Hepcydyna w zespołach mielodysplastycznych

Transkrypt

1 diagnostyka laboratoryjna Journal of Laboratory Diagnostic 2010 Volume 46 Number Praca poglądowa Review Article Hepcydyna w zespołach mielodysplastycznych Hepcidin in myelodysplastic syndromes Iwona Urbanowicz 1, Jolanta Stacherzak-Pawlik 2, Grzegorz Mazur 3, Mieczysław Woźniak 4 1 Zakład Hematologii Laboratoryjnej, 2 Zakład Chemii Klinicznej, Katedra Analityki Medycznej, 3 Klinika Hematologii, Nowotworów Krwi i Transplantacji Szpiku, 4 Katedra Analityki Medycznej, AM we Wrocławiu Streszczenie: Hepcydyna jest peptydem odgrywającym kluczową rolę w regulacji homeostazy żelaza w ustroju. Do najważniejszych czynników wpływających na jej biosyntezę należy: stężenie żelaza, niedotlenienie, stany zapalne. U pacjentów z zespołem mielodysplastycznym (MDS) dochodzi do rozwoju niedokrwistości wraz z nadmiernym nagromadzeniem żelaza w organizmie. Zespoły mielodysplastyczne stanowią heterogenną grupę chorób komórek macierzystych szpiku kostnego charakteryzującą się niewydolnością szpiku pomimo jego wzmożonej proliferacji, wtórną cytopenią we krwi obwodowej oraz zwiększoną częstością transformacji w ostrą białaczkę szpikową. Wzrost tkankowego stężenia żelaza w MDS może być konsekwencją zarówno nieefektywnej hematopoezy jak również licznych terapeutycznych transfuzji masy erytrocytarnej. W ostatnich badaniach wykazano, że to najprawdopodobniej obniżone stężenie hepcydyny odgrywa decydującą rolę w nagromadzeniu żelaza i w rozwoju nieskutecznej erytropoezy u pacjentów z zespołem mielodysplastycznym. Abstract: Hepcidin is small peptide with a central position in the regulation of iron recycling and balance. Iron levels, oxygen concentration and inflammation regulate its expression. Patients with meylodysplastic syndromes (MDS) develop anaemia and systemic iron overload. The myelodysplasitc syndromes are heterogeneous hematopoietic diseases associated with bone marrow failure, peripheral cytopenias, and a tendency to progress to acute myeloid leukemia. In MDS patients, tissue iron excess will be a combination of the iron-accumulating effects of ineffective erythropoiesis and red cell transfusions. Recently, low levels of the iron-regulatory peptide hepcidin were found to contribute to body iron overload in MDS patients. The role of ineffective erythropoiesis in the regulation of hepcidin is superior to role of chronic blood transfusion therapy. Słowa kluczowe: hepcydyna, zespoły mielodysplastyczne, nadmiar żelaza Key words: hepcidin, myelodysplastic syndromes, iron overload Hepcydyna aspekty ogólne Na przestrzeni ostatnich lat przeprowadzono wiele badań, w których wykazano związek pomiędzy białkiem hepcydyną a metabolizmem żelaza w organizmie człowieka. Hepcydyna została wyizolowana przez dwie niezależne grupy badawcze pod koniec lat dziewięćdziesiątych. Izolacji dokonano z ultrafiltratu krwi ludzkiej i moczu. Pierwotnie białko to nazwano LEAP-1 (liver expressed antimicrobial peptide-1). Opisano je jako kationowy peptyd należący do rodziny defensyn, który występując w stężeniach μm wykazuje szerokie spektrum aktywności przeciwbakteryjnej i przeciwgrzybiczej [15, 25]. Związek hepcydyny z metabolizmem żelaza po raz pierwszy odkrył Pigeon i wsp. Stwierdzili oni zwiększoną ekspresję genu HAMP (gen kodujący hepcydynę) w wątrobach myszy będących na diecie bogatej w żelazo. Badacze ci zaproponowali nową nazwę dla opisywanego białka hepcydyna (hep hepatocyty, główne miejsce syntezy peptydu, cidin aktywność antybakteryjna) [26]. Gen i struktura hepcydyny U człowieka gen kodujący hepcydynę ma długość 2,5 ty sią - ca par zasad, zawiera 3 eksony i 2 introny. Został zlokalizowany na chromosomie 19q13. Analiza sekwencji w regionie 5' pozwoliła na identyfikację sekwencji wiążących czynniki transkrypcyjne specyficzne dla wątroby, takie jak C/EBP (CCAAT/enhancer-binding protein) i HNF4 (hepatocyte 395

2 Hepcydyna w zespołach mielodysplastycznych nuclear factor 4). W największym stopniu gen hepcydyny ulega ekspresji w wątrobie, natomiast w mniejszym stopniu również w sercu, mózgu i trzustce [25, 26]. W organizmie ludzkim hepcydyna powstaje z prepropeptydu prohepcydyny zbudowanego z 84 reszt aminokwasowych. Prepropeptyd ten posiada sekwencję sygnałową zlokalizowaną na N-końcu, zbudowaną z 24 reszt aminokwasowych, proregion z 35 reszt aminokwasowych i znajdujący się na C-końcu peptyd właściwy, zbudowany z 25 aminokwasów. W wyniku obróbki posttranslacyjnej powstaje hepcydyna posiadająca 25 reszt aminokwasowych. Jej masa cząsteczko wa wynosi 2789 Da [25, 13]. Dojrzały peptyd zawiera 8 reszt cysteinowych, połączonych 4 mostkami disiarczkowy - mi stabilizującymi peptyd. Wiązania disiarczkowe pomiędzy cysteinami oraz wiązania wodorowe łączące przeciwrównoległe nici peptydu sprawiają, że hepcydyna wykazuje strukturę amfipatyczną, która jest charakterystyczna dla wielu peptydów o właściwościach przeciwbakteryjnych i przeciwgrzybiczych. Aktywność antybakteryjna i przeciwgrzybicza hepcydyny skierowana jest m.in. przeciwko Escherichia coli, Candida albicans, Aspergillus fumigatus oraz Aspergillus Niger [15]. Obecność reszt cysteinowych oraz mostków disiarczkowych w sekwencji hepcydyny sugeruje, że może być ona peptydem grupującym żelazo. Liczne reszty kationowe obecne w strukturze hepcydyny mają zdolność wiązania ujemnie naładowanych fosfolipidów błon komórkowych drobnoustrojów. Na aktywność omawianego peptydu mają również wpływ wiązania disiarczkowe występujące pomiędzy dwoma sąsiadującymi cysteinami, które znajdują się w pobliżu zagięcia peptydu (ryc.1) [ 15, 20, 30]. W moczu hepcydyna występuje przede wszystkim w postaci peptydu zbudowanego z 25 reszt aminokwasowych. Stwierdzono również obecność w moczu krótszych form peptydu składających się z 20 i 22 reszt aminokwasowych. Cząstecz - ki hepcydyny różniące się ilością aminokwasów różnią się także aktywnością przeciwbakteryjną i przeciwgrzybiczą. Różnice te wynikać mogą z faktu, że hepcydyna zbudowa na z 20 i 22 reszt aminokwasowych występuje w roztworze w postaci monomeru, podczas gdy peptyd zawierający 25 aminokwasów tworzy agregaty [4]. Biosynteza hepcydyny Biosynteza hepcydyny jest regulowana przez trzy główne czynniki: stężenie żelaza, niedotlenienie, stany zapalne [22] Najważniejszym z nich jest stężenie żelaza w ustroju. Ilość tego pierwiastka wpływa zasadniczo na ekspresję genu hepcydyny HAMP w komórkach wątroby, które są głównym miejscem syntezy tego hormonu. Innym genem, obok genu hepcydyny, wykazującym wysoki poziom ekspresji w wątrobie, jest gen HFE kodujący białko HFE- hefastynę. Zaburzenia ekspresji obu tych genów prowadzą do nadmiernego gromadzenia żelaza w organizmie. Przyczyniło się to do wysunięcia hipotezy, że zarówno hepcydyna jak i hefastyna (HFE) współuczestniczą w regulacji metabolizmu żelaza. Faktycznie potwierdzono, że deficyt białka HFE, spowodowany mutacją jego genu jest związany ze zmniejszoną produkcją hepcydyny, a niedobór hepcydyny powoduje zwiększoną absorpcję żelaza, co prowadzi do ogólnoustrojowego przeciążenia tym pierwiastkiem. Stan taki występuje u pa - cjen tów z hemochromatozą [5, 1]. Ryc. 1. A gen hepcydyny; B prekursor hepcydyny prohepcydyna (84 reszty aminokwasowe); C struktura aktywnej biologicznie hepcydyny złożonej z 25 reszt aminokwasowych [30] (Sokołowska E i wsp., 2007). 396

3 I. Urbanowicz i inni Ryc. 2. Mechanizmy indukcji biosyntezy hepcydyny i jej działanie na komórki docelowe: enterocyty, makrofagi i hepatocyty [30] (Sokołowska E i wsp., 2007). Potwierdzenie wpływu stężenia żelaza w organizmie na indukcję biosyntezy hepcydyny wymagało wielu badań. Początkowo uważano, że komórki Kupffera i komórki sinuso - idalne wątroby, które są dominującym miejscem ekspresji HFE w tym narządzie, w wyniku ekspozycji na wysokie stę - żenie wysyconej żelazem transferyny, uwalniają IL-6 stymulującą hepatocyty do syntezy i wydzielania hepcydyny [20,1]. Inny mechanizm zaproponowali Frazer i wsp. sugerując, iż hepatocyty, wykazujące również ekspresję HFE, pełnią istotną rolę w utrzymaniu homeostazy żelaza poprzez regulację ekspresji hepcydyny w odpowiedzi na zmiany stosunku kompleksu transferyna-żelazo (Tf-Fe2) do receptora transferyny TfR1 [9]. Białko HFE współzawodniczy z transferyną w wiązaniu do TfR1, jednakże nie wiąże się z receptorem TfR2. Równocześnie między receptorami TfR1 i TfR2 istnieje współzawodnictwo o przyłączenie kompleksu transferyna-żelazo (Tf-Fe2). W stanie fizjologicznym, sygnałem do produkcji hepcydyny jest obecność wolnego HFE i kompleksu TfR2 Tf-Fe2 na powierzchni hepatocytów. W wa run - kach niedoboru żelaza, gdy poziom Tf-Fe2 jest niski, dochodzi do zwiększonej ekspresji receptora TfR1. Następuje wiązanie HFE do TfR1. Jednocześnie kompleks transferynażelazo w mniejszym stopniu wiąże się z TfR2, co powoduje zaburzenie sygnału do produkcji hepcydyny. W przypadku nadmiaru żelaza dochodzi do nasilonej produk cji hepcydyny, spowodowanej wysokim poziomem Tf-Fe2 oraz zmniejszoną ekspresją TfR1, a więc wzrostem ilości wolnego HFE i kompleksu TfR2 Tf-Fe2. W mechanizmie tym ekspresja hepcydyny znajduje się pod podwójną kontrolą HFE/TfR1 i TfR2 [8, 34]. Istotną rolę w indukcji biosyntezy hepcydyny odgrywa również gen HFE2, produkujacy białko hemojuvelinę (HJV). Mutacja tego genu u myszy powoduje nie tylko nadmierną akumulację żelaza w organizmie, ale również jest przyczyną znacznego spadku ekspresji hepcydyny. Hemojuvelina wpływa na ekspresję hepcydyny jako koreceptor białek morfogenetycznych kości (BMP), które są ligandami wiążącymi się z dwoma różnymi receptorami o aktywności kinaz serynowo-treoninowych BMPR-I, BMPR-II [3]. Rolę wtórnych przekaźników sygnału pełnią białka Smad. Smad 1/5/8 ufosforylowane przez receptory typu I wiążą się ze Smad 4, a następnie ulegają translokacji do jądra hepatocyta, gdzie biorą udział w regulacji transkrypcji genów, w tym także genu dla hepcydyny (ryc. 2) [29, 33, 36]. Dane literaturowe zawierają kontrowersyjne opinie doty czą - ce udziału makrofagów i hepatocytów w indukcji biosyntezy hepcydyny przez żelazo. Makui i wsp. uważają, że obecne w makrofagach białko HFE jest niezbędne w regulacji ekspresji hepcydyny [18]. Badania Lou i wsp. potwierdzają jednak mechanizm opisany przez Frazera i wsp., w którym kluczową rolę w indukcji biosyntezy hepcydyny przez żelazo odgrywają raczej hepatocyty, nie zaś komórki Kupffera [16, 19]. Mechanizm działania hepcydyny Hepcydyna pełni funkcję głównego regulatora absorpcji i magazynowania żelaza w organizmie. Molekularny mechanizm działania hepcydyny związany jest z innym białkiem 397

4 Hepcydyna w zespołach mielodysplastycznych metabolizmu żelaza ferroportyną/ireg1. Jest to przez - błonowy transporter jonów żelaza pełniący jednocześnie funkcję receptora hepcydyny. Umożliwia ona eksport żelaza do krwi z hepatocytów, makrofagów i enterocytów [2]. Mechanizm działania hepcydyny polega na wiązaniu z ferroportyną obecną na powierzchni makrofagów, hepatocytów, enterocytów i komórek syncytiotrofoblastu łożyska. Powstały w ten sposób kompleks hepcydyna ferroportyna ulega internalizacji i degradacji, co prowadzi do zmniejszenia uwalniania żelaza z komórek do krwi. Nadmierna ekspresja hepcydyny prowadzi do nagłej internalizacji i degradacji ferroportyny, co skutkuje zatrzymaniem żelaza w makrofagach i obniżonym poziomem żelaza w osoczu [21] Taki stan obserwuje się u pacjentów, u których występuje niedokrwistość chorób przewlekłych. Niedobór hepcydyny prowadzi natomiast do zwiększonej aktywności ferroportyny, czego objawem jest podwyższony poziom żelaza we krwi, wysoki stopień nasycenia transferyny oraz nadmierne odkładanie żelaza w wątrobie i innych tkankach, obserwowane u pacjentów z dziedziczną hemochromatozą [10, 11]. Nadmierne gromadzenie żelaza stwierdza się również w zespołach mielodysplastcznych co skierowało uwagę badaczy na zachowanie się hepcydyny w tych schorzeniach. Zespoły mielodysplastyczne (MDS ang. myelodysplastic syndromes) Zespoły mielodysplastyczne stanowią heterogenną grupę chorób komórek macierzystych szpiku kostnego charakteryzującą się nieefektywną hematopoezą. Powstają one w wyniku mutacji i klonalnego rozrostu komórki macierzystej szpiku. W zespołach mielodysplastycznych dochodzi do opóźnionego dojrzewania i zwiększonej apoptozy komórek prekursorowych. Nasilenie apoptozy jest prawdopodobnie wynikiem zwiększonego wytwarzania proapoptotycznych cytokin, takich jak: TNF, IL-1, IFN-γ czy TGF-β. Przedwczesna śmierć komórek jest jedną z przyczyn nieefektywnej hemopoezy. Charakterystyczne dla MDS są: wzmożona proliferacja szpiku kostnego, zahamowanie dojrzewania, wtórna cytopenia we krwi obwodowej oraz zwiększona częstość transformacji w ostrą białaczkę szpikową. Komórki są zdolne do różnicowania się, lecz zarówno proces różnicowania, jak i ich funkcje są zaburzone. W początkowym stadium choroby obecne są aktywne klony komórek prawidłowych i nieprawidłowych, zaś w późniejszym okresie dominuje jedynie klon komórek nieprawidłowych [12]. Wyróżnić można: zespół mielodysplastyczny pierwotny występuje bez uchwytnej przyczyny i wtórny występuje najczęściej na skutek długotrwałej chemioterapii, radioterapii lub pod wpływem czynnika infekcyjnego. Zdecydowana większość chorych to osoby po 50 roku życia. Średnia wieku pacjentów w chwili rozpoznania wynosi ok. 69 lat, zaś średni okres przeżycia chorych to 2 3 lata. Wtórny zespół mielodysplastyczny występuje również u ludzi młodych i dzieci. Dane epidemiologiczne wskazują, że średnia częstość zachorowań dla całej populacji wynosi 4 13 przypadków/100tys./rok i wzrasta z wiekiem [12]. W związku ze złożonością zespołu mielodysplastycznego konieczne było uporządkowanie występujących klinicznie postaci tej jednostki chorobowej. Obecnie stosowane są dwie klasyfikacje MDS: wg FAB Francusko-Amerykańsko- Brytyjskiej grupy badawczej z 1976 r. (Tabl. I) oraz wg WHO Światowej Organizacji Zdrowia z 1999 r. (Tabl. II) [14]. Klasyfikacja FAB wprowadziła pewną unifikację MDS i zyskała dzięki temu szeroką aprobatę Zaczęła jednak po pew - nym czasie wzbudzać dyskusje i zastrzeżenia, co w ostateczności doprowadziło do stworzenia nowej klasyfikacji zespołów mielodysplastycznych wg WHO. Klasyfikacja ta obejmuje grupę chorób należących do dawnego MDS (wg FAB) uwzględniając w szerszym zakresie cytopenie oporne na leczenie i obecność pierścieniowych sideroblastów. Tabela I. Klasyfikacja zespołów mielodysplastycznych (MDS) wg FAB. Typ Odsetek mieloblastów Krew obwodowa Szpik kostny Uwagi I. RA < 1% < 5% anemia, retikulocytopenia lub pancytopenia II. RARS z obecnością sideroblastów pierścieniowatych III. RAEB z nadmiarem komórek blastycznych IV. RAEB-t z nadmiarem komórek blastycznych w okresie transformacji < 1% < 5% < 5% 5-20% > 5% 20-30% sideroblasty pierścieniowate > 15% erytroblastów Mieloblasty z pałeczkami Auera V. CMML przewlekła białaczka mielomonocytowa monocyty >1000/μl promonocyty Obraz krwi i szpiku jak w typach I -IV 398

5 I. Urbanowicz i inni Tabela II. Klasyfikacja zespołów mielodysplastycznych (MDS) wg WHO. Rodzaj MDS Krew obwodowa Szpik kostny RA anemia, blasty < 1%, monocyty < 1 G/l blasty < 5%, sideroblasty pierścieniowe < 15% RARS z obecnością sideroblastów pierścieniowatych RCMD cytopenia oporna na leczenie z wieloliniową dysplazją RCMD-RS cytopenia oporna na leczenie z wieloliniową dysplazją i pierścieniowymi sideroblastami RAEB-1 z nadmiarem komórek blastycznych RAEB-2 z nadmiarem komórek blastycznych anemia, blasty < 1%, monocyty < 1 G/l blasty < 1% monocyty < 1 G/l blasty < 1%, monocyty < 1 G/l blasty < 5%, monocyty < 1 G/l blasty 5-19%, monocyty < 1 G/l, pałeczki Auera ± blasty < 5% sideroblasty pierścieniowe 15% dysplazja 10% komórek, blasty < 5%, sideroblasty pierścieniowe < 15% dysplazja 10% komórek, blasty < 5%, sideroblasty pierścieniowe 15% wieloliniowa dysplazja, blasty < 5-9% wieloliniowa dysplazja, blasty 10-19%, pałeczki Auera ± MDS-U niesklasyfikowany zespół mielodysplastyczny cytopenia, blasty < 1% dysplazja jednej linii, blasty < 5% MDS izol. del(5q) zespół 5q - anemia, blasty < 5%, liczba płytek krwi prawidłowa lub podwyższona blasty < 5%, izolowana del (5q), liczba megakariocytów prawidłowa lub podwyższona Ponadto wyodrębniono, należący według klasyfikacji FAB do RA, zespół 5q-. Klasyfikacja WHO podzieliła również grupę RAEB na RAEB-1 i RAEB-2 ze względu na to, że grupa z odsetkiem mieloblastów w szpiku > 10% cechuje się krótszym czasem przeżycia i większym prawdopodobieństwem transformacji w ostrą białaczkę w porównaniu z grupą chorych o niższym odsetku blastów w szpiku. Do dat kowo, klasyfikacja WHO wyłączyła przewlekłą białaczkę mielomonocytową (CMML) spośród MDS, gdyż schorzenie to wykazuje cechy z pogranicza zespołów mielodysplastycznych i mieloproliferacyjnych (MPD). Wyodrębniono zatem nową grupę chorób MDS/MPD i zaliczono do niej również ostre białaczki szpikowe związane z MDS [23]. U pacjentów z zespołem mielodysplastycznym stwierdza się dwa główne mechanizmy powstawania niedokrwistości: niedostateczna erytropoeza spowodowana hypoproliferacją układu erytroblastycznego w szpiku kostnym (np. u chorych z podtypem RAEB- z nadmiarem komórek blastycznych) lub nadmierna aktywność erytropoetyczna szpiku lecz nieefektywna (u pacjentów z RARS z obecnością sideroblastów pierścieniowatych). Nieefektywna erytropoeza może spowodować nadmierne wchłanianie żelaza i jego kumulację w organiźmie, co potwierdza m. in. podwyższone stężenie ferrytyny występujące u pacjentów z RARS, u których nie wykonywano jeszcze transfuzji masy erytrocytarnej [6]. Do niedawna sądzono, że najważniejszą przyczyną nadmiernego gromadzenia żelaza w organizmie przez chorych z zespołem mielodysplastycznym są przewlekłe terapeutycz - ne transfuzje masy erytrocytarnej, jako jedna z form le cze nia przewlekłej opornej niedokrwistości. U chorych otrzymują - cych bardzo wiele transfuzji, przeciążenie żelazem pojawić się może bardzo szybko, ponieważ z każdą, jednostką masy erytrocytarnej pacjent otrzymuje ok mg żelaza, podczas gdy naturalnie traci około 1 2 mg dziennie. Niestety organizm ludzki nie posiada mechanizmu regulującego wyda lanie nadmiaru żelaza. Podkreślić należy, iż przeciążenie żelazem występujące u pacjentów z zespołami mielodysplastycznymi, oprócz nieefektywnej erytropoezy powoduje toksyczne uszkodzenie narządów przyczyniając się do zwiększonej śmiertelności i skrócenia czasu przeżycia tych chorych [27]. Obserwowane nieskuteczne krwiotworzenie u pacjentów nie leczonych transfuzjami, u których ocena zaburzeń gospodarki żelazowej wskazywała na spichrzanie żelaza (m.in. wysokie stężenie ferrytyny przy wykluczeniu stanu zapalnego) zwróciła uwagę badaczy ma poszukiwanie innego czynnika odpowiedzialnego za ten stan rzeczy. Już wcześniej u pa cjen tów z beta-talasemią, (niedokrwistość hemolityczna wrodzona), zaobserwowano, że pobudzenie układu erytroblastycznego w szpiku i nieefektywne krwiotworzenie jest powiązane z podwyższonym stężeniem żelaza [24]. Uwagę skierowano na ocenę stężenia hepcydyny, która odpowiada za prawidłowe i dostateczne zasoby żelaza 399

6 Hepcydyna w zespołach mielodysplastycznych magazynowanego w organizmie. Okazało się, że stężenie hepcydyny jest obniżone w beta-talasemii, a jest to spowodowane prawdopodobnie wzrostem wydzielania czynnika wzrostu różnicowania GDF15 (growth differentiation factor 15) jak również poprzez czynnik TWSG1 (twisted gastrulation1), oba produkowane przez nadmiernie proliferujący kompartment erytroblastyczny w szpiku kostnym. Zarówno GDF 15 oraz TWSG1 hamują syntezę hepcydyny w hepatocytach ludzkich, najprawdopodobniej poprzez mechanizm zwią za ny białkami morfogenicznymi kości, stanowiąc w ten sposób humoralne połączenie pomiędzy szpikiem kostnym a wą tro bą [31, 32]. Podobny mechanizm prowadzący do nadmiernej kumulacji żelaza sugeruje się u pacjentów z MDS. Podwyż szone stę żenie GDF15 zaobserwowano u pacjentów z RARS, u których stwierdzono obniżone stężenie hepcydyny, jednak stę żenie TWSG1 nie wykazywało związku z jej stężeniem [28]. Stwierdzono również, że stężenie hepcydyny w surowicy w mniejszym stopniu niż stężenie w moczu koreluje z kliniczną diagnozą anemii. Wynika to z faktu, że hepcydyna jest dość małym peptydem, który prawdopodobnie ulega całkowitej filtracji w kłębuszkach nerkowych. Z tego powodu próbki moczu są bardziej użyteczne do oceny stężenia tego peptydu w organiźmie niż próbki surowicy [35]. Winder i wsp. wykazali nieadekwatnie niskie stężenie hepcydyny w moczu u chorych z różnymi podtypami MDS (podobnie jak w hemochromatozie wrodzonej) w odniesieniu do wysokiego stężenia ferrytyny w surowicy krwi. Wyższe stę że nie hepcydyny w moczu było obserwowane u pacjentów z MDS otrzymujących liczne transfuzje masy erytrocytarnej [35]. Badanie ekspresji mrna HAMP u zaledwie dwóch pacjentów z RARS, którzy nie byli leczeni transfuzjami wykazało obniżenie ekspresji genu kodującego hepcydynę w po równaniu z grupą kontrol - ną pomimo obecności wykładników laboratoryjnych przecią - żenia żelazem (saturacja transferryny 88% dla obu pacjentów, stężenie ferrytyny kolejno 1699 μg/l i 974 µg/l) sugerując w ten sposób podobny mechanizm regulacji go - spodarki żelazowej w RARS jak i w beta-talasemii [17]. W ostatnich doniesieniach ocenie poddano stężenie prohepcydyny u pacjentów z różnymi podtypami MDS. Jej stę - żenie w surowicy krwi było generalnie obniżone we wszystkich badanych grupach chorych w porównaniu ze zdrową populacją. Podobne wyniki, a mianowicie obniżone stężenie prohepcydyny obserwowano u pacjentów z hemochromatozą wrodzoną jak i również u chorych na reumatoidalne zapalenie stawów [7]. Na podkreślenie zasługuje fakt, że w grupie chorych z MDS (typ RA), u których nie obserwowano przeciążenia żelazem, stężenie hepcydyny było również obniżone [17]. Ta rozbież ność wyników wymusza przeprowadzenie dalszych ba dań na licznej grupie chorych, z uwzględnieniem poszczególnych podtypów MDS. Podsumowanie Hepcydyna odgrywa ważną rolę w metabolizmie żelaza. Zmiany jej stężenia mogą mieć istotne znaczenie w patogenezie wielu schorzeń. Zespoły mielodysplastyczne (MDS) to grupa chorób o charakterze klonalnym, w których rozwoju i przebiegu obserwuje się znaczne nagromadzenie żelaza spowodowane prawdopodobnie nieefektywną erytropoezą, która stymuluje zwiększoną absorpcję żelaza z jelita cienkiego. Dokładny mechanizm tego zjawiska nie został jeszcze poznany, jednak dotychczasowy poziom wiedzy na temat ekspresji hepcydyny oraz jej funkcji pozwala przypuszczać, że to właśnie niedostateczna synteza tego peptydowego hormonu skutkuje zwiększonym wchłanianiem żelaza oraz jego nadmiernym nagromadzeniem w komórkach i tkankach pacjentów z zespołem mielodysplastycznym. Udział hepcydyny w mechanizmie ogólnoustrojowego przeładowania żelazem u chorych na MDS mógłby zostać jednoznacznie potwierdzony po przeprowadzeniu badań na odpowiednio dużej grupie pacjentów. Z pewnością w przyszłości peptyd ten mógłby służyć jako ważny parametr oceny narażenia pacjentów na nadmierne gromadzenie żelaza. Można przypuszczać, że podawanie hepcydyny lub jej analogów mogłoby być pomocne w leczeniu pacjentów ze schorzeniami, w których występuje obniżone jej stężenie, w tym chorych na zespoły mielodysplastyczne. Piśmiennictwo: 1. Ahmad KA, Ahmann JR, Migas MC i wsp. Decreased liver hepcidin expression in the Hfe knockout mouse. Blood Cells Mol Dis 2002; 29: Andrews NC. Anemia of inflammation: the cytokine-hepcidin line. J Clin Invest 2004; 113: Babitt JL, Huang FW, Wrighting DM i wsp. Bone morphogenetic protein signaling by hemojuvelin regulates hepcidin expression. Nat Genet 2006; 38: Bansal SS, Halket JM, Bomford A, Simpson RJ i wsp. Quantitation of hepcidin in human urine by liquid chromatography-mass spectrometry. Anal Biochem 2009; 384: Bridle KR, Frazer DM, Wilkins SJ i wsp. Disrupted hepcidin upregulation in HFE-associated hemochromatosis and the liver as a regulator of body iron homeostasis. Lancet 2003; 361: Cuijpers ML, Raymakers RA, Mackenzie MA i wsp. Recent advances in the understanding of iron overload in sideroblastic myelodysplastic syndrome. Br J Haematol 2010; 149: El Husseiny NM, Matter MM, Sabry RM i wsp. Serum prohepcidin level in myelodysplasia. Scand J Clin Lab Invest 2010; 70: Feder JN, Penny DM, Irrinki A i wsp. The hemochromatosis gene product complexes with the transferrin receptor and lowers its affinity for ligand binding. Proc Natl Acad Sci USA 1998; 95: Frazer DM, Wilkins SJ, Millard KN i wsp. Increased hepcidin expression and hypoferraemia associated with an acute phase response are not affected by inactivation of HFE. Br J Haematol 2004; 126: Ganz T. Hepcidin, a key regulator of iron metabolism and mediator of anemia of inflammation. Blood 2003; 102: Ge XH, Wang Q, Qian ZM i wsp. The iron regulatory hormone hepcidin reduces ferroportin 1 content and iron release in H9C2 cardiomyocytes. J Nutr Biochem 2009; 20: Homenda W, Pejska M, Kochanowska-Demczyna A. Zespoły mielodysplastyczne patogeneza i leczenie. Wiad Lek 2005; 58: Kemna E, Tjalsma H, Laarakkers C i wsp. Novel urine hepcidin assay by mass spectrometry. Blood 2005; 106:

7 I. Urbanowicz i inni 14. Kotlarek-Haus S, Haus O. Zespoły mielodysplastyczne od klasyfikacji FAB do klasyfikacji WHO. Pol Arch Med Wew 2005; 114: Krause A, Neitz S, Magert HJ i wsp. LEAP-1 a novel highly disulfide-bonded peptide, exhibits antimicrobial activity. FEBS Lett 2000; 480: Lou DQ, Nicolas G, Lesbordes JC i wsp. Functional differences between hepcidin-1 and -2 in transgenic mice. Blood 2003; 103: Mariani R, Pelucchi S, Pozzi M i wsp. Reduced expression of hepcidin in patients with myelodysplastic syndrome and myelofibrosis: the causes might be more heterogeneous than in thalassaemia. Br J Haematol. 2008; 143: Mauki H, Soares RJ, Jiang W i wsp. Contribution of Hfe expression in macrophages to the regulation of hepatic hepcidin levels and iron loading. Blood 2005; 106: Motley ST, Morrow BJ, Liu X. i wsp. Simultaneous analysis of host and pathogen interactions during an in vivo infection reveals local induction of host acute phase response proteins, a novel bacterial stress response, and evidence of a host-imposed metal ion limited environment. Cell Microbiol 2004; 6: Nemeth E, Valore EV, Territo M i wsp. Hepcidin, a putative mediator of anemia of inflammation, is a type II acute-phase protein. Blood 2003;101: Nemeth E, Tuttle MS, Powelson J i wsp. Hepcidin regulates cellular iron efflux by binding to ferroportin and inducing its internalization. Science 2004; 306: Nicolas G, Chauvet C, Viatte L i wsp. The gene encoding the iron regulatory peptide hepcidin is regulated by anemia, hypoxia and inflammation. J Clin Invest 2002; 110: Noslinger T, Reisner R, Koller E i wsp. Myelodysplastic syndromes, from French-American-British to Word Health Organization: comparison of classification on 431 unselected patients from a single institution. Blood 2001; 98: Origa R, Galanello R, Ganz T i wsp. Liver iron concentrations and urinary hepcidin in beta-thalassemia. Haematologica 2007; 92: Park CH, Valore AJ, Waring AJ i wsp. Hepcidin, aurinary antimicrobial peptide synthesized in the liver. J Biol Chem 2001; 276: Pigeon C, Ilyin G, Courselaud B, Leroyer P i wsp. A new mouse liver- specific gene, enconding a protein homologous to human antimicrobial peptide hepcidin, is overexpressed during iron overload. J Biol Chem 2001; 276: Porter J.B. Practical management of iron overload. Br J Haematol 2001; 115: Ramirez JM, Schaad O, Durual S i wsp. Growth differentiation factor 15 production is necessary for normal erythroid differentiation and is increased in refractory anaemia with ring-sideroblasts. Br J Haematol 2009; 144: Samad TA, Rebbapragada A, Bell E i wsp. DRAGON, a bone morphogenetic protein co-receptor. J Biol Chem 2005; 280: Sokołowska E, Klimek J. Hepcydyna hormon uczestniczący w regulacji metabolizmu żelaza w organizmie. Post Biol Kom 2007; 34: Tanno T, Bhanu NV, Oneal PA i wsp. High levels of GDF15 in thalassemia suppress expression of the iron regulatory protein hepcidin. Nat Medic 2007; 13: Tanno T, Porayette P, Sripichai O i wsp. Identification of TWSG1 as a second novel erythroid regulator of hepcidin expression in murine and human cells. Blood 2009; 114: Wang RH, Li C, Xu X i wsp. A role of SMAD4 in iron metabolism through the positive regulation of hepcidin expression. Cell Metab 2005; 2: West AP, Giannetti AM, Herr AB i wsp. Mutational analysis of the transferrin receptor reveals overlapping HFE and transferrin binding sites. J Mol Biol 2001; 313: Winder A, Lefkowitz R, Ghoti H i wsp. Urinary hepcidin excretion in patients with myelodysplastic syndrome and myelofibrosis. Br J Haematol 2008; 142: Zhao GQ. Consequences of knocking out BMP signaling in the mouse. Genesis 2003; 35: Adres do korespondencji: Katedra Analityki Medycznej, Zakład Hematologii Laboratoryjnej Akademia Medyczna we Wrocławiu ul. Pasteura 2, Wrocław iwonaurb@yahoo.com (Praca wpłynęła do Redakcji: ) (Praca przekazana do opublikowania: ) 401