la rimozione delle catene leggere con filtri ad alto cut off e con

LA RIMOZIONE DELLE CATENE LEGGERE
CON FILTRI AD ALTO CUT OFF E CON CPFA
Elena Mancini, Juri Piattoni, Antonio Santoro
U.O.C. Nefrologia, Dialisi, Ipertensione, Policlinico S.Orsola-Malpighi, Bologna
Indirizzo per corrispondenza:
Antonio Santoro
U.O. C. Nefrologia Dialisi Ipertensione
Policlinico S.Orsola-Malpighi
Via P.Palagi 9, 40138 Bologna
Tel 051 6362435
Fax 051 6362511
e-mail [email protected]
Introduzione
L’insufficienza renale acuta (IRA) rappresenta la principale causa di morbidit• e mortalit• del
paziente affetto da mieloma multiplo (MM).
In oltre il 50% dei casi infatti il decorso clinico si complica con il coinvolgimento renale
secondario; il 20% dei pazienti presenta un quadro di insufficienza renale acuta (IRA), il 10%
diventa dialisi-dipendente.
Nella quasi totalit• dei casi (96%) si riscontrano elevati livelli sierici di catene leggere libere
monoclonali che giocano un ruolo fondamentale nella patogenesi del danno renale.
La rimozione delle catene leggere libere circolanti, mentre la chemioterapia agisce sul clone
plasmacellulare anomalo, rappresenta quindi un obiettivo primario e costituisce il razionale per
l’utilizzo della plasmaferesi nel trattamento dell’IRA da MM.
I trials randomizzati della letteratura mostrano, tuttavia, risultati contrastanti ed i benefici pi‚
evidenti della plasmaferesi si sono riscontrati nei quadri di IRA con danno istologico renale di
myeloma cast-nephropathy.
Negli ultimi anni, l’utilizzo di nuove tecnologie in grado di quantificare le catene leggere libere
sieriche da un lato, e, dall’altro, l’introduzione, di una nuova generazione di filtri per dialisi ad alto
cut-off, capaci di rimuovere soluti a medio-alto peso molecolare quali le catene leggere circolanti,
(catene k 22.000 daltons, catene  44.000 daltons) offrono nuove opzioni di monitoraggio e di
approccio terapeutico globale nel trattamento dell’IRA da MM.
La plasmaferesi convenzionale infatti, che prevede la sostituzione del plasma del paziente con
albumina e plasma fresco congelato (cosiddetta plasmaexchange) ƒ ancora, al momento,
il
trattamento extracorporeo di elezione per la rimozione artificiale delle catene leggere. A questo va
per„ eventualmente associato il trattamento di emodialisi vero e proprio qualora l’entit• del deficit
funzionale renale lo richieda, per la rimozione dei soluti uremici (urea, cretinina, acido urico,
fosforo …). Inoltre, come tutti i trattamenti aferetici convenzionali, la plasmaexchange rimuove in
modo non selettivo sia i soluti tossici (catene leggere in questo caso) che molecole indispensabili
del patrimonio plasmatico (anticorpi, vitamine, nutrienti, fattori della coagulazione...). I trattamenti
depurativi extracorporei convenzionali (emodialisi, emofiltrazione) d’altra parte, non sono in grado,
per le caratteristiche delle membrane dialitiche impiegate, di rimuovere soluti a peso molecolare
elevato quali le catene leggere Nuovi approcci depurativi extracorporei sono per„ ora disponibili.
Da un lato abbiamo infatti nuovi filtri ad elevato cut off, in grado di rimuovere componenti
plasmatici con peso molecolare fino a circa 45.000 daltons (Figura 1) quindi con tutti i presupposti
per essere validamente impiegati nella rimozione delle catene leggere. Dall’altro, tecniche di aferesi
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gi• note quali la CPFA, hanno dimostrato una certa efficacia anche nella rimozione delle catene
leggere.
Sulla base di questi presupposti si pu„ ipotizzare che, nella nefropatia da mieloma, il trattamento
sperimentale di rimozione artificiale delle catene leggere, con tecniche dialitiche o aferetiche,
consenta di agire in modo pi‚ efficace
rispetto all’ approccio terapeutico convenzionale,
abbattendo i livelli circolanti delle catene leggere e riducendo cos† il tempo di esposizione del
tubulo renale al loro effetto tossico. Il tutto dovrebbe tradursi in una pi‚ elevata probabilit• di
recupero di funzione renale e, conseguentemente, in una minor necessit• di terapia dialitica di
supporto all’insufficienza renale stessa.
Filtri ad alto cut off
I filtri ad alto cut off, sono gi• stati impiegati in campo sperimentale soprattutto nel trattamento
extracorporeo della sepsi, dove si sono dimostrati efficaci nel ridurre il livello circolante delle
citokine proinfiammatorie, in particolare delle interleukine 6, 1 e 1-ra.
Applicazioni cliniche
sperimentali successive hanno poi evidenziato che il loro impiego in emofiltrazione continua nel
paziente settico, a confronto con emofiltri convenzionali, si associava, a 48 ore dall’inizio del
trattamento, ad un uso di dosi inferiori di noradrenalina per il sostegno dell’emodinamica, e a un
recupero in termini di indice SAPS (simplified Apache score), uno degli indici di criticit• clinica
pi‚ usati nel paziente in terapia intensiva. Studi successivi hanno inoltre dimostrato che anche in
dialisi intermittente, con 4 ore di trattamento, i filtri ad elevato cut off sono in grado, a confronto
con filtri high-flux, di ottenere maggiori clearance, di tipo diffusivo, delle citokine, pur senza
indurre deplezione del patrimonio di albumina.
Vista la vicinanza di peso molecolare fra la Interleukina 6 (22000 daltons) e le catene leggere 
(22000 daltons) – maggiore distanza invece per le , 44000 daltons – si pu„ pensare all’impiego
degli stessi filtri nella rimozione, diffusiva, delle catene leggere. Tali filtri presentano
anche
l’ulteriore vantaggio di garantire allo stesso tempo la depurazione dialitica, evitando al paziente
l’esecuzione di due trattamenti extracorporei separati. Ed infine se pu„ pensare all’utilizzo degli
stessi, oltre che in dialisi diffusiva pura, anche in una metodica diffusivo-convettiva come la
emodiafiltrazione nell’ipotesi, da verificare, di potenziare la eliminazione delle catene leggere.
CPFA
La CPFA ƒ anch’essa gi• ben nota in campo clinico vero e proprio e non solo sperimentale, quale
trattamento extracorporeo di supporto al complesso trattamento della sepsi, con o senza
insufficienza renale. Nel circuito si trovano, in successione, una plasmafiltro (cut-off of 800 kDa)
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per separare il plasma dalla componente cellulare del sangue, una cartuccia contenente una resina
idrofobica (stirene divinilbenzene, diametro medio dei singoli grani 75 microns, diametro dei pori
30 nm e area di superficie
700 gr/m2) sulla quale viene perfuso il plasma uscito dal plasmafiltro
(30-40 ml/min) e a valle, un emofiltro nel quale rientra il plasma gi• trattato nella resina, unitamente
alla componente cellulare uscita dal plasmafiltro (Figura 2).
In CPFA, tecnica normalmente utilizzata come metodica di tipo continuo,
il processo di
purificazione del sangue nei riguardi dei mediatori della sepsi si basa su un adsorbimento da parte
della resina, che ƒ per„ un adsorbimento non selettivo. Vengono infatti rimosse dalla cartuccia
numerose interleukine con diversa attivit•, sia pro- che anti-infiammatoria. (1beta, 6, 8 e TNF
hanno attivit• pro-infiammatoria, e IL-1ra, interleukina 10, 16, 18 hanno attivit• anti-infiammatoria,
ma sono tutte adsorbite dalla resina). La stessa resina in grado di adsorbire le molecole dei
mediatori infiammatori ƒ risultata in grado di adsorbire in vitro le catene  e .
La depurazione dei soluti uremici avviene invece prevalentemente a livello dell’emofiltro posto a
valle della resina Poichˆ il volume di scambio convettivo orario possibile a livello dell’emofiltro ƒ
dell’ordine dei
4 litri/ora si rende
necessario, qualora la tecnica sia usata in trattamenti
intermittenti di durata relativamente breve (5-6 ore), associare separatamente
un trattamento
dialitico vero e proprio.
Esperienza Malpighi
Trattandosi di prime esperienze, ƒ indispensabile, prima di eseguire studi di validazione clinica,
procedere a valutazioni di efficienza delle singole modalit• di trattamento.
Per questo motivo noi abbiamo eseguito uno studio cinetico di comparazione della emodialisi con
membrane ad alto cut off e della CPFA nella capacit• depurativa nei riguardi delle catene leggere,
avendo come riferimento gold standard la plasmaexchange, che qui rappresenta la metodica di
controllo.
Pazienti e Metodi
Sono stati studiati 8 pazienti affetti da mieloma multiplo con livelli sierici elevati di catene leggere
(range 672-4000 mg/dl; 5 lambda e 3 kappa).
Ogni paziente ha fatto da controllo a se stesso ed ƒ stato trattato in acuto mediante:

una seduta di plasmaferesi con scambio di 3 litri di plasma e infusione di plasma e albumina
(durata 4 ore)

una seduta di CPFA (durata 5 ore)
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
una seduta dialitica con filtro HCO1100TM(polyarylethersulfone, cut-off 60kD, Gambro,
Hechingen, Germany) mediante emodialisi standard con flusso del dialisato a 500 ml/min e
flusso sangue di 200 ml/min (HCO-HD) (durata 8 ore)

una seduta dialitica sempre con lo stesso filtro mediante emodiafiltrazione on line con
flusso dialisato di 500 ml/min, flusso sangue 200 ml/min (HCO-HDF) e flusso di infusione
di 33 ml/minuto.
Caratteristiche di ogni seduta:

Accesso vascolare: catetere bilume da 12F

eparinizzazione con bolo iniziale seguito da infusione continua a velocit• variabile in base al
tempo di tromboplastina parziale attivato, con target non superiore a 200 sec

Dosaggio delle concentrazioni di catene leggere sul siero, sul plasma rimosso e sul dialisato
(FreeliteTM assay): ad inizio, met• e fine trattamento

Intervallo tra le seduta:48 ore
Risultati
Tutte e 3 le metodiche si sono mostrate efficaci nel ridurre le concentrazioni sieriche delle catene
leggere circolanti con una capacit• di abbattimento variabile dal 41% al 72% (Tabella).
Trattamento
PEX
CPFA
HCO-HD
HCO-HDF
Dosaggio sierico Catene Leggere mg/dl
Inizio
Met•
Fine
RR%
2590.66+1721 1293.66+828 693.33+444
72.54+3.4
2288+1222
1649.33+736 1340.66+571
41.38+5.7
*
2716+265.8
1728+135.7
1160+8.4
57.07+4.5
**
1990+155.56 947+550.13
653+513.36
66.07+28.45 ***
*PEX vs CPFA p< 0.05; **PEX vs HCO-HD p<0.04; ***PEX vs HCO-HDF p=ns
RR= reduction rate, abbattimento percentuale di catene leggere a fine trattamento;
PEX= plasmaexchange;
CPFA= Coupled Plasma Filtration Adsorption;
HCO-HD= emodialisi con filtro ad alto cut-off; HCO-HDF= emodiafiltrazione con filtro ad alto cut off
La Plasmaexchange ƒ risultata la tecnica che consente la rimozione di maggiori quantit• di catene
leggere.
Per quanto riguarda i trattamenti con HCO, la metodologia dialitica in grado di massimizzare la
rimozione delle catene leggere ƒ risultata l’HDF, che sfrutta trasferimenti sia di tipo convettivo che
diffusivo.
Nell’ipotesi di una perdita di proteine attraverso il filtro HCO in corso di utilizzo in
emodiafiltrazione, abbiamo eseguito un controllo specifico da cui ƒ emerso che la albuminemia si
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riduceva solo modicamente e non significativamente, pi‚ in HDF che in BD (-0.035 gr/dl in BD .vs
– 0.247 gr/dl in HDF, p=NS).
Conclusioni
La Plasmaexchange resta, come era ovvio, la metodica di riferimento per la rimozione delle catene
leggere.
La tecnica mediante HCO-HDF non sembra per„ da meno, mentre lievemente inferiori sono
risultate la HCO-HD e la CPFA. Per quest’ultima va sottolineato come i tempi di trattamento siano
stati inferiori rispetto alla dialisi HCO.
In ogni caso, tenendo conto che, nel trattamento delle forme severe di danno renale secondario a
mieloma, la rimozione delle catene leggere deve essere massiva e continuativa (10-15 sedute), non ƒ
pensabile, sia in termini di costo che di effetti collaterali, l’utilizzo esclusivo della plasmaexchange
per il rischio di depauperamento immunologico e di altre sostanze quali le vitamine cosi’ come per
un rischio “infettivo” generico sempre presente. Pertanto, queste metodiche alternative, sempre in
associazione alla chemioterapia, potrebbero essere il futuro del trattamento delle forme severe di
insufficienza renale acuta da mieloma, poichˆ consentono rimozioni frequenti ed efficaci
unitamente al trattamento dialitico. Al momento le nostre sono esperienze finalizzate alla
validazione della efficienza dei trattamenti e della loro migliore estrinsecazione in termini di
metodica e di tempi di applicazione; il passo successivo ƒ quello dei protocolli clinici in cui si
confronti l’approccio convenzionale, con chemioterapia ed eventualmente
plasmaexchange e
dialisi separatamente, a quello che prevede invece l’impiego di tecniche alternative quali quelle qui
descritte.
Letture consigliate
Morgera S et al. Pilot study on the effects of high cutoff hemofiltration on the need for
norepinephrine in septic patients with acute renal failure. Crit Care 2006
Haase M et al. Hemodialysis membrane with a high-molecular-weight cutoff and cytokine levels in
sepsis complicated by acute renal failure: a phase 1 randomized trial. Am J Kidney Dis 2007
Leung N et al. Improvement of cast nephropathy with plasma Exchange depends on the diagnosis
and on reduction of serum free light chains. Kidney International 2008
Hutchison CA et al. Efficient removal of immunoglobulin free light chains by hemodialysis for
multiple myeloma: in vitro and in vivo studies. J Am Soc Nephrol 2007
Formica M. Il sistema CPFA (Plasmafiltrazione e Adsorbimento Associate). In: Aferesi
Terapeutica, Editoriale Bios 2005, pag 45-50.
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Figure
Figura 1 – Il grafico mostra l’andamento del coefficiente di sieving (in ordinata) in funzione dei
diversi pesi molecolari (in ascissa) dei soluti indicati (vit B12, Inulina,….Albumina), con peso
molecolare crescente. Come si vede i filtri ad elevato cut off hanno un coefficiente di sieving
elevatissimo (dell’ordine di 0,8- 0,9) anche per soluti di peso molecolare nel range di 30000-40000
daltons.
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emofiltro
plasmafiltro
Schema CPFA
Plasma
Cartuccia Mediasorb
(resina idrofobica, 700 m2/g)
Uscita ultrafiltrato
Ingresso Reinfusione
Figura 2 - Componenti del circuito per CPFA: il plasmafiltro, in cui viene separata la componente
cellulare del sangue dal plasma, il quale entra poi nella cartuccia, dove le catene leggere vengono
trattenute per adsorbimento; il plsma gi• trattato rientra pi nel circuito ematico dove trova un
emofiltro per depurazione convettiva.
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