Fisiopatología de la HPN

CURSO DE ACTUALIZACIÓN EN HEMOGLOBINURIA PAROXÍSTICA NOCTURNA

(HPN)

Con la colaboración de:

La HPN tiene complicaciones imprevisibles y potencialmente mortales1,2

2

Una actividad elevada de la enfermedad puede pronosticar el riesgo de morbilidad y mortalidad prematura3

La actividad elevada de la enfermedad se define como una LDH ≥1,5 × LSN y ≥1 de los síntomas siguientes4-8:

padecehipertensiónpulmonar8

47 %

de las muertes se debe a insuficiencia renal6

8 % a 18 %

de las muertes se debe a trombosis venosa o

arterial6,7

40 % a 67 %Fatiga 80 %3

Anemia 88%‐94%6

Disfagia 24 %3

Disnea 64 %3

Dolor abdominal 44 %3

Disfunción eréctil 38 %3

Hemoglobinuria 62 %3

HPN, hemoglobinuria paroxística nocturna; LDH, lactato deshidrogenasa; LSN, límite superior de la normalidad.1. Weitz I, et al. Intern Med J. 2013;43(3):298‐307. 2. Jang JH, et al. J Korean Med Sci. 2016;31(2):214‐221. 3. Scherezenmeier H, et al. Haematologica. 2014;99(5):922‐929 and Supplemental Information. 4.; Ficha técnica Soliris versión 20/09/2018. 5. Nishimura J, et al. Medicine (Baltimore). 2004;83(3):193‐207. 6. Hillmen P, et al. Br J Haematol. 2013;162(1):62‐73. 7. Sharma VR. Clin Adv Hematol Oncol. 2013;11 Suppl 13(9):2‐8. 8. Hill A, Rother RP, et al. Br J Haematol. 2010;149(3):414‐425.

Resumen de la fisiopatología de la HPN1-5

3

Hemólisis3Disminución del óxido nítrico3

Trombosis4Daño orgánico específico5

Causas subyacentes de morbilidad progresiva y mortalidad prematura

4. La activación incontrolada del complemento provoca hemólisis y las consecuencias potencialmente mortales de la HPN2

La ausencia de proteínas reguladoras del complemento da como resultado la activación incontrolada del complemento2

3. Activación crónica e incontrolada del complemento y hemólisis

Las células sanguíneas carecen de la expresión de GPI‐AP en la superficie, incluidas las proteínas reguladoras del complemento CD55 y CD59, que son esenciales1

2.Células intactas

Células deficientes en GPI‐AP

Las mutaciones en PIG‐A impiden la producción de anclajes por GPI1

1. PIG‐A PIG‐A mutadoAnclaje por GPI

GPI‐AP

GPI‐AP, proteína anclada por glucosilfosfatidilinositol; HPN, hemoglobinuria paroxística nocturna; PIG‐A, gen clase A de complementación del fosfatidilinositol glucano.1. Brodsky RA. Paroxysmal nocturnal haemoglobinuria. En: Hoffman R, et al, eds. haematology: Basic Principles and Practices. 4th ed. Philadelphia, PA: Elsevier Churchill Livingstone; 2005:419‐427. 2. Kelly R, et al. Ther ClinRisk Manag. 2009;5:911‐921. 3. Rother RP, et al. JAMA. 2005;293(13):1653‐1662. 4. Hill A, et al. Blood. 2013;121(25):4985‐4996. 5. Bessler M, et al. haematology Am Soc Hematol Educ Program. 2008:104‐110. 

Sano1,2 PNH1,2

Gen PIG‐A Gen PIG‐A mutado

Mutación somática

Anclaje por GPI

Proteína anclada por GPI(GPI‐AP)

Superficie celular

Sin anclaje por GPI

Sin expresión de la proteína en la superficie

Superficie celular

En la HPN, una mutación en el gen PIG-A impide la producción de anclajes por GPI1

4

CMH

ERI Granulocitos Plaquetas Linfocitos Monocitos

Las células hematopoyéticas resultantes pueden ser portadoras de la misma mutación y carecer de expresión en la superficie celular de todos las GPI‐AP3

En la HPN, las células con deficiencia de GPI muestran una selección positiva para la expansión clonal en la médula ósea patológica

Esto da lugar a poblaciones de células sanguíneas circulantes que también carecen de GPI‐AP.

5

Eritrocitos

Monocitos

Plaquetas

Granulocitos

Linfocitos

Paso 1 Paso 2

Células madre hematopoyéticas

(CMH)

Presencia de CMH con deficiencia de 

GPI‐AP

Células seleccionadasa

Mutación somática en PIG‐A

Ataque inmunológico

Expansión clonal por inmunoselección Expansión similar a tumor benigno

Con deficiencia de GPI‐APIntacta

ERI, eritrocitos; GPI‐AP, proteína anclada por glucosilfosfatidilinositol; HPN, hemoglobinuria paroxística nocturna; PIG‐A, gen clase A del fosfatidilinositol glucano.aSe supone que los clones cuentan con una ventaja adquirida de crecimiento, además de la mutación en PIG‐A , lo que da lugar a una deficiencia de GPI‐AP.Inoue N, et al. Int J Hematol. 2003;77(2):107‐112.

Las proteínas CD59 y CD55 son proteínas reguladoras del complemento ancladas por GPI1

Los anclajes por GPI ayudan a proteger las células de la destrucción anclando las proteínas reguladoras del complemento a la membrana celular1

6

CD55 (DAF)2

• Impide la formación de las convertasas C3 y aumenta su inestabilidad, lo que atenúa la cascada del complemento 

CD59 (MIRL)2

• Crea una protección para los eritrocitos frente a la lisis mediada por el complemento

• Inhibe la unión del complejo de ataque a la membrana

La ausencia de proteínas reguladoras del complemento ancladas por GPI produce un aumento de la sensibilidad al ataque del complemento2

Membrana celular

DAF, factor acelerador de la degradación (decay‐accelerating factor); ERI, eritrocitos; GPI, glucosilfosfatidilinositol; MIRL, inhibidor de membrana de la lisis reactiva (membrane inhibitor of reactive lysis).1. Hillmen P, et al. British Journal of Haematology. 2013;162:62–73. 2. Brodsky R. Paroxysmal nocturnal haemoglobinuria. En: R Hoffman, et al, eds. haematology: Basic Principles and Practices. 4th ed. Philadelphia, PA: Elsevier Churchill Livingstone; 2005:419‐427.

El sistema del complemento es un componente esencial del sistema inmunitario protector natural1

El complemento es un sistema de más de 30 proteínas plasmáticas que detecta y elimina las amenazas rápidamente1

7

Activación del complementoProteínas

reguladoras del

complemento

El sistema del complemento siempre está activo y las proteínas reguladoras del complemento (como CD55 y CD59) son necesarias para evitar que la activación incontrolada del complemento dañe los tejidos del anfitrión1

• El sistema del complemento tiene cuatro funciones principales1. Opsonización (recubrimiento) de microbios, marcándolos para la fagocitosis2

2. Depuración de los inmunocomplejos1

3. Generación de la respuesta inflamatoria2

4. Formación del complejo de ataque a la membrana (CAM) y lisis celular2

1. Murphy KP. Janeway's Immunobiology. 8th ed. New York, NY: Garland Science, Taylor & Francis Group LLC; 2012:37‐73. 2. Abbas AK, et al. Basic Immunology: Functions and Disorders of the Immune System. 5th ed. St Louis, MO: Elsevier; 2016:169‐190.

En pacientes con HPN, la deficiencia de proteínas reguladoras del complemento da lugar a una activación crónica e incontrolada del complemento1-3

8

Complem

ento proximal

Amplificación

Complem

ento te

rminal

ConsecuenciasConsecuencias

Vía de las lectinasVía de las lectinas Vía clásicaVía clásica Vía alternativaVía alternativa

C5C5 Inhibidor natural: CD59Inhibidor natural: CD59

__ Inhibidor natural: CD59

_

Inhibidor natural: CD55Inhibidor natural: CD55

__ Inhibidor natural: CD55

_

ConsecuenciasConsecuencias

C5b‐9Complejo de ataque a la 

membrana

C5b‐9Complejo de ataque a la 

membrana

C5aC5a

AnafilaxiaInflamaciónTrombosis

HemólisisInflamaciónTrombosis

C3 convertasaC3 convertasa

C5 convertasaC5 convertasa

C3C3

Lisis celularProinflamatoria

Activación plaquetariaActivación endotelialActivación leucocitaria

Protrombótica

Lisis celularProinflamatoria

Activación plaquetariaActivación endotelialActivación leucocitaria

Protrombótica

Anafilotoxina potenteQuimiotaxis

ProtoinflamatoriaActivación endotelialActivación leucocitaria

Protrombótica

Anafilotoxina potenteQuimiotaxis

ProtoinflamatoriaActivación endotelialActivación leucocitaria

Protrombótica

Anafilotoxina débilAnafilotoxina débil

OpsonizaciónOpsonización C3bC3b

C3aC3a

HPN, hemoglobinuria paroxística nocturna.1. Walport MJ. N Engl J Med. 2001;344(14):1058‐1066. 2. Murphy K. Janeway's Immunobiology. 8th ed. New York, NY: Garland Science; 2012:37‐73. 3. Kelly R, et al. Ther Clin Risk Manag. 2009;5:911‐921.

En la HPN , la trombosis tiene una etiología multifactorial: Está medida especialmente mediada por el complemento

9

Activación crónica e incontrolada 

del complemento

Sistema del complemento Activación de la cascada de coagulación

Daño endotelial

↑ de los niveles del factor tisular

VasoconstricciónReducción 

del óxido nítrico

Hemólisis intravascular mediada por el complemento

↑ de los niveles del factor tisular

Liberación de citocinas

Agregación plaquetaria

Generación de fibrina

Trombosis en la HPN

Ausencia de proteínas reguladoras del complemento (CD55/CD59) en 

las células hematopoyéticas

C5a yC5b‐9 (CAM)

Hemólisis

Activación endotelial

Activación plaquetaria

Activación leucocitaria

C5b‐9 (CAM)

Figura inspirada por Hill A, et al. Blood. 2013;121(25):4985‐4996.

CAM, complejo de ataque a la membrana; HPN, hemoglobinuria paroxística nocturna.Hill A, et al. Blood. 2013;121(25):4985‐4996.

La hemoglobina libre puede provocar lesiones renales1-5

10

Túbulo contorneado proximal

Disfunción tubular proximal

Glomérulo

Túbulo colector

Túbulo contorneado distal

Figura adaptada de Rother RP, et al. JAMA. 2005;293(13):1653‐1662; Greer JP, et al. Wintrobe's Clinical haematology. 13th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins; 2014:83‐124, 785‐808; 

Activación crónica e incontrolada del complemento

Efectos directos en el riñón

Activación crónica e incontrolada del complemento

Efectos directos en el riñón

Depósitos de hemosiderina: debido al exceso de hemoglobina libre en plasma filtrada por los glomérulos renales

Signos de albuminuria/proteinuria: Marcadores de daño renal

Hemoglobinuria: debido a una disfunción en la capacidad de reabsorción del túbulo proximal (50‐100 mg/ml)

HemosiderinuriaHemoglobinuriaAlbuminuriaProteinuria

Inflamación tubulointersticialNecrosis tubular aguda

Insuficiencia renal crónica

Hg, hemoglobina.1. Rother RP, et al. JAMA. 2005;293(13):1653‐1662. 2. Greer JP, et al. Wintrobe's Clinical haematology. 13th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins; 2014:83‐124, 785‐808. 3. Ballarin J, et al. Nephrol Dial Transplant. 2011;26(10):3408‐3411. 4. Chow KM, et al. Am J Kidney Dis. 2001;37(2):E17. 5. Guyton AC, Hall JE. Textbook of Medical Physiology. 10th ed. Philadelphia, PA: Elsevier Saunders; 2006.

La disfunción renal es un factor pronóstico de muerte prematura1,2

Los pacientes con disfunción renal (DR) presentaron una tasa de mortalidad 7,8 veces mayor que la población general emparejada por el sexo y la edad (RME = 7,8; IC del 95 %, 3,9-11,8; p <0,001)1

11

Mortalidad en pacientes con HPN y DR1

La disfunción renal es la causante de entre el 8 % y el 18 % de las muertes relacionadas con la HPN2

Prob

abilida

d de

 supe

rviven

cia

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

Año desde la fecha del diagnóstico

0 5 10 15 20 25 30

Controles emparejados por la edad y el sexo en la población

Pacientes con HPN sin DRPacientes con HPN con DR

HPN, hemoglobinuria paroxística nocturna; RME, razón de mortalidad estándar.1. Jang JH, et al. J Korean Med Sci. 2016;31(2):214‐221. 2. Hillmen P, et al. Br J Haematol. 2013;162(1):62‐73.

La hemólisis crónica es la causa subyacente de la morbilidad progresiva y la mortalidad prematura en la HPN1-4

12

Los eritrocitos normales están protegidos del 

ataque del complemento por un escudo formado por proteínas reguladoras 

del complemento1

La ausencia de estas proteínas reguladoras del complemento 

protectoras da lugar a la destrucción de los eritrocitos 

en pacientes con HPN1  

Eritrocitos intactos

Activación del complemento1

Hg libre/LDH elevada

Disminución de NO

Hemólisis2

Trombosis1,2

Fatiga6

Insuficiencia renal3

Dolor abdominal2.4

Disnea5

Disfagia2,6

Hemoglobinuria6

Disfunción eréctil2,6

Efecto significativo en la supervivencia

Efecto significativo en la morbilidad

Hipertensiónpulmonar2

ERI, eritrocitos; Hb, hemoglobina; HPN, hemoglobinuria paroxística nocturna; LDH, lactato‐deshidrogenasa; NO, óxido nítrico.1. Brodsky RA. haematology ‐ Basic Principles and Practices. 4th ed. Philadelphia, PA: Elsevier Churchill Livingstone; 2005:419‐427.  2. Rother RP, et al. JAMA. 2005;293(13):1653‐1662. 3. Hillmen P, et al. Am J Hematol. 2010;85(8):553‐559. 4. Lee JW, et al. Haematologica. 2010;95(suppl 2):Abstract 506. 5. Hill A, et al. Br J Haematol. 2010;149(3):414‐425. 6. Hill A, et al. Br J Haematol. 2007;137(3):181‐192.

La HPN se caracteriza por hemólisis intravascular1, pero también hay hemolisis extravascular, mediada por depósito de complemento

13

Hemólisis extravascular4

Fagocitosis de eritrocitos por macrófagos en el bazo y el hígado3

Hemólisis intravascular2

Destrucción de los eritrocitos en la circulación en el interior de los vasos sanguíneos3

2. Fagocitosis

3.Degradaciónen lisosomas 4.Hemoglobina

intracelular

5.Biliverdina

6.Depuraciónde la bilirrubina por el hígadoHEPATOCITO

MACRÓFAGO

1.Eritrocitos recubiertos de anticuerpos o irregulares.

1. Eritrocitos en la circulación

2.Lisis directa:Tensión de cizallamientoToxinasComplemento

3.Hemoglobinalibre intravascular

4.Se une a la haptoglobina

5.Si disminuye la haptoglobina, la hemoglobina se excreta en los riñones (hemoglobinuria).

Depuración por el hígado

o

ERI, eritrocitos; HPN, hemoglobinuria paroxística nocturna.1. Hillmen P, et al. British Journal of Haematology. 2013;162:62–73. 2. Noronha SA. Pediatr Rev. 2016;37(6):235‐246. 3. Dhaliwal G, et al. Am Fam Phys. 2004;69(11):2599‐2606. 4. Notario R, et al. Semin hematol. 2018;55(3):130‐135

La hemolisis extravascular es mucho más aparente en los pacientes tratadoscon antiC5, pero se observa en todos al diagnóstico (8% de los pacientestienen un TAD+ para complemento, de forma débil) Es conveniente registrarlapara las terapias que van a bloquear C3.4

Factores que afectan a la hemólisis en la HPN

14

La hemólisis de la HPN no es«paroxística» ni «nocturna»2

La HPN se caracteriza por una hemólisis mediada por el complemento continua1

GPI‐AP, proteína anclada por glucosilfosfatidilinositol; HPN, hemoglobinuria paroxística nocturna.1. Hill A, et al. Br J Haematol. 2007;137(3):181‐192. 2. Brodsky RA. haematology: Basic Principles and Practices. 4th ed. Philadelphia, PA: Elsevier Churchill Livingstone; 2005:419‐427. 3. Parker CJ. haematology Am Soc Hematol EducProgram. 2011;2011:21‐29. 4. AAMDS Website. https://www.aamds.org/diseases/pnh/diagnosis. 2016. Fecha de acceso: 17 de diciembre de 2018. 5. Rosse WF. Blood. 1971;37(5):556‐562. 6. Rachidi S, et al. Eur. J. Intern. Med.2010;21(4):260‐267. 7. Pu JJ, et al. Clin. Transl Sci. 2011;4(3):219‐224. 

Los clones que presentan una deficiencia de GPI‐AP se expanden de forma diferente entre los pacientes

Expresión de GPI‐AP Ausencia de expresión/extremadamente sensible al sistema del complemento

(«células de tipo III»)

Vida útil aproximada5,6

Expresión reducida/parcialmente sensible al sistema del complemento 

(«células de tipo II»)

Expresión normal/responde de manera saludable al sistema del complemento 

(«células de tipo I»)

8‐10 días 30‐40 días 90‐120 días

Proporción de células periféricas con deficiencia de GPI‐AP2,3

Grado de deficiencia de GPI‐AP2‐4

Nivel de activación del complemento2,73.

2.

1.10 % 50 %Tamaño del clon 90 %

• Activación espontánea continua (vía alternativa)

• Circunstancias que amplifican el complemento (p. ej., infecciones, transfusiones de sangre, intervenciones quirúrgicas, consumo de alcohol, ejercicio extenuante)

CONCLUSIONES-La HPN es el resultado de una mutación somática en el gen PIG-A que impide la síntesis deanclajes por GPI, lo que provoca una carencia de las proteínas inhibidoras del complemento CD55 yCD59 en la superficie de las células afectadas1

-Normalmente, la CD55 inhibe la cascada del complemento en las etapas críticas de C3 y C5convertasas, mientras que CD59 bloquea la formación del CAM en la superficie celular2

-Las células con deficiencia de proteínas ancladas por GPI sobreviven preferentemente al ataqueinmunológico en el contexto de una disfunción medular3,4

-El bajo número o ausencia de proteínas inhibidoras del complemento CD55 y CD59 en la superficiede las células afectadas causa una activación incontrolada del complemento1

-La activación incontrolada del complemento provoca hemólisis intravascular crónica, que liberahemoglobina libre1,5

-La hemoglobina libre secuestra y reduce el óxido nítrico endógeno, lo que da lugar a muchas de lascomplicaciones clínicas potencialmente mortales de la HPN5

15CAM; complejo de ataque a la membrana; GPI, glucosilfosfatidilinositol; HPN, hemoglobinuria paroxística nocturna; PIG‐A, gen clase A de complementación del fosfatidilinositol glucano.1. Brodsky RA. haematology ‐ Basic Principles and Practices. 4th ed. Philadelphia, PA: Elsevier Churchill Livingstone; 2005:419‐427. 2. Kelly R, et al. Ther Clin Risk Manag. 2009;5:911‐921. 3. Hill A, et al. Br J Haematol. 2007;137(3):181‐192. 4. Hill A, et al. Nat Rev Dis Primers. 2017;3(17028):1‐14. 5. Rother RP, et al. JAMA. 2005;293(13):1653‐1662.