Therapeutic Leukapheresis in Patients with Leukostasis Secondary to Acute Myelogenous Leukemia

Leukostasis is a relatively uncommon but potentially catastrophic complication of acute myelogenous leukemia (AML). Prompt leukoreduction is considered imperative to reduce the high mortality rate in this condition. Leukapheresis, usually associated with chemotherapy, is an established approach to diminish blast cell counts. We report a single center experience in managing leukostasis with leukapheresis. Fifteen patients with leukostasis of 187 patients with AML (8.02%) followed at our institution were treated with leukapheresis associated with chemotherapy. The procedures were scheduled to be performed on a daily basis until clinical improvement was achieved and WBC counts were significantly reduced. Overall and early mortalities, defined as that occurred in the first 7 days from diagnosis, were reported. A high proportion of our patients with leukostasis (46.66%) had a monocytic subtype AML (M4/M5, according to French-American-British classification). The median overall survival was 10 days, despite a significant WBC reduction after the first apheresis procedure (from 200.7 X 10(9)/L to 150.3 X 10(9)/L). Almost half of patients (7/15) had an early death. Therapeutic leukapheresis, associated or not to chemotherapy, is an effective approach to reduce WBC counts in patients with AML and leukostasis; however, this therapeutic procedure does not appear to change significantly the sombre prognosis observed in the majority of patients with this complication. Other forms of treatment must be found to reduce the high mortality rate related to leukostasis. J. Clin. Apheresis 26:181-185, 2011. (C) 2011 Wiley-Liss, Inc.

Outcome of acute myeloid leukemia patients with hyperleukocytosis in Brazil

Acute myeloid leukemia (AML) with a high white blood cell (WBC) count at presentation has been associated with an increased early mortality rate, usually secondary to leukostasis. However, the value of the WBC count at which there is a high risk of early death (ED) and the efficiency of supportive treatments remain unclear. In this report, a series of 187 consecutive adult patients with AML in our institution was reviewed. The outcome of 40 patients with WBC above 50 x 10(9) L(-1) (hyperleukocytosis) was compared to 147 patients with a leukocyte count lower than 50 x 10(9) L(-1). The group with hyperleukocytosis showed a significantly shorter OS (P < 0.0001) and a higher rate of ED (P = 0.0008). Even when the data from ED patients were removed from analysis, we still detected a shorter OS in patients with hyperleukocytosis (P = 0.0049), which suggests that high WBC number influences long-term survival, and not only ED. We also observed higher lactic dehydrogenase (LDH) and serum creatinine levels in the group of patients with hyperleukocytosis (P = 0.0003 and 0.0406, respectively). Besides considering all the patients with ED, we could observe higher levels of lactic dehydrogenase, a serum creatinine and nitrogen urea (P = 0.0056, P = 0.0008 and P < 0.0001, respectively). Pulmonary involvement was more frequent in patients with ED (P = 0.0277). In conclusion, hyperleukocytosis confers a poorer prognosis in patients with AML.

Selectin ligands on leukemic cells

RESUME L'infiltration tissulaire par les cellules leucémiques, responsable de leucostase, est une complication grave de la leucémie aiguë hyperleucocytaire. Elle peut entraîner une détresse respiratoire et des troubles neurologiques de mauvais pronostic. Pendant longtemps, la prolifération intravasculaire des cellules leucémiques et l'augmentation de la viscosité étaient considérées comme en étant responsables, et le traitement reposait sur une cytoréduction rapide par leucaphérèse. Actuellement, l'interaction entre les cellules leucémiques et l'endothélium vasculaire est plutôt considérée comme la cause de ce phénomène. En effet, les cellules leucémiques peuvent induire l'expression des sélectives endothéliales. Les sélectives initient le roulement des leucocytes avant leur adhésion ferme et leur migration dans les tissus. Elles reconnaissent des ligands spécifiques exprimés à la surface des leucocytes, comme PSGL-1 qui est un ligand commun des sélectives. Cependant, plusieurs études suggèrent que d'autres ligands de la E-sélective soient exprimés par les leucocytes. L'interaction des cellules leucémiques avec la E- et la P- sélective est corrélée avec l'expression de la molécule CLA, reconnue par l'anticorps HECA-452. L'immunopurification des ligands de la E-sélective avec cet anticorps a permis d'isoler, des cellules THP1 et U937, une protéine de 170 kDa, ainsi qu'une autre protéine de 250 kDa des cellules U937, en plus de PSGL-1. Ces protéines ont également été purifiées avec la protéine de fusion Esélective/IgM. CD43 et CD44 semblent être des ligands de la E-sélective sur certaines lignées, mais leur interaction avec la E-sélective n'est pas toujours retrouvée. De plus, cette étude a permis de montrer que ces ligands de la E-sélectiné sont exprimés dans les rafts lipidiques, comme PSGL-1 et la L-sélective des neutrophiles. Ces deux nouveaux ligands sont en cours d'identification. Ils pourraient représenter une nouvelle cible dans le traitement de la leucostase, mais aussi lors d'inflammation chronique ou de métastases. ABSTRACT Leukostasis is alife-threatening complication of acute leukemia, that results from tissue infiltration of leukemic blasts that migrate out of blood flow and interfere with normal tissue functions. The process leading to these complications has been attributed to the overcrowding of leukemic cells in the microcirculation. However, leukostasis more likely results from the adhesive interactions between leukemic blasts and the endothelium. Activated endothelium express adhesion molecules like P- and E-selectin, and leukemic cells themselves can induce the expression of E-selectin on endothelial cells. Selectins are essential in initiating the rolling of intravascular cells on endothelium before firm adhesion and transmigration outside of blood vessels. They interact with specific ligands on leukocyte cell surface. P-selectin glycoprotein ligand-1 (PSGL-1) is common ligand for E-, P- and L-selectin. Recently, CD44, ESL-1 and CD44 were shown to cooperate. ìn supporting mouse neutrophil adhesion to E-selectin. Other E-selectin ligands remain to be identified in humans. Leukemic cells were screened in order to characterize human E-selectin ligands. The interactions of E- and P-selectin correlate with the expression of CLA epitope. Therefore, HECA-452 mAb that recognizes CLA was used for immunopurification. Aglycoprotein of 170 kDa was purified from THP1 and U937 cells, and a protein of 250 kDa from U937 cells. These proteins were also purified by affinity binding to E-selectin/IgM chimera. PSGL-1 bound to E-selectin as expected, but CD43 and CD44 were not always adsorbed on E-selectin chimera, depending on cell types. E-selectin ligands were also shown to be in lipid rafts in leukemic cells, like PSGL-1 and L-selectin in human neutrophils. The 170 kDa protein has been sequenced, and three interesting ligands were among the candidates: ESL-1, CD44 and podocalyxin. These ligands are under investigation, and may represent a new therapeutic target in leukostasis, inflammation or cancer metastasis.

Le rôle du récepteur B1 des kinines dans le développement de la rétinopathie diabétique

La rétinopathie diabétique est associée à plusieurs changements pathologiques du lit vasculaire rétinien, incluant l’ouverture de la barrière hémato-rétinienne, l’inflammation vasculaire et la modification du débit sanguin. Récemment, il a été proposé que le récepteur B1 des kinines, qui est surexprimé dans la rétine diabétique, puisse être impliqué dans le développement de ces altérations vasculaires. Ainsi, cette thèse présente les effets de traitements pharmacologiques avec des antagonistes du récepteur B1 sur la perfusion rétinienne, la perméabilité vasculaire, l’infiltration des leucocytes (leucostasie), l’expression de médiateurs de l’inflammation et la production d’anion superoxyde dans la rétine du rat rendu diabétique avec la streptozotocine (STZ). Les résultats obtenus montrent que l’application oculaire (10 µl d’une solution à 1%, deux fois par jour pendant 7 jours) de LF22-0542, un antagoniste hydrosoluble du récepteur B1, bloque significativement l’hyperperméabilité vasculaire, la leucostasie, le stress oxydatif et l’expression génique de médiateurs de l’inflammation (B1R, iNOS, COX-2, VEGF-R2, IL-1β et HIF-1α) dans la rétine chez le rat à 2 semaines de diabète. L’administration orale (3 mg/kg) d’un antagoniste non-peptidique et sélectif pour le récepteur B1, le SSR240612, entraîne une diminution du débit sanguin rétinien 4 jours après l’induction du diabète mais n’a aucun effet sur la réduction de la perfusion rétinienne à 6 semaines. Le récepteur B1 joue donc un rôle protecteur au tout début du diabète en assurant le maintien d’un débit sanguin normal dans la rétine; un effet qui n’est toutefois pas maintenu pendant la progression du diabète. Ces données présentent ainsi la dualité du récepteur B1 avec des effets à la fois protecteurs et délétères. Elles suggèrent aussi un rôle important pour le récepteur B1 dans l’inflammation rétinienne et le développement des altérations vasculaires. Le récepteur B1 pourrait donc représenter une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement de la rétinopathie diabétique.