Mobilisering og indsamling af perifere blodstamceller hos patienter med Fanconi-anæmi ved hjælp af G-CSF og AMD3100

Fanconi anæmi er et sjældent autosomalt recessivt syndrom bestående af progressiv knoglemarvssvigt, medfødte anomalier og en disposition for malignitet. Heterozygotetallet i USA kan være så højt som 1 ud af 300. Gennemsnitsalderen for indtræden af ​​aplastisk anæmi er cirka otte år. Selvom forbedret støttebehandling har forlænget overlevelsen af ​​disse patienter fra kun få år fra diagnosen knoglemarvssvigt, er gennemsnitsalderen for dødsfald stadig ca. 24 år. De fleste patienter dør af komplikationer af knoglemarvssvigt, herunder blødning eller infektion, eller af malignitet eller komplikationer ved stamcelletransplantation. I en nylig 20 års gennemgang af patienter i Fanconi-anæmisregistret var den faktiske risiko for at udvikle leukæmi eller andre kræftformer cirka 30 %.

Diagnosen Fanconi anæmi hvilede oprindelig på at finde kombinationen af ​​knoglemarvssvigt med medfødte anomalier. Disse anomalier omfatter cafe au lait pletter og/eller hypopigmentering af huden, kort statur, misdannelser af øvre lemmer (ofte involverer tommelfingeren eller radius), nyre- og gastrointestinale abnormiteter, mikrocefali og karakteristiske ansigter med en bred næsebase, epikantale folder, smalt sæt og små øjne og mikrognathia. Knoglemarvssvigt er karakteriseret ved langsom progression til svær knoglemarvsaplasi og pancytopeni, stress-erytropoiese med føtale træk, herunder makrocytose, forhøjet hæmoglobin F og i-antigenekspression. Forsøg på at dyrke knoglemarvsprogenitorer in vitro fra patienter med Fanconi-anæmi viser nedsat antal myeloide og erythroide kolonier (CFU) i overensstemmelse med klinisk knoglemarvssvigt.

Fanconi-anæmisceller ser ud til at have en defekt i DNA-reparation, der fører til øget spontan kromosombrud. Denne funktion øger Fanconi-anæmicellers modtagelighed for bifunktionelle DNA-tværbindingsmidler såsom mitomycin C og diepoxybutan (DEB). Diagnosen Fanconi anæmi er nu afhængig af påvisning af øget kromosombrud efter in vitro-behandling med DEB. 11 Tilsvarende udviser celler dyrket fra patienter med Fanconi-anæmi øget modtagelighed for cytotoksiciteten af ​​mitomycin C. For nylig har celler fra patienter med Fanconi-anæmi vist sig at vise G2-faseforlængelse/arrest, øget følsomhed over for toksicitet ved oxygen, defekt p53-induktion og øget apoptose.

Fanconi-anæmi kan klassificeres i mindst tretten komplementeringsgrupper af somatiske cellehybrider. Komplementeringen er baseret på korrektion af den kromosomale følsomhed over for tværbindingsmidler i hybridceller. Tolv uafhængige gener er blevet klonet og karakteriseret inden for disse 13 komplementeringsgrupper. Et tab af funktion i et hvilket som helst af disse gener inklusive FANC A, B, C, D2, E, F, G, J, L, M, N og FANC D1 (som er BRCA2) kan forårsage Fanconi-anæmi. Komplementeringsgruppe A, C og G tegner sig dog for cirka 80-85 % af patienter med Fanconi-anæmi i USA. Diskrete mutationer i disse gener er blevet identificeret i familier med lidelsen. Ekspression af det komplementære cDNA-gen i de respektive Fanconi-anæmiceller in vitro korrigerer det øgede kromosombrud fra DEB og den øgede følsomhed over for mitomycin C. Ekspression af genprodukter i knoglemarvsprogenitorer fra patienter med Fanconi-anæmi øger overlevelsen i in vitro-assays.

Den nuværende behandling for Fanconi anæmi er afhængig af hæmatologisk støtte i form af røde blodlegemer og blodpladetransfusioner. Aplastisk anæmi vil forbigående reagere på androgenbehandling hos 50 % af børnene. G-CSF er også blevet brugt i publicerede undersøgelser fra vores egen gruppe for at forbedre antallet af myeloide celler i det perifere kredsløb. Knoglemarvstransplantation har helbredt nogle patienter for deres knoglemarvssvigt; der ser dog ud til at være mere toksicitet for konditioneringsregimerne, og der kan være et øget antal solide tumorer efter transplantation sammenlignet med patienter uden lidelsen. Overlevelsen fem år efter en matchet søskendetransplantation overstiger nu 65 % og efter en ikke-relateret donortransplantation 30 %. Nyere undersøgelser af ikke-relateret donortransplantation for Fanconi-anæmi på Cincinnati Children's Hospital og University of Minnesota har rapporteret overlevelsesrater, der nærmer sig dem, der er observeret ved matchede søskendedonortransplantationer. Imidlertid er graftsvigt, der resulterer i død, stadig en stor hindring. Tilgængeligheden af ​​et tilstrækkeligt antal af (tidligere oprenset og kryokonserveret) autolog HSC til re-infusion efter transplantatsvigt kan forhindre denne komplikation.

Endelig forfølges genterapitilgange, men til dato er der ingen beviser for helbredelse med denne tilgang hos mennesker, selvom korrektion er blevet rapporteret i murine modeller. Disse undersøgelser hæmmes af det faktum, at museknockouts af FA-gener ikke udvikler spontan aplastisk anæmi og derfor ikke er fænokopier af den menneskelige sygdom. I tidligere rapporterede museundersøgelser krævede genterapi-tilgange således ablativ bestråling af hele kroppen af ​​modtagermusene for at sikre indpodning af de genkorrigerede stamceller.

En åbenlys begrænsning af Fanconi anæmi hæmatopoietisk stamcelle genoverførsel er, at det nødvendige mål for genetisk manipulation, den hæmatopoietiske stamcelle (eller dens surrogat, CD34+ celle) gradvist går tabt under udviklingen af ​​aplastisk anæmi. På tidspunktet for alvorlig aplasi og det største behandlingsbehov er målstamceller til genetisk modifikation således mangelfulde. Indsamling af et meningsfuldt antal HSC forud for indtræden af ​​aplastisk anæmi til eventuel brug i et terapeutisk genterapiforsøg vil blive udforsket i undersøgelsen skitseret her. Nøglespørgsmål, der er tilbage, er, om korrigeret HSC fra Fanconi-anæmipatienter vil transplantere efter autolog re-infusion uden nogen cytoreduktiv behandling af modtageren, og, hvis de transplanteres, om de korrigerede celler vil vise en proliferativ fordel i forhold til ukorrigerede stamceller.