NON-TRANSFERRIN-BOUND IRON IN HEMATOPOIETIC STEM CELL TRANSPLANTATION

Hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) is an intensive treatment often complicated by organ injuries. Non-transferrin-bound iron (NTBI), as an inducer of free oxygen radicals, is a potential factor in the pathogenesis of these complications. We studied the appearance and timing of NTBI in transplant patients and the possibility to prevent the occurrence of NTBI by binding it with apotransferrin administration. We showed that NTBI appears regularly during the peritransplantation period in HSCT, both in allogeneic and autologous transplantation. We could demonstrate, for the first time, the exact timing and duration of the changes in transferrin saturation and the appearance and the length of the presence of NTBI. We could also show and confirm the 80% saturation of transferrin to be a reliable threshold for NTBI. In allogeneic HSCT fully saturated transferrin and the appearance of NTBI was observed by day -4 before HSCT (day 0). NTBI was detectable on average for 14 days. In autologous HSCT a similar steep rise was found in the transferrin saturation. The mean time for the first to the last NTBI-positive samples was 6.1 days, the intensity of the conditioning seemed to have an effect on the appearance of NTBI. The disappearance or marked reduction of the NTBI positive samples coincided with the recovery of the bone marrow function. Our studies indicate that the presence of NTBI is largely due to reduced utilization of iron by erythropoiesis and the reduction of serum transferrin levels caused by the transplantation process. As NTBI might contribute to the complications of HSCT, we assessed the possibility to bind NTBI during the peritransplant period with apotransferrin infusions. With a single apotransferrin dose given on day +3 NTBI disappeared from the sera of all the six patients, but reappeared 12-24 hours later. Twenty patients were given repeated doses of apotransferrin at three dose levels. The daily loading doses were given at the start of conditioni
Kantasolujensiirto on yleensä pahanlaatuisten veritautien hoitoon käytetty hyvin intensiivinen hoitomuoto, johon usein liittyy solu- ja kudosvaurioita. Näiden vaurioiden mahdollisena osatekijänä voi olla kuljettajavalkuaiseensa transferriiniin sitoutumaton rauta. Tämä n.s. vapaa rauta laukaisee kudostuhoa aiheuttavien vapaiden happiradikaalien muodostumisen. Tutkimuksissamme halusimme selvittää transferriinin rautakyllästeisyyden muutosten ja vapaan raudan esiintymisen tarkkaa ajoitusta, sekä mahdollisuutta estää vapaan raudan ilmaantumista antamalla potilaille transferriinia infuusiona. Osoitimme, että vapaata rautaa oli todettavissa säännöllisesti kantasolujensiirron yhteydessä. Kuvasimme ensimmäisinä vapaan raudan esiintymisen ja transferriinin rautakyllästeisyyden muutosten tarkan ajoituksen ja keston. Osoitimme myös että transferiinin 80%:n rautakyllästeisyys on luotettava kynnysarvo vapaan raudan ilmaantumiselle. Tutkimustemme perusteella voidaan päätellä, että vapaan raudan ilmaantuminen johtuu suureksi osaksi kantasolujensiirron esihoidon aiheuttamasta luuytimen punasolutuotannon lakkaamisesta ja sen seurauksena raudan hyväksikäytön taukoamisesta, osasyynä on myös esihoidon aiheuttama transferriinitason lasku. Koska vapaan raudan katsotaan voivan olla osatekijänä kantasolujensiirron komplikaatioissa, selvitimme mahdollisuutta sitoa vapaa rauta transferiini-infuusioilla kantasolujensiirron yhteydessä. Tutkimuksessamme osoitimme, että vapaan raudan ilmaantumista voitiin vähentää ja osin kokonaan estää transferriinia antamalla. Soluviljelytutkimuksessamme osoitimme, että viljelyyn lisätty vapaa rauta esti sekä punasoluesiasteiden että granulosyyttimakrofagivalkosolujen esiasteiden pesäkemuodostusta. Vapaan raudan sitominen transferriinilla poisti estovaikutuksen. Totesimme tutkimuksissamme kantasolujensiirtojen yhteydessä ilmenevän vapaata rautaa, joka voi olla osasyy siirtojen yhteydessä ilmeneviin komplikaatioihin. Vapaan raudan esiintyminen voitiin osittain