Nei pazienti affetti da talassemia major è necessaria una valutazione regolare dell'accumulo di ferro, per identificare le situazioni più pericolose ed evitare il rischio di sviluppare complicanze; inoltre, combinando i risultati di diversi strumenti di misurazione del ferro, è possibile prevedere e valutare la risposta alla terapia chelante. 61 I parametri che possono essere valutati sono la ferritina sierica, la concentrazione di ferro epatico e la concentrazione di ferro cardiaco.Il dosaggio della ferritina è un indicatore prognostico ragionevole di accumulo di ferro e di tossicità, dal momento che si caratterizza per un incremento lineare in relazione al numero di trasfusioni ricevute dal paziente. Esso rappresenta il test più diffuso e più facile da eseguire, poiché consiste in un semplice esame del sangue. Vi sono però delle limitazioni all'utilizzo del dosaggio della ferritina, dal momento che essa rappresenta una proteina di fase acuta, per cui può aumentare in corso di infiammazione, febbre e danno tissutale, e che può essere falsamente ridotta in caso di bassi livelli di acido ascorbico (molto comuni nei pazienti con talassemia major). 24 Misurazioni ripetute ad intervalli frequenti sembrano però riflettere bene l'andamento del sovraccarico di ferro nel tempo e possono essere utilizzate per valutare l'adeguatezza della terapia chelante. È stata osservata infatti una correlazione tra cambiamenti dei livelli di ferritina sierica e modificazioni del ferro epatico misurato mediante la biopsia o altri sistemi non invasivi. 61,62 La correlazione sembra però perdere di precisione in caso di sovraccarico epatico importante e in relazione all'accumulo cardiaco, tanto da non poter essere usata come unico parametro per la valutazione dell'accumulo marziale.Le concentrazioni sieriche di ferritina hanno un range di normalità variabile in base all'età: 12-60 ng/ml in bambini con età inferiore a 5 anni, 12-95 ng/ml fra i 5 e i 18 anni, 20-120 ng/ml per donne adulte e 20-200 ng/ml in uomini adulti. I valori di ferritina hanno un significato prognostico, perché valori ripetutamente superiori a 2500 ng/ml sono associati ad un aumentato rischio di tossicità d'organo e morte. Molti studi hanno infatti dimostrato che bassi livelli di ferritina riducono l'incidenza di complicanze e sono associati quindi a una prognosi migliore. 63,64 La concentrazione di ferro epatico (LIC, Liver Iron Concentration) è considerata un indicatore di rischio migliore rispetto alla ferritina ed è considerato il gold standard per la valutazione dell'accumulo di ferro totale dell'organismo, dal momento che circa il 70% di esso si localizza nel fegato. Diversi metodi sono disponibili per stimare il ferro epatico: la biopsia epatica è stata soppiantata negli ultimi decenni da due metodiche non invasive, in grado di fornire risultati correlabili ai valori della biopsia.Per quanto riguarda la biopsia epatica, più sicura se eseguita sotto guida ecografica, essa permette di misurare la concentrazione del metallo mediante spettrofotometro ad assorbimento atomico. 27 Livelli di LIC superiori a 15 mg/g dry weight (d.w.) sono associati ad un aumentato rischio di complicanze cardiache e morte; i valori ideali per un paziente sottoposto a terapia chelante sono compresi tra 3 e 7 mg/g d.w. 61 I limiti all'uso della biopsia sono l'invasività della procedura, che la rende poco accettabile da parte dei pazienti e ne impedisce l'uso ripetuto per monitorare l'accumulo di ferro nel tempo, e la disomogeneità di distribuzione del ferro a livello epatico, soprattutto in caso di fibrosi e cirrosi, che può causare una sottostima dei valori di ferro.Il primo metodo non invasivo utilizzato è stata la biosuscettometria magnetica SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), introdotta nel 1982: 65 questa tecnica utilizza magnetometri per misurare campi magnetici molto piccoli, quali quelli generati dalle molecole di ferritina ed emosiderina grazie alle loro proprietà paramagnetiche. Le proprietà paramagnetiche di un tessuto sono determinate dall'intensità e dalla direzione della risposta magnetica che si produce ponendo il tessuto in un campo magnetico. 66 Nella maggior parte dei tessuti biologici l'applicazione di un campo magnetico induce nel tessuto una risposta magnetica diametralmente opposta e di intensità estremamente inferiore rispetto alla forza del campo applicato. La presenza invece in un tessuto biologico di materiale paramagnetico, come la ferritina o l'emosiderina, produce un campo di risposta con la stessa direzione del campo applicato e con forza inferiore, ma comunque superiore rispetto a quello che si crea in assenza di queste sostanze. L'entità della risposta paramagnetica è proporzionale al numero di atomi di ferro presenti nella ferritina e nell'emosiderina, quindi la correlazione tra ferro epatico e suscettibilità magnetica è, entro un certo range, lineare. 69,70 Molti studi hanno dimostrato che la misurazione dell'accumulo marziale a livello epatico mediante metodica SQUID è quantitativamente equivalente a quella ottenuta mediante la biopsia; inoltre essendo una metodica non invasiva è più accettabile da parte dei pazienti. 67 I limiti principali sono però rappresentati dai costi elevati e dalla disponibilità del macchinario: attualmente sono presenti solo quattro biosuscettometri SQUID, due negli Stati Uniti (Cleveland ed Oakland) e due in Europa (precisamente ad Amburgo e a Torino, presso il Centro di riferimento regionale per le Emoglobinopatie dell'Ospedale San Luigi Gonzaga di Orbassano).Con una misurazione SQUID è possibile stimare il contenuto totale di ferro nell'organismo, tramite la relazione: 68 ferro corporeo totale (mg Fe/Kg di peso corporeo) = 10,6 x LIC (mg Fe/g di fegato d.w.) x peso corporeo (Kg)In questo modo è possibile quantificare l'effetto della terapia chelante ed eventualmente aggiustarne la dose in base al contenuto di ferro corporeo totale.La concentrazione epatica di ferro (LIC) nei soggetti normali è compresa tra 0,2 e 2 mg/g d.w.; valori tra 3,2 e 7 mg/g d.w. esprimono già un accumulo marziale ma non sono associati a complicanze d'organo e sono considerati valori ideali per pazienti poli-trasfusi come i soggetti talassemici; un valore superiore a 7 mg/g d.w. è correlato ad un aumentato rischio di fibrosi e cirrosi epatica, mentre il superamento della soglia dei 15 mg/g d.w. fa crescere anche il rischio di complicanze cardiache. 59 Un altro metodo non invasivo utilizzato per valutare il sovraccarico di ferro è la Risonanza Magnetica (RM). Questa tecnica non dosa direttamente il ferro, ma quantifica l'influenza del ferro sulla suscettibilità magnetica dei protoni di acqua diffusi nei tessuti: infatti il deposito di ferro nei tessuti determina delle disomogeneità locali dei campi magnetici, causando una riduzione dell'intensità del segnale. 69,70 I principali limiti della metodica sono gli alti costi e l'accessibilità dei pazienti alle apparecchiature (più vantaggiosi comunque rispetto alla metodica SQUID), l'utilizzo di un ambiente claustrofobico, i lunghi tempi di esecuzione dell'esame e il fatto che non possa essere impiegata in soggetti portatori di pace-maker cardiaco o con clip metalliche.Il tempo di rilassamento può essere misurato sia direttamente nel tessuto in questione sia mediante il rapporto di intensità del segnale tra il tessuto colpito e un tessuto di riferimento, come il muscolo scheletrico o il tessuto adiposo. Questa tecnica, denominata SIR (Signal Intensity Ratio), è stata poi superata dall'introduzione di altre metodiche attualmente in uso. 71 La tecnica T2 utilizza onde radio per generare immagini a diversi "echo-times", la tecnica T2* impiega gradienti magnetici ed ha valori inversamente proporzionali al sovraccarico di ferro. Le immagini in T2* sono più vantaggiose rispetto a quelle in T2 perché sono più sensibili al sovraccarico di ferro, inoltre l'acquisizione dell'immagine è più rapida minimizzando gli artefatti conseguenti alla contrazione cardiaca, al flusso ematico e ai movimenti respiratori. Il valore di T2* è correlato a T2 secondo la formula:1/T2* = 1/T2 + 1/T2! in cui T2' rappresenta il tempo di rilassamento trasverso dovuto agli effetti della disomogeneità magnetica. 69 I reciproci di T2 e T2*, conosciuti come R2 e R2*, si riferiscono al segnale di decadimento e sono direttamente proporzionali al sovraccarico di ferro. L'indice R2 ha dei vantaggi poiché tiene conto del fatto che una variazione del T2* cardiaco ha un peso diverso a seconda del particolare intervallo, espresso in ms, in cui avviene (ad esempio è un maggiore miglioramento un T2* cardiaco che passa da 5 ms a 6 ms piuttosto che da 15 ms a 20 ms). Il valore R2* è influenzato da altri fattori rispetto al parametro R2, poiché dipende dalle differenze di suscettibilità diamagnetica di diversi tessuti (R'2), a loro volta correlate alla struttura macroscopica e microscopica del tessuto e alla variazione della concentrazione spaziale di ferro; le relazioni tra i valori sono espressi dalla formula: 72 Un ulteriore tecnica di RM disponibile per la quantificazione del ferro epatico e introdotta nel 2004 è rappresentata dal FerriScan (Single spin-echo proton transverse relaxometry) e prevede la misurazione del valore di R2 epatico ottimizzando il grado di accuratezza, precisione e riproducibilità della valutazione. 72 Il sistema non è influenzato dalla presenza di fibrosi e può essere anche applicato a bambini piccoli. La sensibilità e la specificità del test sono rispettivamente del 94% e del 100 % per valori di LIC compresi tra 3 e 7 mg/ g d.w. 73 Nonostante la Risonanza Magnetica possa essere utilizzata per stimare l'accumulo di ferro in diversi organi, compresi l'ipofisi, il pancreas ed il midollo osseo, essa è normalmente utilizzata di routine per misurare il ferro a livello epatico e cardiaco. 61 La metodica è sensibile al contenuto d'acqua nei tessuti, quindi cambiamenti nel contenuto di liquidi nell'organismo sono responsabili di variazioni del 5-7 % dei valori misurati con la RM. 70 La determinazione del ferro cardiaco ha una grande rilevanza clinica, superiore a quella della valutazione del ferro epatico. Nei pazienti che sviluppano insufficienza cardiaca la concentrazione di ferro miocardica è generalmente meno di un quinto della quota epatica e sostanzialmente inferiore rispetto alla quantità presente in molte ghiandole endocrine. I depositi di ferro si localizzano principalmente a livello epicardico e nel terzo medio della parete ventricolare, inizialmente nella zona perinucleare dei cardiomiociti, per poi occupare tutta la fibrocellula con l'aumento della quota di ferro. L'accumulo di ferro atriale è invece più raro, così come a livello del tessuto di conduzione.R2*= R2 + R'2.Fin dalla sua introduzione nel 2001, il monitoraggio del ferro cardiaco con tecniche di risonanza magnetica ha sostituito la biopsia cardiaca, metodica invasiva che risentiva anche del limite della distribuzione non omogenea del ferro all'interno del miocardio; diversi studi hanno dimostrato una correlazione significativa fra le due metodiche. 74 75 La risonanza magnetica cardiaca con metodica T2* permette sia di quantificare il contenuto di ferro nel miocardio, non prevedibile dai dosaggi di ferritina e dalla concentrazione di ferro epatico, sia di prevedere la necessità di un trattamento per la disfunzione ventricolare, dal momento che è stata dimostrata una correlazione fra il valore di T2* miocardico e la frazione d'eiezione del ventricolo sinistro (figura 5). 70,76,77 Figura 5. Correlazione tra il valore di T2* cardiaco (ms) e la frazione d'eiezione (%) del ventricolo sinistro, espressa dai puntini. La linea continua rappresenta il corrispondente valore di ferro cardiaco, stimato in mg/g d.w. 78 Il tempo di rilassamento (T2*) è di 37 ± 5 ms nei soggetti normali ed è accorciato in presenza di ferro, per cui la soglia di normalità è stata posta convenzionalmente a 20 ms, per eliminare falsi positivi legati ad artefatti della tecnica e a possibili fluttuazioni nella concentrazione di emoglobina deossigenata. 77 Si considera che valori superiori a 25 ms indicano assenza di accumulo di ferro cardiaco, fra 20 e 25 ms si ha una zona grigia, fra 10 e 20 ms si ha un lieve-moderato accumulo di ferro, che raggiunge livelli severi per valori inferiori a 10 ms.La grande utilità della RM cardiaca consiste nella possibilità di riconoscere un accumulo subdolo di ferro cardiaco, quindi di identificare una condizione pre-clinica, di assicurare una completa rimozione del ferro cardiaco mediante un'intensificazione della terapia e comparare l'efficacia a livello cardiaco di diversi ferro-chelanti per ottenere la massima sicurezza per i pazienti. 70,76,[79][80][81][82][83] Studi recenti hanno dimostrato il legame tra i valori di T2* cardiaco e il rischio di sviluppare complicanze cardiache (figura 6): ad un anno dalla valutazione di RM il 14% dei pazienti con T2* tra 8 e 10 ms e il 50% dei pazienti con T2* minore di 6 ms ha sviluppato uno scompenso cardiaco; nel 14% dei pazienti con T2* cardiaco inferiore a 6 ms si è manifestata un'aritmia. 69 70,76 Figura 6. Curve di Kaplan-Meier che mostrano l'occorrenza dello scompenso cardiaco ad un anno dalla valutazione del T2* cardiaco, rispetto a differenti valori di baseline: superiori a 10ms, tra 8 e 10 ms, tra 6 e 8 ms, inferiori a 6ms (p<0,001). 76 