inactivacion de patogenos

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99 Rev Med Hosp Gen Mex 2006; 69 (2): 99-107 edigraphic.com REVISTA MEDICA DEL HOSPITAL GENERAL DE MEXICO, S.S. Vol. 69, Núm. 2 Abr.-Jun. 2006 pp 99 - 107 Artículo de revisión 1 Banco de Sangre, Hospital General de México. 2 Departamento de Salud Pública, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México. 3 Medicina Transfusional y Banco de Sangre, Clínica de la Universidad de Colonia, Alemania. Inactivación de patógenos en productos sanguíneos Julieta Rojo, 1,2 Susanne M Picker, 3 Juan José García García, 2 Birgit S Gathof 3 RESUMEN Los estándares de seguridad de la sangre y sus productos han alcanzado un elevado nivel en la actualidad debido a la normatividad internacional vigente con la que funcionan los Bancos de Sangre. Ésta implica el control de donadores, los avances en la inmunohematología y la implementación de pruebas de tamizaje modernas. La radiación con rayos gamma y la filtración han minimizado la transmisión de agentes virales (hepatitis B y C, virus de la inmunodeficiencia humana, cito- megalovirus) y las reacciones no hemolíticas. Las pruebas de ácidos nucleicos (NAT, acid nucleic tests) han sido las principales en aumentar la seguridad de productos sanguíneos. Sin embargo, siguen persistiendo riesgos en la transfu- sión sanguínea debido a la falta de referencia de estos factores por parte de los donadores, donadores infectados que se presentan en el período de ventana diagnóstica, falta de pruebas de tamizaje para otros virus, bacterias y parásitos, lo cual se ha convertido en un problema a partir del aumento de la migración y el turismo “ecológico”, así como de la apari- ción de nuevos patógenos como por ejemplo los virus del Nilo, de la neuroencefalitis espongiforme y el de la insuficiencia respiratoria aguda. Por lo anterior, se han desarrollado métodos para reducir o eliminar a los agentes patógenos transmi- sibles por la transfusión, que a su vez no alteren las funciones de las células transfundidas; sin embargo la mayoría de tales métodos se encuentra en proceso de validación. El presente artículo presenta una revisión sobre el estado actual de los métodos fotoinactivadores (fotoquímicos y fotosensibilizadores) de patógenos para productos sanguíneos. Palabras clave: Transfusión, banco de sangre, inactivación de patógenos. ABSTRACT Improvements of blood donor selection, blood processing, histocompatibility, immunohematology, serologic screening for infectious markers, and more recently, the introduction of nucleic acid testing (NAT-tests) for different virus genoms in- creased the safety of blood transfusion. To date, the transfusion-associated risk of HIV, HBV or HCV (human immunode- ficiency virus, hepatitis B or hepatitis C- virus) infection has become negligible in Western communities. However, blood transfusion is not without risk. Transfusion-transmitted infections based on emerging viruses, parasites or mainly bacterial contamination still exist and can lead to severe morbidity and death of the recipient. Techniques with the potential to direct- ly target the possible pathogen, are expected to diminish this residual risk of blood transfusion. Only recently, procedures for pathogen inactivation (PI) of cellular blood components targeting a broad variety of enveloped and non-enveloped virus- es, bacteria, parasites as well as leucocytes by targeting nucleic acids have been developed. The mechanism is based on activation of a so-called photosensitizer with defined light sources. The most intensively studied dyes with photodynam- ic properties are phenothiazines, porphyrins, cyanins, and riboflavin (vitamin B 2 ). Psoralens like S-59 (amotosalen-HCl) have photochemical properties. Other compounds interfere with nucleic acids without an external energy sources (ethyl- ene imine PEN 110) or upon pH-shift (S-303). Because of the possibility to use visible or UV light for treatment, studies on PI of platelet concentrates and plasma are more advanced than with red blood cell concentrates strongly absorbing light of this energy. Other drawbacks of PI procedures for red blood cell concentrates are cellular damage increasing during pro- longed storage in case of porphyrins (partly prevented by the addition of oxygen scavengers) and cyanins, the necessity of an integrated, time consuming washing step in addition to unresolved toxicologic questions in case of PEN 110, and an- tibody formation in case of S-303. PI techniques may become available for blood services and clinicians in the near future. Before implementation, open questions on safety profile of rest substances, cost effectiveness, and the real extent to which PI procedures affect cell function should be answered. Key words: Transfusion, blood bank, pathogen inactivation.

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  • 99Rev Med Hosp Gen Mex 2006; 69 (2): 99-107

    edigraphic.com

    REVISTA MEDICA DEL

    HOSPITAL GENERALDE MEXICO, S.S.

    Vol. 69, Nm. 2 Abr.-Jun. 2006pp 99 - 107

    Artculo de revisin

    1 Banco de Sangre, Hospital General de Mxico.2 Departamento de Salud Pblica, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autnoma de Mxico.3 Medicina Transfusional y Banco de Sangre, Clnica de la Universidad de Colonia, Alemania.

    Inactivacin de patgenos en productos sanguneos

    Julieta Rojo,1,2 Susanne M Picker,3

    Juan Jos Garca Garca,2 Birgit S Gathof3

    RESUMEN

    Los estndares de seguridad de la sangre y sus productos han alcanzado un elevado nivel en la actualidad debido a lanormatividad internacional vigente con la que funcionan los Bancos de Sangre. sta implica el control de donadores, losavances en la inmunohematologa y la implementacin de pruebas de tamizaje modernas. La radiacin con rayos gammay la filtracin han minimizado la transmisin de agentes virales (hepatitis B y C, virus de la inmunodeficiencia humana, cito-megalovirus) y las reacciones no hemolticas. Las pruebas de cidos nucleicos (NAT, acid nucleic tests) han sido lasprincipales en aumentar la seguridad de productos sanguneos. Sin embargo, siguen persistiendo riesgos en la transfu-sin sangunea debido a la falta de referencia de estos factores por parte de los donadores, donadores infectados que sepresentan en el perodo de ventana diagnstica, falta de pruebas de tamizaje para otros virus, bacterias y parsitos, locual se ha convertido en un problema a partir del aumento de la migracin y el turismo ecolgico, as como de la apari-cin de nuevos patgenos como por ejemplo los virus del Nilo, de la neuroencefalitis espongiforme y el de la insuficienciarespiratoria aguda. Por lo anterior, se han desarrollado mtodos para reducir o eliminar a los agentes patgenos transmi-sibles por la transfusin, que a su vez no alteren las funciones de las clulas transfundidas; sin embargo la mayora detales mtodos se encuentra en proceso de validacin. El presente artculo presenta una revisin sobre el estado actualde los mtodos fotoinactivadores (fotoqumicos y fotosensibilizadores) de patgenos para productos sanguneos.Palabras clave: Transfusin, banco de sangre, inactivacin de patgenos.

    ABSTRACT

    Improvements of blood donor selection, blood processing, histocompatibility, immunohematology, serologic screening forinfectious markers, and more recently, the introduction of nucleic acid testing (NAT-tests) for different virus genoms in-creased the safety of blood transfusion. To date, the transfusion-associated risk of HIV, HBV or HCV (human immunode-ficiency virus, hepatitis B or hepatitis C- virus) infection has become negligible in Western communities. However, bloodtransfusion is not without risk. Transfusion-transmitted infections based on emerging viruses, parasites or mainly bacterialcontamination still exist and can lead to severe morbidity and death of the recipient. Techniques with the potential to direct-ly target the possible pathogen, are expected to diminish this residual risk of blood transfusion. Only recently, proceduresfor pathogen inactivation (PI) of cellular blood components targeting a broad variety of enveloped and non-enveloped virus-es, bacteria, parasites as well as leucocytes by targeting nucleic acids have been developed. The mechanism is basedon activation of a so-called photosensitizer with defined light sources. The most intensively studied dyes with photodynam-ic properties are phenothiazines, porphyrins, cyanins, and riboflavin (vitamin B2). Psoralens like S-59 (amotosalen-HCl)have photochemical properties. Other compounds interfere with nucleic acids without an external energy sources (ethyl-ene imine PEN 110) or upon pH-shift (S-303). Because of the possibility to use visible or UV light for treatment, studies onPI of platelet concentrates and plasma are more advanced than with red blood cell concentrates strongly absorbing light ofthis energy. Other drawbacks of PI procedures for red blood cell concentrates are cellular damage increasing during pro-longed storage in case of porphyrins (partly prevented by the addition of oxygen scavengers) and cyanins, the necessityof an integrated, time consuming washing step in addition to unresolved toxicologic questions in case of PEN 110, and an-tibody formation in case of S-303. PI techniques may become available for blood services and clinicians in the near future.Before implementation, open questions on safety profile of rest substances, cost effectiveness, and the real extent towhich PI procedures affect cell function should be answered.

    Key words: Transfusion, blood bank, pathogen inactivation.

  • Rojo J et al. Inactivacin de patgenos en productos sanguneos

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    INTRODUCCIN

    Los estndares de seguridad de la sangre y sus pro-ductos han alcanzado un elevado nivel en la actuali-dad. Esto se debe a la normatividad con la que fun-cionan los bancos de sangre, el control de donado-res ya conocidos, las correcciones que se han he-cho a los cuestionarios del donador de sangre, laexploracin fsica, los avances en la inmunohema-tologa y en las pruebas de histocompatibilidad, ascomo en la implementacin de pruebas serolgicasde tamizaje modernas. La radiacin con rayos gam-ma y las tcnicas de filtracin han minimizado laproporcin de leucocitos contaminados responsa-bles de la transmisin de agentes asociados a clu-las, tales como el citomegalovirus (CMV) y even-tualmente tambin los priones,1 as como de las re-acciones injerto contra husped a travs de linfoci-tos T, de la reaccin febril postransfusional nohemoltica por liberacin de citocinas, de estadosrefractarios por induccin de anticuerpos HLA (ant-geno linfocitario de histocompatibilidad) clase 1 yprocesos inmunomoduladores que implican un posi-ble riesgo de infeccin y de gradiente de progresintumoral en el paciente receptor. Las pruebas de ci-

    dos nucleicos (NAT, del ingls nucleid acid tests)han sido las que han aumentado principalmente laseguridad de los productos sanguneos.2 Los geno-mas virales (ADN/ARN) son actualmente demostra-bles incluso antes de la deteccin de los antgenosvirales o de los anticuerpos antivirales en la sangrede los donadores, de tal manera que el riesgo detransmisin de los virus de la inmunodeficiencia hu-mana (HIV), de la hepatitis B (HBV) y de la hepatitisC (HCV) ha disminuido considerablemente en lospases industrializados (Cuadro I).3,4

    A pesar de lo anterior, existen riesgos restantesen la transfusin sangunea. En trminos genera-les, el 2% de todos los donadores de sangre no re-fieren factores de riesgo de infecciones viralesprevias.5 Los donadores de sangre infectados quese presentan a donar en el periodo entre el iniciode la infeccin y la posible deteccin del agente in-feccioso en sangre (ventana diagnstica), no pue-den ser detectados (Cuadro II). 3,6-8 Por otra parte,no existen pruebas de tamizaje de rutina para mu-chos de los virus asociados a transfusin conoci-dos, tales como el parvovirus B19 o para parsi-tos, lo cual se ha convertido en un problema a par-tir del incremento en la inmigracin y en el turismo

    Cuadro I. Estado actual de riesgo de transmisiones virales.3, 5-7 Causa: Donacin en el momento de la ventana diagnstica.

    Riesgo por unidad transfundida (posNAT)

    Virus EUA Francia Alemania

    HIV 1:1576,000 1:1000,000 1:1900,000HCV 1:223,00 1:200,000 1:< 350,000HBV 1:135,000 1:180,000 1:220,000

    Riesgo acumulado 1:79,806 1:86,505 1:126,121

    Abreviaturas: NAT = Nucleic acid tests (pruebas de cidos nucleicos). HIV = Virus de la inmunodeficiencia humana.HCV = Virus de la hepatitis C. HBV = Virus de la hepatitis B.

    Cuadro II. Riesgos restantes: Ventana diagnstica.4 NAT/PCR acorta significativamente este periodo.

    Promedio (das) hasta NAT/PCR1

    Virus Elisa la seroconversin positivo (das)

    HIV Antgeno p24 16 11Anti-HIV 22

    HCV Anti-HCV 70 12

    HBV HBsAg 56 40

    Abreviaturas: NAT = Nucleic acid tests (pruebas de cidos nucleicos). PCR = Reaccin en cadena de la polimerasa. HIV = Virus de lainmunodeficiencia humana. HCV = Virus de la hepatitis C. HBV = Virus de la hepatitis B.

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    que actualmente viaja a regiones endmicas de in-fecciones potencialmente transmisibles por vasangunea. Se reportan al ao tres casos de mala-ria y 0.1% casos de enfermedad de Chagas en Es-tados Unidos de Norteamrica son transmitidos portransfusin.9 Cada dos o tres aos se presenta laaparicin de un nuevo patgeno (por ejemplo, virusde la neuroencefalitis espongiforme, virus del Nilode occidente, virus del sndrome agudo respiratoriosevero o SARS). Todava estamos lejos de imple-mentar todas las pruebas de tamizaje necesariaspara la deteccin de estos agentes. En la actuali-dad, el problema epidemiolgico microbiolgicomayor asociado con la transfusin lo constituye lacontaminacin bacteriana de productos sangu-neos.10 A excepcin del Treponema pallidum y dela brucella en algunos pases de Amrica Latina,11en la mayora de los pases no se lleva a cabo nin-gn tipo de tamizaje bacteriano (Cuadro III). Segnreportes de estudios norteamericanos, uno de cada2,000 concentrados plaquetarios (CP) presenta un

    nmero significativo de bacterias,12 que conllevana la sepsis en uno de cada seis pacientes recepto-res de las plaquetas,13 y resulta mortal para unode cada cuatro de ellos. El 12.5% de las muertesasociadas a transfusin se deben actualmente acontaminacin bacteriana.14

    Inactivacin de patgenos

    Por lo anterior, no sorprende el hecho de que la bs-queda de mtodos para reducir o eliminar a los agen-tes en la transfusin sea, desde hace mucho tiempo,tema central de la investigacin en medicina transfu-sional. Debe de haber un mtodo adecuado que pro-porcione mayor seguridad al paciente que va a sertransfundido y que al mismo tiempo no altere las fun-ciones o la vitalidad de las clulas transfundidas yconvenga desde el punto de vista econmico. Dichomtodo debe orientarse tanto a la eliminacin de bac-terias (Gram positivas y Gram negativas), como devirus (con y sin cpside), as como de parsitos. Es

    Cuadro III. Pruebas de tamizaje para patgenos asociados a transfusin.

    Estudios rutina

    Familia Patgeno Enfermedad S No

    Virus de hepatitis HBV, HCV Hepatitis XHEV, HGV Hepatitis X

    Retrovirus HIV-1 & -2 SIDA XHTLV-I & -II Linfoproliferacin maligna (X)

    Neuropata

    Virus herpes CMV CMV, retinitis, hepatitis, (X)neumona

    EBV Sndrome Epstein-Barr (X)HHV-8 Sarcoma de Kaposi X

    Parvovirus B19 Anemia aplstica X

    Bacterias Gram negativas, Gram positivas Sepsis XTreponema pallidum Sfilis XBorrelia burgdorferi Enfermedad de Lyme XRickettsia rickettsii Fiebre de las Montaas Rocosas (X)Ehrlichia chafeensis Ehrlichiosis X

    Parsitos Trypanosoma cruzi Enfermedad de Chagas (X)Babesia microti Babesiosis XLeishmania donovani Leishmaniasis XPlasmodium spp. Malaria X

    Medidas prcticas en EUA/UE. Abreviaturas: HBV = Virus de la hepatitis B.HCV = Virus de la hepatitis C. HEV = Virus de la hepatitis E. HGV = Virus de la hepatitis G.HIV = Virus de la inmunodeficiencia humana. SIDA = Sndrome de inmunodeficiencia adquirida.HTLV = Virus humano linfotrpico de clulas T. CMV = Citomegalovirus. EBV = Virus Epstein-Barr.HHV-8 = Virus herpes humano-8.

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    de considerarse, que los virus como el virus de la in-munodeficiencia humana (HIV) pueden existir, tantoen forma libre en el plasma, como asociados a la c-lula en su forma proviral latente en el genoma de losleucocitos. Debe, por lo tanto, desarrollarse un mto-do de inactivacin de patgenos que cubra todos losagentes mencionados.

    Desde mediados de los aos 40 se practica lainactivacin viral de los productos plasmticos.15Posteriormente, los mtodos dependientes de loscambios en la temperatura fueron sustituidos porlos del empleo de la combinacin del solvente-de-tergente (Tri-n-butil fosfato + triton x 100, con ex-traccin final a travs de aceite vegetal y cromato-grafa), y el tratamiento con betapropiolactn y na-nofiltracin.16 El espectro de accin de la nanofil-tracin abarca tambin, segn el tamao de losporos, a los virus sin cpside, tales como el virusde la hepatitis A (VHA) o el parvovirus B19, mien-tras que todos los dems mtodos se concentranen la eliminacin de virus encapsulados. Con la uti-lizacin del mtodo de solventedetergente engrandes cantidades (500 litros) de pools plasmti-cos (concentracin de plasma de diferentes dona-dores); la limitacin en cuanto al espectro de ac-cin es de menor consideracin, ya que en lospools se detectan tambin generalmente anticuer-pos protectores. Como desventaja de este mtododebe considerarse la labilidad de las protenasplasmticas sensibles, tales como el factor VIII, laprotena S, la 2-antiplasmina y el multmero delfactor de von Willebrand.16

    Estos mtodos de inactivacin no pueden ser uti-lizados en todos los productos sanguneos, ya quese altera la membrana de lpidos, daando as lafuncin celular en forma irreversible. La capacidadde supervivencia de los patgenos y de los leucoci-tos depende de los cidos nucleicos, mientras quela funcin teraputica de plaquetas, eritrocitos y de

    protenas plasmticas no depende de ellos. Por loanterior, los mtodos que tienen como meta molecu-lar el ADN y ARN pertenecen a los procesos inacti-vadores de patgenos que tienen como propsito in-hibir la supervivencia y la infectividad de clulas de-pendientes de cidos nucleicos, mediante la inte-rrupcin irreversible de la replicacin, transcripciny biosntesis de protenas.

    La mayora de los mecanismos inactivadores depatgenos para clulas sanguneas se basan enprocesos fotoinactivadores a travs de los llamadosfotosensibilizadores (Cuadro IV). Los mtodos foto-sensibilizadores comprenden el empleo de molcu-las orgnicas con propiedades de absorcin de luz.La radiacin con luz ultravioleta (UV) o luz visiblelleva a cabo inicialmente la activacin y despus lareaccin con molculas celulares. Algunos agentesrecientemente descubiertos, funcionan a travs deuna fuente de energa externa. Los mtodos de in-activacin de patgenos se diferencian segn elmecanismo de accin en: fotodinmicos y fotoqu-micos. En el caso de los fotodinmicos se generana travs de los radicales libres de oxgeno fotosen-sibilizadores que daan las membranas de las bac-terias, las cpsides virales o los cidos nucleicos(reaccin tipo II) o reaccionan directamente con elsustrato gracias a su elevado potencial de xido-re-duccin (redox), dando como resultado la formacinde radicales libres (reaccin tipo I). Los mtodos fo-toqumicos se basan, a diferencia de los anteriores,en alianzas covalentes entre bases de cidos nu-cleicos y fotosensibilizadores activados. Los de es-pectro fotodinmico incluyen a la riboflavina, las fe-notiacinas (tionina y azul de dimetileno) y la cianinay los de espectro fotoqumico, principalmente alpsoraleno (Amotosalen=S-59). Paralelamente, exis-ten molculas que pueden formar redes covalentescon cidos nucleicos sin necesidad de procesos ex-ternos de activacin. A stos pertenecen el S-303

    Cuadro IV. Sustancias inactivadoras de patgenos de productos sanguneos, actualmente en proceso de validacin.

    Producto sanguneo Mtodo fotodinmico Mtodo fotoqumico Otro mtodo

    Concentrado plaquetario Riboflavina, Amotosalen-HClFenotiazina (Tionina) (S-59)

    Concentrado eritrocitario Riboflavina, PEN110 (Inactina)Fenotiazina S-303 (FRALE)(1,9-dimetil-azul de metileno)

    Plasma fresco congelado Fenotiazina Amotosalen-HCl Solvente-detergente(azul de metileno) (S-59)

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    (FRALE, frangible anchor-linked effector) y el Inacti-neTM (Etilenimina=PEN110) (Figuras 1 y 2).17,18

    En comparacin con el plasma y los concentradosplaquetarios, la elevada viscosidad de los concentra-dos eritrocitarios (CE) implica un problema mayorpara los mtodos fotosensibilizadores, ya que la he-moglobina adsorbe fuertemente la luz visible. Porotra parte, se potencia el dao celular ya que el tiem-po de almacenamiento es mucho ms largo que en elcaso de los concentrados plaquetarios. La agregacinde radicales libres captadores de oxgeno puede darcomo consecuencia principal hemlisis y liberacinde potasio.

    A continuacin se hace una breve descripcin delos mtodos de inactivacin de patgenos fotodin-micos y fotoqumicos y su estado actual.

    Fenotiazinas

    Azul de metileno

    Se trata de una molcula de carga positiva con elevadopotencial redox. Junto con luz visible se utiliza como in-activador de patgenos en plasma fresco congelado.Reacciona con las protenas y lipoprotenas de lasmembranas celulares y con cidos nucleicos; sin em-bargo, debido a su fuerte hidrofilia, penetra difcilmentea la clula. Tiene efecto contra virus encapsulados ycontra algunos virus sin cpside, como el parvovirusB19.19 Debido a su efecto daino sobre el factor VIII y asu potencial genotxico, hasta la fecha est prohibidosu uso en algunos pases tales como Alemania. Por elcontrario, el azul de metileno es ampliamente hidrofbi-

    Amotosalen

    ADN o ARNdel patgeno

    Acoplamientooo

    Cruzamientopermanente

    Radiacin ultravioleta

    Figura 2.

    S-303 (FRALE).Mecanismo de accin.

    Fuente: Cook D. Blood 1997; 90: 409a.

    Figura 1.

    Amotosalen (S-59).Mecanismo de accin.

    Fuente: Lin L et al.Inf Ther Trans Med 1998; 25: 39-48.

    S-303

    ADN o ARNdel patgeno

    Acoplamiento & redes cruzadaspermanentes

    Producto colateralno reaccionante

    pH fisiolgico

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    co con 10 veces ms afinidad hacia los cidos nuclei-cos, lo que aclara tambin su efecto sobre los virus in-tracelulares.20 Ante la necesidad de captadores de radi-cales de oxgeno, se ha utilizado el 1,9 dimetil-azul demetileno, que es menos daino para los eritrocitos queel azul de metileno,21 y sus propiedades fotodinmicasen relacin con el tratamiento del plasma fresco conge-lado (PFC), se encuentran actualmente en investiga-cin en la fase preclnica.

    Tionina

    Las propiedades fotodinmicas de la tionina en combi-nacin con la luz ultravioleta para el tratamiento de losconcentrados plaquetarios, se encuentran actualmenteen la fase preclnica de investigacin. El concentradoplaquetario es radiado durante 30 minutos con luz visi-ble (595 nm), luego con luz ultravioleta por cuatro mi-nutos (300-330 nm), posterior a la administracin de 1-3 M de tionina. El mtodo se basa en la alteracin delos cidos nucleicos. El espectro de accin abarcatanto a leucocitos, virus con y sin cpside y a bacte-rias (reduccin de grmenes de 4 a 6 escalas logart-micas). La funcionalidad in vitro de plaquetas parecealterarse mnimamente. 22

    Porfirinas

    La hematoporfirina, dihematoporfirina, benzoporfirina yel silseno (fsforo (P) catinico), son molculas que seanclan en las membranas de las clulas. Posterior a laactivacin a travs de luz visible (> 600 nm) se suponeque se inactivan virus con cpside, en menor propor-cin virus sin cpside, as como bacterias Gram positi-vas y Gram negativas. Las porfirinas son recomenda-bles para la inactivacin de patgenos de sangre total yconcentrados eritrocitarios. Las lesiones eritrocitariasson mnimas y se presentan al agregar radicales cap-tadores de oxgeno tales como el dipiridamol (hemli-sis < 1% a las cinco semanas de almacenamiento).21

    Cianinas

    La ptalocianina, ptalocianina de aluminio y los derivadossulfonados inactivan a los virus con cpside. La hemli-sis en los concentrados eritrocitarios no puede ser evita-da, de tal forma que no se han planeado estudios clni-cos. Sin embargo, La merocianina 540 tiene un amplioespectro de accin antiviral, principalmente con reaccinfototxica concomitante sobre los eritrocitos y plaquetas,de tal manera que no parece recomendable realizar msestudios con este fotosensibilizador.16

    Inactinas

    PEN110

    Las inactinas son molculas con gran afinidad porlos cidos nucleicos, cuando no estn unidas a ellosmuestran poca reactividad. Se activan inicialmente atravs de la unin electrosttica con los cidos nu-cleicos,23 sin que para ello sea necesaria una activa-cin previa mediante fuente de energa externa. Lainteraccin covalente entre el grupo aciridino y la po-sicin N-7 de la guanina, induce a la apertura del ani-llo de imidazol, inhibiendo as la accin de las poli-merasas de ARN y de ADN con la consecuente inte-rrupcin de los mecanismos de transcripcin y repli-cacin bacteriana.23 El espectro de accin abarcabacterias Gram positivas y Gram negativas, ascomo virus con y sin cpside.24 La reduccin de gr-menes va de 4-7 escalas logartmicas (log);25 la re-duccin de una escala log significa reduccin del90% (una dcima), de dos escalas log del 99% (unacentsima), de tres escalas log del 99.9% (una mil-sima), de grmenes respectivamente, etctera. Tam-bin los leucocitos son inactivados. Para llevar acabo la inactivacin de patgenos en los productossanguneos (concentrados eritrocitarios y plasmafresco congelado), stos se incuban con PEN110 atemperatura ambiente (18-22 horas en caso de con-centrados eritrocitarios) y despus se lavan medianteun proceso automatizado con tiosulfato de sodio.25En un estudio clnico fase I no se encontraron dife-rencias significativas entre los eritrocitos de concen-trados eritrocitarios tratados con PEN110 y los notratados, en cuanto a sus niveles de recuperacin,hemlisis y neoantigenicidad.26-28 Sin embargo, losriesgos y el perfil toxicolgico de las substancias res-tantes no han sido an determinados. Existen pocosdatos sobre el diseo y los resultados actuales delos estudios clnicos con inactinas.

    Riboflavinas = Vitamina B2

    La riboflavina constituye un elemento nutricional ycomo coenzima participa en varios pasos previos ala cadena respiratoria mitocondrial. Se trata de unamolcula de estructura plana con una cadena de az-cares. Su propiedad hidrosoluble le permite atravesarrpidamente las membranas celulares intercalndoseentre las cadenas que forman la doble hlice delADN. El mecanismo una vez activado por luz visibleo luz ultravioleta en dosis de 5-10 J/cm se basa enla induccin de uniones cruzadas de cidos nuclei-

  • MG Rojo J et al. Inactivacin de patgenos en productos sanguneos

    105Rev Med Hosp Gen Mex 2006; 69 (2): 99-107

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    :rop odarobale FDP

    VC ed AS, cidemihparG

    arap

    acidmoiB arutaretiL :cihpargideM

    sustradode-m.e.d.i.g.r.a.p.h.i.c

    sustradode-m.e.d.i.g.r.a.p.h.i.ccihpargidemedodabor

    cos y rupturas de bandas mediante electrotransferen-cias directas (independientes de oxgeno), entre sus-trato y sensibilizador (oxidacin de restos de guanosi-na). La riboflavina (10 M) ha demostrado ser efectivapara los leucocitos, as como en gran cantidad debacterias Gram positivas y Gram negativas, y contravirus con y sin cpside. La reduccin de grmenesva de 4-7 escalas logartmicas.29,30 La riboflavina serecomienda para la inactivacin de patgenos deconcentrados plaquetarios, concentrados eritrocita-rios (luz visible), as como de plasma (luz ultraviole-ta). La sustancia y sus fotoproductos no se separandel producto al final del proceso de fotoinactivacindebido a que, tanto in vitro como in vivo (modelosanimales), se encontraron niveles de genotoxicidad otoxicidad aguda.31 La fotodegradacin de la riboflavi-na ha sido ampliamente estudiada en recin nacidoscon hiperbilirrubinemia tratados con fototerapia. Enun estudio retrospectivo de 55,000 nios, no se de-mostraron efectos txicos. La riboflavina se une ines-pecficamente a las protenas plasmticas; sin em-bargo, si se agrega cido ascrbico, se pueden pre-servar las funciones de la coagulacin. En estudiosin vitro se encontr una reduccin moderada de lafuncin plaquetaria, en promedio en un 20% compara-da con la de grupos controles no tratados;29 y en es-tudios in vivo (modelo con primates), los rangos de larecuperacin y de supervivencia de plaquetas se en-contraron ligeramente reducidos.32 Hasta el momentono se ha podido aclarar el incremento en la hemlisisde los eritrocitos secundaria a tratamiento con ribo-flavina en combinacin con aminofilina. 33

    Psoralenos

    S-59 (amotosalen)17

    Los psoralenos son furocumarinas que se encuentranen muchas sustancias alimenticias, principalmenteen vegetales (apio, perejil). La ingesta diaria con losalimentos est muy por encima de l mg. Algunospsoralenos (como los de produccin sinttica: Amo-tosalen o S-59) tienen afinidad especialmente eleva-da por los cidos nucleicos. Se intercalan entre lasregiones de los cidos nucleicos, ya sea de cadenasimple o de doble hlice. Se trata aun de uniones re-versibles. A travs de la activacin final del proceso,con breve radiacin con luz ultravioleta de onda lar-ga, se forman uniones covalentes cruzadas irreversi-ble, con las bases de pirimidina de los cidos nuclei-cos. De forma parecida al psoraleno, reacciona el S-303 (FRALE) aunque no es considerado psoraleno.

    En vez de ser activado con luz ultravioleta, la activa-cin se lleva a cabo mediante el cambio de pH; estaalteracin conlleva a la divisin de la molcula de S-303 en dos partes, una de las cuales reacciona conlos cidos nucleicos formando redes cruzadas de ba-ses y la otra se disuelve nuevamente como molculade carga negativa (Figura 2).18,34

    La inactivacin de patgenos con psoralenos tie-ne un amplio espectro de accin contra virus encap-sulados y sin cpside, virus asociados o no asocia-dos a clulas, bacterias Gram positivas y Gram ne-gativas y contra protozoarios. El rango de reduccinde grmenes va de 4-6 escalas logartmicas. La in-activacin de los leucocitos en los productos alma-cenados se determina a partir de la represin com-pleta de la liberacin de citocinas. En comparacincon la radiacin con rayos gamma, el tratamientofotoqumico demuestra mayor efectividad y al mis-mo tiempo ofrece mayor seguridad en la inactiva-cin de los leucocitos.

    Respecto a la inactivacin de patgenos de con-centrados plaquetarios, la unin inespecfica de pso-ralenos a las protenas plasmticas, tales como la al-bmina, se lleva a cabo mediante la reduccin de unaporcin plasmtica que es sustituida en aproximada-mente dos tercios por una solucin aditiva sin conte-nido proteico, para lograr as las condiciones ptimasque requiere el proceso. Una alternativa sera la ele-vacin de la dosis de luz ultravioleta, que tendraefecto altamente fototxico en la funcin celular. Aliniciar el tratamiento fotoqumico, el plasma o losconcentrados plaquetarios, se deben mezclar con150 M de amotosalen y el concentrado eritrocitariocon 100 M de S-303 (FRALE). 18 Despus de la ra-diacin con luz ultravioleta (320-400 nm) en dosis de3 J/cm (3-6 minutos), los fotoproductos que queda-ron libres, as como el amotosalen restante (< 1%), oen su caso el resto de S-303 cargado negativamente,entran en un proceso de adsorcin (CAD, CompoundAdsorption Device) durante varias horas; el productosanguneo ya inactivado de patgenos se almacenaposteriormente. En el caso del plasma fresco conge-lado, el proceso de adsorcin (CAD) dura unos pocosminutos, ya que el producto se somete a un procedi-miento parecido al del filtrado en la leucodeplecin.

    La utilizacin de S-59 en la inactivacin de patge-nos de concentrados plaquetarios y plasma y de S-303 en el caso de concentrados eritrocitarios ha sidoprobada en numerosos estudios preclnicos y clni-cos, tanto en voluntarios sanos como en pacientes,ya sea con trombocitopenia secundaria a quimiotera-pia (fase III con plaquetas tratadas con S-59), con

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    deficiencias congnitas o adquiridas de factores dela coagulacin, o con prpura trombocitopnica trom-btica (fase III con plasma fresco congelado tratadocon S-59). El S-59 en combinacin con 3 J/cm deluz ultravioleta demostr tener un buen perfil de se-guridad, sin toxicidad orgnica especfica.35 La geno-toxicidad se demostr hasta que se increment ladosis clnica 40,000 veces. Aun incrementando ladosis clnica 1,000 veces, no se demostr oncogeni-cidad (ausencia de gen supresor tumoral p53) en mo-delos de ratones sometidos a seis meses al trata-miento. Se encontraron niveles bajos postransfusio-nales de S-59 en el plasma, que desaparecieron rpi-damente sin encontrarse diferencias entre pacientesy personas sanas.17,35,36

    Los eritrocitos tratados in vitro con S-303 no pre-sentaron datos de incremento de hemlisis, ni de li-beracin de iones de potasio, prdida de ATP o ele-vacin de 2,3DPG-, en comparacin con los no trata-dos.36 En estudios in vivo (modelos con ratones ycon perros), los restos postransfusionales de S-303(79% vesus 84%), as como rangos de superviven-cia mayores al 75% fueron comparables. Los estu-dios de fase clnica III han sido descontinuados debi-do a la presencia de anticuerpos.34,37

    La actividad de la coagulacin en los plasmas tra-tados in vitro con S-59 se mantuvo en buenos nive-les. El factor VIII fue el que mostr la cada mayor,posterior al tratamiento, pero incluso as en nivelesteraputicos aceptables.37 Los estudios de fase clni-ca III estn an por concluirse y no han sido publica-dos todava.

    Algunos autores reportan que la funcionalidad invitro de las plaquetas tratadas fotoqumicamente hasido aceptable con este mtodo, en comparacincon las plaquetas no tratadas,38,39 incluso posterior asiete das de su almacenamiento.40 Se pueden men-cionar diferencias significativas en cuanto al valordel pH, consumo de glucosa, produccin de lactato ytensin parcial de oxgeno como indicio de un meta-bolismo oxidativo disminuido, consecuencia de unprobable dao mitocondrial. Estos datos son apoya-dos por dos de los grandes estudios controlados faseIII actualmente concluidos en pacientes con trombo-citopenia. En relacin con efectividad hemosttica,seguridad, complicaciones hemorrgicas y necesida-des de sustitucin de concentrados eritrocitarios, ascomo reacciones transfusionales y estados refracta-rios, no se encontraron diferencias entre los tratadosy los no tratados. La terapia con plaquetas fotoqumi-camente tratadas demanda, sin embargo, un mayornmero de transfusiones a intervalo de transfusin

    ms corto debido a su menor nmero concentra-do.38,40 Estas diferencias se deben a que el trata-miento conduce a una prdida aproximada del 10%en el nmero de plaquetas, posiblemente debido alcambio metablico mitocondrial. 41

    Finalmente, algunos de los argumentos a favor deutilizar los mtodos de inactivacin de patgenos deproductos sanguneos son:

    El inters en elevar la seguridad de los produc-tos sanguneos.

    La inactivacin de grmenes de importancia cl-nica, tales como: virus sin cpside como el vi-rus de la hepatitis A (HAV) y el parvovirus B19.

    El efecto contra contaminacin bacteriana, es-pecialmente de concentrados plaquetarios.

    El efecto contra los virus asociados a clulas:principalmente el citomegalovirus (CMV) y lasformas provirales del virus de la inmunodefi-ciencia humana (HIV).

    La reduccin de la inmunomodulacin depen-diente de los leucocitos con la eventual elimina-cin de los rayos gamma.

    Sin embargo, debe tomarse en consideracin quemuchos de estos mtodos se encuentran todava enfase de validacin y que faltan estudios que permitanaseverar que la viabilidad celular no es afectada du-rante el proceso de la inactivacin de patgenos.

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    Correspondencia:

    Prof. Dra. med. Julieta Rojo MedinaHospital General de MxicoBanco de SangreDr. Balmis 148,Col. Doctores.06726 Mxico, D.F.Tel: (55) 2789-2000, ext. 1309 y 1310E-mail: [email protected]