Studio sulla clorochina e sull'anemia post malaria (CQ-PMA)

Patogenesi dell'anemia malarica

Sebbene la patogenesi dell'anemia malarica non sia completamente compresa (1), i meccanismi che sono stati proposti includono l'emolisi immunitaria e non immuno-mediata dei globuli rossi parassitati e non parassitati, la disfunzione del midollo osseo e la delocalizzazione del ferro (2-4). L'infezione da Plasmodium falciparum è associata a cambiamenti nelle membrane cellulari di eritrociti infetti e non infetti che causano alterazioni della permeabilità della membrana e suscettibilità all'emolisi precoce. È anche associato a disfunzione del midollo osseo probabilmente dovuta ad anomalie indotte dalla malaria nei progenitori eritroidi, CFU-e e BFU-e (5,6). Jason et a (l7) hanno dimostrato che la malaria esercita una risposta immunitaria pro-infiammatoria nei bambini ed è associata al rilascio di citochine che agiscono a vari livelli della via eritropoietica causando anemia. Queste citochine includono il fattore di necrosi tumorale umana (TNF)(8), l'interleuchina (IL)-12, IL-10, IL-6 e IL-4 (7,9) e l'interferone-γ (IFN-γ) (9) . Oltre alle concentrazioni assolute delle citochine, l'equilibrio tra opposte risposte anti- e pro-infiammatorie può determinare le caratteristiche cliniche della malaria, compreso il livello di anemia (7) ad es. un elevato rapporto TNF/IL-10 può contribuire alla soppressione reversibile del midollo osseo osservata nei pazienti affetti da malaria (10,11). Diversi ricercatori hanno riportato la persistenza di un calo dell'emoglobina dopo il successo del trattamento della malaria1 (2). Sebbene il meccanismo preciso di questa anemia persistente non sia chiaro, è probabile che sia multifattoriale. Studi condotti tra bambini gambiani1 (3), adulti francesi (14) e adulti tailandesi (15) mostrano che i livelli di citochine rimangono elevati da una a quattro settimane dopo un trattamento efficace per la malaria; e Camacho et al (12) hanno riferito che oltre l'80% degli adulti tailandesi con malaria presentava anemia persistente nei giorni 7, 14 e 21 dopo il successo del trattamento, mentre il 55% era ancora anemico il giorno 28. Il giorno 28, il 46% di questi soggetti aveva un'eritropoiesi ipoproliferativa mentre il 7% aveva un'eritropoiesi inefficace (12). Sebbene lo studio non abbia esplorato i meccanismi alla base di questi risultati, è probabile che il persistente aumento delle citochine infiammatorie riportato dai precedenti lavoratori (13-15) possa contribuire. Greenberg e colleghi (16) hanno suggerito che una risposta Th-1 insolitamente forte e prolungata in combinazione con una risposta Th-2 sviluppata in modo inadeguato può contribuire all'anemia persistente dopo l'eliminazione della parassitemia. Altri ricercatori hanno riportato che una persistente parassitemia microscopicamente non rilevabile dopo il successo del trattamento con un antimalarico era associata a una prolungata soppressione del midollo osseo (17).

Macrofagi e malaria anemia I macrofagi sono responsabili della rimozione dei globuli rossi senescenti dal corpo. Elaborano questi eritrociti per rilasciare il ferro eme che viene poi trasportato ai tessuti periferici compreso il midollo osseo. Il sistema dei fagociti mononucleari svolge due ruoli principali nel metabolismo del ferro (18): il riciclaggio del ferro dagli eritrociti senescenti e la funzione di grande deposito per il ferro in eccesso. Questo riciclo macrofagico rappresenta la maggior parte dei 20-24 mg di ferro richiesti giornalmente per la produzione di emoglobina. Le citochine rilasciate come parte della risposta del corpo all'infezione da Plasmodium fanno sì che i macrofagi rilascino radicali di ossigeno e azoto che portano a danni ossidativi ai globuli rossi parassitati e non parassitati, migliorando la loro rimozione dalla circolazione e contribuendo all'anemia (19). Inoltre, l'infiammazione indotta dalla malaria impedisce il rilascio di ferro dal sistema macrofagi-monociti ostacolando l'apporto di ferro ai tessuti eritropoietici. Ciò causa una notevole delocalizzazione del ferro all'interno del sistema macrofagi/monociti che rende il ferro non disponibile alle cellule del midollo per l'eritropoiesi (18). La pratica clinica della somministrazione di ferro per l'anemia malarica è il risultato dell'osservazione che il ferro sierico è spesso basso in tali pazienti, come dimostrato in diversi studi su animali e umani (20,21). Il fatto che l'ipoferemia osservata nella malaria possa essere in gran parte dovuta al sequestro di ferro nei macrofagi è supportato da segnalazioni di diminuzione dei livelli di ferro periferico nonostante il ferro nel midollo osseo normale o aumentato (22,23).

Integrazione di ferro contro mobilizzazione del ferro da parte dei macrofagi La recente controversia riguardante l'integrazione di ferro di routine dei bambini nelle aree endemiche della malaria con un'elevata prevalenza di anemia ha ulteriormente evidenziato la necessità di regimi terapeutici alternativi nei bambini con anemia associata alla malaria. La genesi della "controversia sull'integrazione di ferro" è nata da diverse segnalazioni di aumento della morbilità e della mortalità per malaria e altre infezioni nei bambini provenienti da regioni endemiche della malaria integrate con ferro. Prove recenti (revisionate da Prentice et al, Position paper per la consultazione di esperti dell'OMS, Lione, giugno 2006) suggeriscono che il rischio di esiti avversi è inferiore nei bambini più anemici. Tuttavia, un numero crescente di evidenze indica la scarsa motivazione per somministrare supplementi di ferro ai bambini con lieve anemia malarica. In primo luogo, durante la malaria acuta, vi è un ridotto assorbimento di ferro (Doherty et al. Presentato, AJCN, 2006) e, almeno inizialmente, è probabile che l'apporto di ferro eritropoietico provenga dai macrofagi reticoloendoteliali piuttosto che dagli integratori di ferro. In secondo luogo, è stato dimostrato che l'ipoferreamia associata alla malaria è dovuta alla delocalizzazione del ferro piuttosto che alla mancanza assoluta di ferro, esaminata in 18. Infine, un certo numero di studi ha riscontrato un beneficio scarso o nullo nel somministrare supplementi di ferro ai bambini con anemia malarica rispetto ad altri regimi alternativi (24-27). Mentre la gestione dell'anemia malarica da moderata a grave (Hb <80 g/L) non è in discussione, la gestione dell'anemia lieve rimane un enigma perché l'integrazione di ferro in questi bambini, oltre a fornire benefici discutibili, potrebbe in realtà essere dannosa. I risultati di un ampio studio clinico sull'integrazione di ferro di routine dei bambini in un'area sia di carenza di ferro che di trasmissione della malaria in Tanzania hanno mostrato che tra 24.076 bambini reclutati quelli che hanno ricevuto ferro e acido folico, con o senza zinco, avevano una probabilità significativamente maggiore di morire o sperimentano eventi avversi rispetto ai bambini che non hanno ricevuto ferro e acido folico (28).

Attualmente, non ci sono linee guida chiare sulla gestione dei bambini con lieve anemia malarica. L'anemia lieve nelle aree endemiche della malaria è probabilmente dovuta a malaria e carenza di ferro, ma è difficile distinguere la delocalizzazione del ferro della malaria dalla carenza di ferro. È importante ottimizzare la nutrizione di ferro di un bambino per promuovere uno sviluppo cognitivo ottimale (29); tuttavia l'integrazione di ferro di questo gruppo è potenzialmente pericolosa, da qui l'urgente necessità di strategie di gestione alternative per uno scenario clinico molto comune in Africa. Tali interventi dovrebbero prendere in considerazione la complessa patogenesi dell'anemia malarica, inclusi i meccanismi del flusso di ferro e la delocalizzazione del ferro macrofagico durante l'infezione da Plasmodium falciparum. È probabile che la riduzione del sequestro e dell'infiammazione del ferro macrofagico indotto dalla malaria migliorerà il recupero eritropoietico post-malaria. Ipotizziamo che il carico di ferro antinfiammatorio, anti-macrofagico e gli effetti antimalarici della clorochina potrebbero renderlo un farmaco utile nella gestione dell'anemia lieve post-malaria riducendo il sequestro di ferro macrofagico e interrompendo il processo infiammatorio indotto dalla malaria.

Clorochina come agente di mobilizzazione del ferro macrofagico Sebbene la resistenza abbia ridotto la sua efficacia nella prevenzione e nel trattamento della malaria, le proprietà farmacologiche non antimalariche della clorochina la rendono un agente terapeutico potenzialmente utile per altre condizioni. La clorochina ha proprietà antipiretiche e antinfiammatorie (30-32). La clorochina esercita un effetto di risparmio di steroidi (33) e inibisce la replicazione di numerosi virus come il virus HSV-1 (34), l'HIV-1 e diversi microrganismi opportunisti correlati all'AIDS (35,36). Inibendo la fosfolipasi A2 e il fattore di necrosi tumorale, la clorochina agisce come immunomodulatore (37,38); e agisce anche come agente stabilizzante dei lisosomi. Clinicamente, la clorochina è usata come farmaco antinfiammatorio di seconda linea in condizioni croniche come l'artrite reumatoide (39).

Clorochina e metabolismo del ferro Sebbene il ruolo della clorochina nel metabolismo del ferro sia ancora poco conosciuto, è probabile che molti degli effetti della clorochina derivino dall'interferenza con il ferro libero intracellulare. La clorochina, una base debole, si accumula nei compartimenti intracellulari acidi aumentando il pH intracellulare. Legssyer e collaboratori hanno dimostrato che la clorochina riduce significativamente l'incorporazione di ferro nel fegato (riduzione del 20%), nella milza (20%) e nei macrofagi alveolari (400%) di ratti caricati in vivo con ferro destrano40.

Clorochina e anemia post malaria La clorochina (CQ) può probabilmente avere tre effetti in momenti diversi durante la risposta eritropoietica alla malaria. In primo luogo può bloccare l'incorporazione acuta del ferro nei macrofagi reticoloendoteliali durante la malaria clinica associata all'emolisi e alla delocalizzazione del ferro. In secondo luogo può avere un effetto antinfiammatorio. L'aumento dei livelli sierici di TNF-α, IFN-γ e ossido nitrico deprime l'eritropoiesi attraverso la depressione del midollo osseo, la diseritropoiesi e l'eritrofagocitosi. Continuare l'infiammazione dopo un evento malarico può contribuire alla lenta risoluzione dell'anemia (13-15) e l'effetto antinfiammatorio della clorochina potrebbe essere un'utile terapia aggiuntiva da continuare a utilizzare dopo il suo effetto antimalarico iniziale. Infine, la clorochina avrà un effetto antimalarico diretto continuo sia per eliminare l'infezione persistente microscopicamente non rilevabile sia per prevenire ulteriori episodi fino a quando il recupero ematologico non sarà ottimizzato.

Gli effetti antianemici della clorochina sono stati riportati da numerosi studi clinici. Salihu e colleghi41 hanno riportato un significativo effetto anti-anemia della clorochina somministrata settimanalmente alle donne incinte in Camerun rispetto alle donne a cui non era stata somministrata alcuna profilassi, anche dopo aver controllato eventuali fattori confondenti. Altri studi su donne incinte in Camerun (42), Burkina Faso (42), Uganda (43) e Tailandia (44) hanno tutti mostrato un beneficio significativo della clorochina settimanale sui livelli di emoglobina materna rispetto ai controlli. Sebbene questi studi siano stati condotti su donne in gravidanza, è probabile che simili benefici si manifestino nei bambini.

Scopo dello studio e ipotesi da testare Nell'esplorare l'effetto della clorochina sull'anemia post-malaria, ipotizziamo che il CQ post-malarico migliori il recupero eritropoietico dopo il trattamento standard della malaria. Ipotizziamo inoltre che il CQ post-malarico migliori il recupero eritropoietico dopo il trattamento con co-artemetere, mediante un meccanismo diverso dal suo effetto antimalarico nel controllo della parassitemia residua. Per testare queste ipotesi, abbiamo in programma di randomizzare i bambini (di età compresa tra 12 mesi e 6 anni) con malaria acuta per ricevere un trattamento antimalarico standard (clorochina più sulfadossina/pirimetamina) o una terapia di combinazione con artemisinina. Tre giorni dopo l'inizio del trattamento antimalarico, i bambini in ciascuno dei due bracci, i cui parassiti sono stati eliminati, saranno randomizzati a ricevere clorochina settimanale o placebo settimanale. Confrontando la curva della variazione dell'emoglobina tra il giorno 3 e il giorno 30 nei bracci placebo dei due gruppi, testeremo l'effetto del trattamento con clorochina rispetto al trattamento con ACT sul carico e sul rilascio di ferro macrofagico nella malaria clinica acuta. Confrontando la variazione di emoglobina tra il giorno 3 e il giorno 90 tra i bracci settimanali con clorochina e i bracci settimanali con placebo, testeremo gli effetti antinfiammatori e antimalarici a lungo termine della profilassi settimanale con clorochina. Oltre all'endpoint primario (variazione dell'emoglobina), intendiamo valutare i potenziali meccanismi d'azione determinando l'eliminazione del parassita mediante PCR, la produzione periferica di citochine (e marcatori di infiammazione) e gli indicatori del carico di ferro dei monociti e del flusso di ferro.

**Informazioni aggiuntive: nel corso dello studio, il governo del Gambia ha modificato la politica sui farmaci antimalarici, rendendo l'artemisinina l'antimalarico di prima linea e interrompendo l'uso della clorochina. Siamo stati quindi costretti a modificare il protocollo per rimuovere il trattamento iniziale con clorochina.