuto in grado di esportare il ferro verso l'esterno della cellula: la sua immissione nel plasma avviene sia dagli enterociti del duodeno, che contengono il ferro alimentare, sia dai macrofagi della milza e del fegato (figura 2). Quando l'epcidina lega la ferroportina viene attivata l'internalizzazione e la degradazione del recettore, con conseguente blocco di questo principale sistema di esportazione del ferro plasmatico. Quando la concentrazione di epcidina è bassa, la ferroportina rimane sulla membrana cellulare favorendo l'aumento dei livelli di ferro plasmatico.I principali fattori che regolano i livelli di epcidina sono l'eritropoiesi, il trasporto di ossigeno ai tessuti, i depositi di ferro e l'infiammazione. Nella talassemia l'eritropoiesi inefficace, insieme all'ipossia tissutale, inibisce profondamente la produzione di epcidina, stimolando di conseguenza l'assorbimento intestinale di ferro e la sua mobilizzazione nel plasma. 22,23 Figura 2. Meccanismo di regolazione dell'omeostasi del ferro nell'organismo umano: ruolo dell'epcidina e della ferroportina (Fe = ferro; Tf = transferrina; Fpn = ferroportina). 23 Nel paziente talassemico l'emolisi riduce la vita dei globuli rossi da 120 giorni a circa 30 giorni, aumentando il catabolismo delle cellule rosse da parte dei macrofagi reticoloendoteliali del fegato, del midollo osseo e della milza; l'emoglobina viene digerita e il ferro è liberato dall'eme e rilasciato nel citosol.Inizialmente gran parte del ferro può essere immagazzinato nei macrofagi reticoloendoteliali, poi progressivamente si esaurisce la disponibilità macrofagica e il ferro in eccesso viene rilasciato nel plasma. La transferrina lega il ferro libero ma raggiunge ben presto una saturazione totale, comportando il reclutamento degli epatociti per depositare il ferro in eccesso. Con il prosieguo della terapia trasfusionale, i macrofagi e gli epatociti non sono più in grado di gestire il ferro libero in eccesso: aumenta nel plasma la concentrazione di complessi eterogenei di ferro non legati alla transferrina, ormai saturata, che costituiscono il cosiddetto NTBI (Non Transferrin-Bound Iron).A livello cellulare il ferro libero in eccesso innesca una cascata di reazioni che porta alla formazione di radicali liberi dell'ossigeno, i cosiddetti ROS (Reactive Oxygen Species). In condizioni fisiologiche i ROS sono mantenuti a bassi livelli mediante un adeguato controllo della concentrazione di ferro e attraverso l'attività di specifici antiossidanti; in questo caso la loro presenza determina un ossidativo alle macromolecole (perossidazione lipidica, ossidazione di polipeptidi, formazione di ponti di legame fra proteine, rottura della doppia elica degli acidi nucleici) e alle principali strutture cellulari (DNA, mitocondri, lisosomi, membrana sarcoplasmatica). 16,24 2527 Il fegato rappresenta il principale organo coinvolto nel danno da sovraccarico marziale: si calcola che vi si depositi circa il 70-80% del ferro totale, preferenzialmente all'interno delle cellule di Kupffer e dei macrofagi, che stimolano le cellule di Ito ad avviare un graduale processo di fibrogenesi. 26 Spesso la situazione è aggravata dalla coesistenza dell'infezione da HCV, che rappresenta un fattore di rischio indipendente per lo sviluppo e la progressione della fibrosi epatica. [27][28][29][30] Oltre che a livello epatico il ferro va a localizzarsi anche a livello cardiaco e nelle ghiandole endocrine. Alcune specie di NTBI sono infatti captate da canali del calcio voltaggio-dipendenti di tipo L, che non sono presenti in tutti i tessuti ma si localizzano preferenzialmente a livello delle cellule reticolo-endoteliali della milza, delle cellule di Kupffer nel fegato, nel midollo osseo e nei parenchimi (miocardio, fegato, ghiandole endocrine). Questo spiega la preferenza di danno in organi ben definiti. 17,31,3233 Gli agenti chelanti sono in grado di formare un complesso con il ferro e di favorirne l'escrezione, ripulendo il plasma dall'NTBI, rimuovendo il sovraccarico marziale delle cellule e mantenendo o riportando il ferro corporeo a livelli di sicurezza (figura 3). 34 L'efficacia della terapia chelante nella talassemia è ostacolata da situazioni di compliance inadeguate e il sovraccarico di ferro rimane la maggior causa di morbidità e di mortalità in questi pazienti.Recenti studi hanno osservato come i cambiamenti nella concentrazione di NTBI nel plasma siano proporzionali alla quantità di ferro che è possibile rimuovere con la terapia chelante. Ad esempio la concentrazione plasmatica di NTBI calcolata 10-12 ore dopo una dose serale di deferiprone sarà più bassa in quei pazienti che presenteranno una maggior risposta alla terapia. Lo studio suggerisce in particolare l'uso di questo approccio per chelazioni con deferasirox o nuovi chelanti (FBS0701). 35,36 Figura 3. Metabolismo del ferro nella drepanocitosi trasfusione-dipendente: nella talassemia le condizioni sono analoghe, con l'aggiunta dell'aumentato assorbimento intestinale. Le linee verdi rappresentano l'azione dei chelanti, con l'obiettivo di contenere quanto più possibile i depositi di ferro nell'organismo. 34