Comparative analysis of the pathological events involved in immune and non-immune TRALI models

Background and Objectives Transfusion-related acute lung injury (TRALI) is characterized by leukocyte transmigration and alveolar capillary leakage shortly after transfusion. TRALI pathogenesis has not been fully elucidated. In some cases, the infusion of alloantibodies (immune model), whereas in others the combination of neutrophil priming by proinflammatory molecules with the subsequent infusion of biological response modifiers (BRMs) in the hemocomponent (non-immune model) have been implicated. Our aim was to compare the pathological events involved in TRALI induced by antibodies or BRMs using murine models. Materials and Methods In the immune model, human HNA-2+ neutrophils were incubated in vitro with a monoclonal antibody (anti-CD177, clone 7D8) directed against the HNA-2 antigen and injected i.v. in NOD/SCID mice. In the non-immune model, BALB/c mice were treated with low doses of lipopolysaccharide (LPS) followed by platelet-activating factor (PAF) infusion 2 h later. Forty minutes after PAF administration, or 6 h after neutrophil injection, lungs were isolated and histological analysis, determination of a variety of cytokines and chemokines including keratinocyte-derived chemokine (KC), MIP-2, the interleukins IL-1 beta, IL-6, IL-8 as well as TNFa, cell influx and alveolar capillary leakage were performed. Results In both models, characteristic histological findings of TRALI and an increase in KC and MIP-2 levels were detected. In contrast to the immune model, in the non-immune model, there was a dramatic increase in IL-1 beta and TNFa. However, capillary leakage was only detected if PAF was administrated. Conclusions Regardless of the triggering event(s), KC, MIP-2 and integrins participate in TRALI pathogenesis, whereas PAF is essential for capillary leakage when two events are involved.

TRALI in 2 cases of leukemia

We describe transfusion-related acute lung injury (TRALI) in 2 acute leukemia cases to increase awareness of this under reported serious transfusion complication syndrome in multitransfused patients. There are a number of reports in multitransfused patients with nonmalignant disorders. However, reports of pediatric oncology patients are few, suggesting a lack of recognition or misdiagnosis of the syndrome. A disproportionately high number of fatalities in children is recorded in the literature. This highlights the need for increased awareness and appropriate treatment of this serious complication of transfusion. Although TRALI is initially a clinical diagnosis, the laboratory investigation is vital as it contributes to defining the pathogenesis of the syndrome and importantly facilitates the effective management of implicated donations and donors. An investigational strategy for suspected cases is presented and the results are discussed in the context of current proposed mechanisms for TRALI. As each transfused blood product is associated with a potential risk of TRALI, more frequent reports in patients receiving large volume or recurrent transfusion would be expected.

Untersuchungen zur Plasmapheresetherapie bei Patienten mit thrombotisch thrombozytopenischer Purpura

Die thrombotische thrombozytopenische Purpura (TTP) ist charakterisiert durch eine Triade aus Thrombozytopenie, hämolytischer Anämie und Mikrothromben. Ursächlich für diese Mikroangiopathie ist ein Mangel der Von Willebrand Faktor (VWF)-spaltenden Protease, ADAMTS13, der durch Autoantikörper oder eine genetische Mutation bedingt sein kann. In der Folge treten hochmolekulare, prothrombotische VWF Multimere im Blut auf, die eine Plättchenadhäsion und -aggregation initiieren, die zu mikrovaskulären Thromben in den Arteriolen und Kapillaren zahlreicher Organe insbesondere im zentralen Nervensystem führt. rnMomentan ist der Goldstandard der Therapie dieser ansonsten tödlich verlaufenden Erkrankung, die Plasmapherese (PEX). Hierfür stehen mit Fresh Frozen Plasma (FFP) und solvent/detergent (s/d) Plasma zwei Präparate zur Verfügung. Die Effizienz der Therapie bei der TTP konnte in den letzten Jahrzehnten im klinischen Alltag belegt werden, dennoch geht die intensive und invasive Therapie mit vielen Risiken und Nebenwirkungen für die Patienten einher, die in dieser Arbeit herausgearbeitet werden sollten. rnIn einer deutschlandweiten Patientenstudie wurde retrospektiv, mittels Fragebögen, ein Nebenwirkungsprofil der Plasmapherese erstellt, sowie mögliche Prädispositionen für die TTP untersucht. Zudem wurden mögliche Auslöser für das Auftreten einer klinisch manifesten TTP analysiert. Die Auswertung zeigte, dass Parästhesien (64,4 %) und Schüttelfrost (61,2 %) als häufigste Nebenwirkungen der PEX bei den Patienten auftraten. Weitere Symptome waren vermehrte Kopfschmerzen (50,6 %) und Tachykardien (36,8 %). Nebenwirkungen wie schwerer Kollaps (9 %) traten selten auf. Patienten mit Allergien in der Anamnese reagierten nicht empfindlicher auf die PEX, als andere. Ein Unterschied in der Häufigkeit der Nebenwirkungen hinsichtlich der verschiedenen Plasmapräparate konnte nicht gezeigt werden, relativiert wird dies durch den sehr geringen Einsatz von Octaplas® bei der untersuchten Patientenkohorte.rnEs konnte eine deutliche Verbindung zwischen dem Auftreten der TTP und anderen Autoimmunerkrankungen gezeigt werden. Von insgesamt 87 Patienten leiden 20,8 % an einer weiteren Autoimmunerkrankung. Insbesondere die Hashimoto Thyreoiditis liegt bei den Befragten als häufige Begleiterkrankung vor. Die genetische Prädisposition hat sich in den vergangen Jahren als ein primärer Risikofaktor für die TTP herausgestellt.rnAls mögliche Trigger eines TTP Schubes konnten Infektionen (38,7 %), Medikamente (u.a. Kontrazeptiva, Chinolone, Clarithromycin) (24,3 %), und Schwangerschaft (5,4 %) ausgemacht werden.rnEin weiterer Untersuchungspunkt der Dissertation war die Beurteilung der ADAMTS13-Aktivität in den Plasmapräparaten. Hierfür wurden drei verschieden Methoden, zwei auf Fluoreszenz Resonanz Energie Transfer beruhende Assays und eine turbidimetrische Messung, verwendet. In allen Methoden konnte eine physiologische ADAMTS13-Aktivität, 646 ng/ml für FFP und 634 ng/ml für Octaplas®, gemessen werden, die sich für beide Präparate nicht signifikant unterschied. Auffällig waren jedoch die höheren Schwankungen der Aktivität bei den verschiedenen Chargen bei FFP gegenüber Octaplas®. rnAufgrund des Herstellungsverfahrens bietet Octaplas® einen sichereren Schutz vor Virusübertragungen und dem Auftreten von TRALI als FFP. Jedoch kann es aufgrund der niedrigen Konzentration an Protein S prothrombotisch wirken. FFP enthält dagegen einen höheren Gehalt an Gerinnungsfaktoren. rnAbschließend ist festzuhalten, dass beide Präparate für die Therapie der TTP geeignet sind. Welches Präparat gewählt wird, sollte individuell für den zu behandelnden Patienten entschieden werden. Bei TTP-Patienten, die in der Vergangenheit bereits sensibel auf FFP reagierten, bietet sich eine Therapie mit Octaplas® an. Die schnelle Bereitstellung einer adäquaten Therapie spielt bei der thrombotisch thrombozytopenischen Purpura die entscheidende Rolle.

Treatment of thrombotic thrombocytopenic purpura

Thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP), characterized by thrombocytopenia and microangiopathic haemolytic anaemia, was almost universally fatal until the introduction of plasma exchange (PE) therapy in the 1970s. Based on clinical studies, daily PE has become the first-choice therapy since 1991. Recent findings may explain its effectiveness, which may include, in particular, the removal of anti-ADAMTS13 autoantibodies and unusually large von Willebrand factor multimers and/or supply of ADAMTS13 in acquired idiopathic or congenital TTP. Based on currently available data, the favoured PE regimen is daily PE [involving replacement of 1-1.5 times the patient's plasma volume with fresh-frozen plasma (FFP)] until remission. Adverse events of treatment are mainly related to central venous catheters. The potential reduction of plasma related side-effects, such as transfusion-related acute lung injury (TRALI) or febrile transfusion reactions by use of solvent-detergent treated (S/D) plasma instead of FFP is not established by controlled clinical studies. Uncontrolled clinical observations and the hypothesis of an autoimmune process in a significant part of the patients with acquired idiopathic TTP suggest a beneficial effect of adjunctive therapy with corticosteroids. Other immunosuppressive treatments are not tested in controlled trials and should be reserved for refractory or relapsing disease. There is no convincing evidence for the use of antiplatelet agents. Supportive treatment with transfusion of red blood cells or platelets has to be evaluated on a clinical basis, but the transfusion trigger for platelets should be very restrictive. Further controlled, prospective studies should consider the different pathophysiological features of thrombotic microangiopathies, address the prognostic significance of ADAMTS13 and explore alternative exchange fluids to FFP, the role of immunosuppressive therapies and of new plasma saving approaches as recombinant ADAMTS13 and protein A immunoadsorption.