Il percorso diagnostico-terapeutico ortopedico nel Myeloma Bone Disease: dall'analisi istopatologica alla chirurgia.

Introduzione Il Mieloma Multiplo è una neoplasia caratterizzata dalla proliferazione neoplastica di un singolo clone plasmacellulare che, nella maggior parte dei casi, si accompagna all’ iperproduzione di una immunoglobulina monoclonale. E’ inoltre caratterizzata dall’ interessamento multifocale dello scheletro: le plasmacellule, proliferando all’interno del midollo osseo, determinano un danno a causa dello sviluppo di lesioni osteolitiche e/o fratture patologiche. Sebbene la patologia ossea sia dominante, la neoplasia può diffondere, nelle sue fasi avanzate, ai linfonodi e a sedi extranodali come la cute e gli organi viscerali.1-3 Epidemiologia Il Mieloma Multiplo rappresenta la neoplasia che più frequentemente determina un coinvolgimento osseo tra tutte le neoplasie maligne: quadri radiografici patologici sono ritrovati in circa l’80% dei pazienti con una nuova diagnosi di mieloma multiplo.4 Il MM costituisce circa l’1% di tutte le neoplasie maligne e circa il 10% di tutti i tumori ematologici, rappresentando la seconda neoplasia ematologica più frequente negli USA. L’incidenza stimata in Italia è di circa 5000 casi/anno. La sua incidenza è più elevata negli uomini, con un rapporto di 1.4:1 ed è più elevata nelle persone di discendenza africana. E’ principalmente una malattia dell’anziano, con un picco di incidenza intorno a 66 anni: solo il 10% dei pazienti lo sviluppa sotto i 50 anni e solo il 2% dei pazienti lo sviluppa sotto i 40 anni. Rispetto alla popolazione generale, il rischio di sviluppare la neoplasia è circa è circa 3.7 volte più alto nelle persone che hanno un parente di primo grado affetto.3 Eziopatogenesi Nella patogenesi della malattia partecipa sia la predisposizione genetica che l’esposizione ambientale. Il modo in cui la predisposizione genetica agisce sulla patogenesi della malattia è in gran parte sconosciuto, ma l’importanza del suo ruolo è sostenuto dal fatto che, ad esempio, ci sono notevoli differenze razziali con tassi maggiori registrati nella popolazione nera, rispetto ai soggetti di discendenza europea, ma soprattutto rispetto ai soggetti di discendenza giapponese e ispanica. L’esposizione ambientale a radiazioni ionizzanti e ad agenti chimici è stata associata ad un evidente incremento dell’incidenza di mieloma; tuttavia, anche in questo caso, la correlazione non è chiara. Studi condotti sui sopravvissuti esposti a radiazioni atomiche hanno mostrato un aumento dell’incidenza di mieloma anche dopo 20 anni dall’esposizione; inoltre, studi epidemiologici mostrano un aumento dell’incidenza nei pazienti affetti da patologie autoimmuni, patologie infiammatorie croniche o con malattie infettive: questi tre fattori sembrerebbero avere un ruolo di trigger nell’insorgenza della malattia.5 Le plasmacellule maligne possono produrre immunoglobuline complete, solo catene leggere o nessuna delle due. Nel 99% dei pazienti con MM, le analisi di laboratorio mostrano aumentati livelli di Ig nel sangue e/o di catene leggere (proteine di Bence-Jones) nelle urine. In circa il 70% di tutti i pazienti affetti da mieloma si riscontrano sia la proteina M sierica che la proteinuria di Bence-Jones. Tuttavia, in circa il 20% dei pazienti la proteinuria di Bence-Jones è presente come reperto isolato. Circa l’1% dei mielomi non è secernente. Quindi l’assenza di proteine M nel siero e/o nelle urine non permette di escludere una diagnosi di mieloma. Le immunoglobuline monoclonali sono dapprima evidenziate come picchi proteici anomali all’elettroforesi sierica o urinaria e successivamente caratterizzate dall’immunofissazione che ne conferma la presenza e determina il tipo di immunoglobulina. Raramente possono essere presenti 2 proteine M: in tal caso si parla di gammopatia biclonale, che si verifica nel 2% dei pazienti affetti da MM. Nella maggior parte dei pazienti affetti da mieloma si ritrovano livelli di Ig sieriche superiori a 3 g/dl e/o livelli di proteina di Bence-Jones urinaria maggiori di 6 g/dl. In circa il 5% dei casi, ci possono anche essere casi di mieloma multiplo oligosecernente, cioè con concentrazione di proteina M sierica < 1g/dl e proteina M urinaria < 200 mg/24 ore. La più frequente Ig monoclonale (proteina M) è una IgG (circa 55% dei pazienti), seguita da IgA (25%). I mielomi che esprimono IgM, IgD, IgE sono rari. L’eccessiva produzione e aggregazione di proteine M porta a sintomi da iperviscosità ematica in circa il 7% dei pazienti. La catena leggera Kappa è prodotta maggiormente rispetto a quella Lambda, con un rapporto di 2:1. La catena leggera lambda viene prodotta maggiormente nell’ mieloma IgD secernente e nel mieloma associato ad amiloidosi. La concentrazione di una o entrambe le classi principali di immunoglobuline non coinvolte nell’ipersecrezione monoclonale (ad esempio, IgM ed IgA nel caso di mieloma secernente IgG) è ridotta in oltre il 90% dei casi; entrambe sono ridotte in circa il 70% dei casi. Un’analisi retrospettiva ha dimostrato come livelli normali delle immunoglobuline non coinvolte nell’ipersecrezione si associno ad una tasso di sopravvivenza maggiore, indipendentemente dal trattamento ricevuto.6 Nella maggior parte dei casi di mieloma sintomatico, la malattia evolve da una condizione precedente, benigna, detta Gammopatia Monoclonale Essenziale o di Significato Incerto (MGUS). La MGUS è la più frequente discrasia plasmacellulare, riscontrata in circa il 3% delle persone al di sopra dei 50 anni di età e in circa il 5% delle persone al di sopra dei 70 anni di età. Per definizione questi pazienti sono asintomatici e il livello sierico di proteina M è inferiore a 3 g/dl. Ogni anno circa l’1% dei pazienti affetti da MGUS sviluppa una neoplasia plasmacellulare sintomatica, generalmente un mieloma multiplo. Infatti, anche da un punto di vista patogenetico, nelle plasmacellule clonali che caratterizzano la MGUS spesso si ritrovano le stesse traslocazioni e delezioni che si riscontrano nel mieloma multiplo conclamato, supportando l’ipotesi che l’MGUS sia uno stadio iniziale del MM. Infatti è dimostrato come l’80% dei pazienti con MM abbia sviluppato, negli 8 anni precedenti, l’ MGUS. La gammopatia monoclonale essenziale può evolvere anche in linfoma e amiloidosi. Il rischio per la progressione da MGUS a MM include: 1. Elevati livelli sierici di proteina M; 2. Tipo di proteina M (IgG, IgM, IgA); 3. Rapporto anormale tra le catene leggere Kappa e Lambda ( 1.26); 4. Presenza di > 95% di plasma-cellule monoclonali all’interno del midollo osseo; 5. Presenza di plasmacellule circolanti monoclonali. Nel paziente con MGUS, la presenza di 3 o più fattori di rischio conferisce una probabilità di progressione del 58% a 20 anni; con 2 fattori di rischio del 37%; con 1 fattore di rischio del 21%; in assenza di fattori di rischio del 5%. Nonostante il paziente con MGUS sia asintomatico, è dimostrato statisticamente come esso abbia comunque un rischio aumentato di frattura. Secondo una recente teoria, pare che, trattando la perdita ossea nella fase di MGUS, non solo si diminuisca il rischio di frattura, ma si possa anche ritardare l’insorgenza del mieloma multiplo. Spesso, nel passaggio tra MGUS e MM conclamato, si attraversa una fase di indolenza, in cui la malattia prende il nome di Mieloma Smoldering. Le plasmacellule costituiscono dal 10 al 30% della cellularità midollare e il livello di proteina M sierica è maggiore di 3 g/dl, ma i pazienti sono asintomatici. Circa il 75% di questi pazienti progrediscono verso il mieloma multiplo nell’arco di 15 anni. Si pensa inoltre che le cellule mielomatose, inizialmente, determinino la formazione di un plasmocitoma (un tumore singolo) e che successivamente determinino la formazione di lesioni multiple le quali caratterizzeranno, per l’appunto, il mieloma multiplo. In fase terminale, il MM può progredire verso una malattia aggressiva, indipendente dal midollo osseo, conosciuta come Leucemia Plasmacellulare (PCL). In questa fase, le cellule mielomatose proliferano e si riversano all’interno del circolo sistemico, determinando un incremento delle plasmacellule circolanti > 20% e spesso inducendo la formazione di plasmocitomi extramidollari che possono localizzarsi in qualsiasi parte del corpo.5 Patogenesi molecolare I geni delle immunoglobuline nelle cellule del mieloma mostrano sempre evidenza di ipermutazione somatica. Partendo da tale presupposto, la cellula di origine del mieloma viene considerata una cellula B post-centro germinativo che si localizza nel midollo osseo e che si è differenziata in plasmacellula. 1 Una delle caratteristiche distintive del mieloma multiplo è la presenza di molteplici aberrazioni cromosomiche e di numerose mutazioni geniche, che in parte spiegano la notevole resistenza della malattia alle terapie. Infatti è ormai chiaro come il MM sia spesso caratterizzato dalla presenza di mutazioni come KRAS, NRAS, BRAF, FAM46C e TP53.7 La proliferazione e la sopravvivenza delle cellule del mieloma dipendono da diverse citochine, la più importante delle quali è IL-6. Essa è un importante fattore di crescita per le plasmacellule che viene prodotta dalle stesse cellule neoplastiche e dalle cellule stromali residenti nel midollo. Alti livelli di IL-6 si osservano in pazienti con malattia in fase attiva e sono associati a prognosi sfavorevole. Le mutazioni somatiche associate al MM possono determinare lo sviluppo sia di una malattia non iper-diploide (NHD) sia iperdiploide (HD). Entrambe la classi di mutazioni determinano degli importanti riarrangiamenti a livello cromosomico che provocano la disregolazione del passaggio dalla fase G1 alla fase S e della trascrizione della Ciclina D.7 La NHD è caratterizzata dalla presenza di traslocazioni cromosomiche che coinvolgono il 14q32 il quale determina anche la traslocazione del gene delle catene pesanti delle immunoglobuline (IgH). Questo causa un’iperespressione dell’IgH nella presentazione clinica del mieloma. La NHD si caratterizza come una malattia che progredisce velocemente, con una prognosi infausta per il paziente. Di contro, la HD è caratterizzata dalla presenza di trisomie che coinvolgono i cromosomi 3, 5, 7, 9, 11, 15, 19 e 21. L’eccesso di Ciclina D in assenza di elevati livelli di IgH è la caratteristica principale dell’ HD. Il modello del Myeloma bone disease Le lesioni ossee, segno caratteristico del mieloma multiplo, colpiscono la maggior parte dei pazienti affetti e sono associate a dolore osseo, fratture e ipercalcemia. Oltre al fatto che le complicazioni a livello scheletrico determinano dolore e morbilità, compromettendo la vita quotidiana del paziente, è stato dimostrato come il riassorbimento osseo sia un fattore di rischio indipendente per la sopravvivenza del paziente con mieloma sintomatico. 4 Il mieloma è caratterizzato da una forma unica di danno osseo, in cui la lesioni litica non viene seguita dalla deposizione reattiva di osso che caratterizza la maggior parte delle metastasi ossee. Il principio che sta alla base della malattia ossea nel MM è la presenza di uno squilibrio nel normale turnover osseo, con un aumento del riassorbimento e diminuzione della neoformazione ossea. Tale fenomeno deriva direttamente dalla presenza delle cellule mielomatose che stimolano l’attività osteoclastica e, allo stesso tempo, sopprimono la differenziazione e la funzionalità osteoblastica. L’incremento del numero e dell’attività osteoclastica, inoltre, promuove la progressione del mieloma sia direttamente, tramite il contatto cellula-cellula, che indirettamente, tramite il rilascio di citochine da parte del microambiente del midollo osseo. Si instaura così un circolo vizioso tra la distruzione ossea e la sopravvivenza delle cellule tumorali.8, 9 • Aumento dell’attività osteoclastica: un reperto istologico caratteristico nel “Myeloma Bone Disease” è il riscontro di un accumulo di osteoclasti con conseguente riassorbimento osseo, nelle porzioni ossee in cui sono presenti le cellule mielomatose; il fenomeno non si osserva nei segmenti ossei in cui non è presente la neoplasia. Recentemente si sono infatti individuati 3 gruppi principali di fattori in grado di determinare la stimolazione degli osteoclasti: il ligando del recettore attivatore del fattore nucleare NF-kB (RANK-L); le chemochine macrofagiche infiammatorie (MIP 1 e MIP 1); i fattori di derivazione stromale 1 (SDF-1). Le cellule mielomatose determinano uno sbilanciamento tra RANKL- OPG (Osteoprotegerina). RANKL, espresso principalmente dalle cellule osteoblastiche e dalle cellule stromali, rappresenta il principale fattore in grado di stimolare gli osteoclasti, in quanto il suo recettore, RANK, è espresso a livello della superficie dei precursori degli osteoclasti e degli osteoclasti maturi. RANKL induce la differenziazione e la sopravvivenza dei preosteoclasti, oltre ad aumentare la funzionalità degli osteoclasti maturi. OPG agisce come recettore esca antagonista di RANKL ed è prodotto prevalentemente dalle cellule osteoblastiche e dalle cellule stromali. Un corretto bilanciamento tra RANKL e OPG è fondamentale per un normale turnover osseo. Inoltre, proprio il rapporto tra i livelli sierici di RANKL e OPG è stato dimostrato essere un fattore prognostico per la sopravvivenza del paziente.10 Le cellule mielomatose agiscono stimolando l’espressione di RANKL e riducendo la disponibilità di OPG all’interno del microambiente del midollo osseo. Inoltre, le cellule mielomatose producono e secernono anche Syndencan-1 (CD-138), un proteoglicano che favorisce la degradazione di OPG. Il meccanismo mediato da RANKL rappresenta la via principale che induce il riassorbimento osseo: particolarmente importante è anche il MIP-1 mieloma-derivato che stimola direttamente la maturazione dei pre-osteoclasti e regola positivamente l’espressione di RANKL. Inoltre, i meccanismi molecolari sarebbero, in realtà, molto più complessi, comprendendo anche MIP 1, IL-6, IL-11, etc. RANK-L e OPG sono importanti per comprendere le caratteristiche del Myeloma Bone Disease e sono anche strettamente connessi all’outcome clinico, confermando la stretta inter-relazione tra la progressione della malattia e le varie componenti che costituiscono il micro-ambiente del midollo osseo. • Soppressione dell’attività osteoblastica: mentre molti studi si sono focalizzati sull’attivazione osteoclastica come meccanismo patogenetico del Myeloma Bone Disease, l’influenza delle cellule mielomatose sugli osteoblasti è stata caratterizzata più recentemente11. Al contrario della maggior parte delle altre metastasi ossee, il MM causa una distruzione ossea senza che ci sia la normale reazione osteoblastica con neodeposizione ossea. Infatti è stato dimostrato tramite biopsie come, nelle zone limitrofe alla aree contenenti le cellule mielomatose, ci sia un ridotto numero di osteoblasti con funzionalità diminuita. 12 La via di segnalazione WNT (Wingless-type) si è dimostrata essere una delle più importanti per quanto riguarda l’attivazione e la differenziazione osteoblastica. Le cellule mielomatose iperesprimono geni che codificano per antagonisti extracellulari di WNT come DDK-1. Con studi genetici, Tian et al. 13 hanno dimostrato l’ iperespressione del gene DKK-1 nei pazienti con lesioni ossee multiple. E’ stato anche evidenziato che i pazienti senza lesioni ossee litiche alla radiografia tradizionale hanno livelli significativamente più bassi di DKK-1 rispetto ai pazienti con lesioni ossee. Non a caso, i livelli sierici di DDK-1 sono più alti nei pazienti con MM di recente diagnosi, rispetto a quelli con MGUS. Inoltre, i livelli sierici di DDK-1 sono correlati al numero di lesioni ossee e tendono ad abbassarsi nei pazienti che rispondono alla terapia. Tutto questo sostiene il fatto che le cellule mielomatose siano la principale fonte di DDK-1 circolante. Inoltre, da recenti studi, pare che DDK-1 sia in grado di determinare un ulteriore stimolo all’attività osteoclastica, incrementando il rapporto RANKL/OPG. Altri meccanismi che inibiscono ulteriormente l’attività osteoblastica sono rappresentati dall’iperproduzione di IL-6, di IL-3 e dalla down-regulation dell’mRNA dell’OPG. Clinica Le caratteristiche cliniche del MM derivano dagli effetti della crescita delle plasmacellule nei tessuti, in particolare nelle ossa; dall’eccessiva produzione di immunoglobuline, che spesso hanno anomale proprietà fisico-chimiche; dalla soppressione della normale immunità umorale. In generale, i sintomi/segni che si possono presentare alla diagnosi sono riassunti nella tabella sottostante3: Sintomi e caratteristiche di laboratorio Frequenza (%) Picco monoclonale (Ig) all’immunofissazione del siero o delle urine 97 Plasmocitosi nel midollo osseo > 10% 90 Picco monoclonale (Ig) nell’elettroforesi del siero 80 Presenza di catene leggere monoclonali nelle urine 75 Dolore osseo (colonna vertebrale, torace, meno comune nelle ossa lunghe) 65 Anemia 65 Debolezza e affaticamento 50 IgG monoclonali 50 IgA monoclonali 20 Presenza di sole catene leggere monoclonali 20 Ipercalcemia 20 Insufficienza renale 20 Sintomi e segni presenti nel 5% dei pazienti o in una frazione minore comprendono: parestesie, epatomegalia, splenomegalia, linfoadenopatia e febbre. Il Plasmocitoma extramidollare (EP) è osservato in circa il 7% dei pazienti al momento della diagnosi e la sua presenza è associata ad un tasso di sopravvivenza minore rispetto ai pazienti che non lo presentano. Un ulteriore 6% svilupperà il EP nel corso della malattia. Nello specifico: Dolore osseo - Il mieloma multiplo si presenta, di regola, con masse neoplastiche destruenti composte da plasmacellule (plasmocitomi) che coinvolgono soprattutto lo scheletro assiale. Le ossa più frequentemente interessate (in ordine decrescente di frequenza) sono: la colonna vertebrale, le coste, il cranio, la pelvi, il femore, la clavicola e la scapola. Le lesioni hanno inizio nella cavità midollare, erodono l’osso spongioso e distruggono progressivamente l’osso corticale, spesso causando fratture patologiche; queste ultime sono più comuni nella colonna vertebrale, ma possono verificarsi in qualsiasi sede. Le lesioni ossee appaiono radiograficamente come difetti a margini netti, generalmente di diametro da 1 a 4 cm. Meno frequentemente il MM può associarsi a fenomeni di diffusa demineralizzazione ossea (osteopenia) piuttosto che a difetti focali. Il dolore che deriva dal riassorbimento osseo si localizza spesso a livello della schiena o a livello toracico e più raramente alle estremità. E’ generalmente esacerbato dai movimenti e non è presente la notte, se non nei cambi di posizione. Inoltre, l’altezza del paziente si può ridurre di diversi centimetri a causa del collasso dei corpi vertebrali. Non sono infrequenti i plasmocitomi delle coste che possono comportarsi sia come lesioni litiche ossee, sia come masse che si espandono all’interno dei tessuti molli. La procedura standard per identificare il coinvolgimento osseo è la radiografia convenzionale che, tuttavia, non è particolarmente sensibile, in quanto richiede una perdita di osso trabecolare di circa il 30-50% per evidenziare la presenza di una lesioni litica. La scintigrafia ossea non viene utilizzata, in quanto riflette l’attività osteoblastica e tende perciò a sottostimare la malattia ossea. La TC total body a bassa dose si è proposta come una valida alternativa all’utilizzo della radiografia standard. La RMN è la tecnica di scelta per lo studio di eventuali complicanze che coinvolgono il midollo osseo, come una compressione midollare. Una RMN con segni di interessamento osseo in pazienti asintomatici rappresenta un fattore prognostico negativo, mentre nei pazienti con MM sintomatico rappresenta un fattore di rischio indipendente per la sua sopravvivenza. Anemia – Si presenta come un’anemia normocromica-normocitica. Compare nel 65% dei pazienti alla diagnosi, ma arriva fino al 73% nel corso della malattia. Ha un’eziopatogenesi multifattoriale, essendo dovuta principalmente sia alla sostituzione midollare da parte delle cellule neoplastiche, sia al danno renale. L’anemia spesso determina facile faticabilità, stanchezza e pallore. Talvolta può essere accompagnata da leucopenia e/o trombocitopenia. Danno renale – I livelli di creatinina nel siero sono aumentati in più del 50% dei pazienti (sono > 2 mg/dl in circa il 20% dei pazienti). Ci sono due cause principali in grado di determinare danno renale: la nefropatia da deposito di catene leggere (chiamata anche “Rene da mieloma”) e l’ ipercalcemia. Le catene leggere escrete sono infatti tossiche per le cellule tubulari renali. In assenza di altre cause di insufficienza renale, un sospetto di diagnosi di “Rene da mieloma” deve venire quando c’è una concentrazione sierica di catene leggere elevata (> 1500 mg/l). Altre cause di insufficienza renale nel paziente con MM sono: l’amiloidosi AL (malattia da deposizione di catene leggere) e l’uso cronico di farmaci nefrotossici. Ipercalcemia – Può dare origine a manifestazioni neurologiche (confusione, debolezza, letargia, costipazione, poliuria) e contribuire alla disfunzione renale. In circa il 13% dei pazienti il livello di calcio può essere tale da richiedere un trattamento d’ emergenza. Disturbi neurologici – Le radiculopatie dell’area toracica e/o lombosacrale sono tra le complicanze più comuni del MM. Possono derivare dalla compressione del nervo da parte di un plasmocitoma paravertebrale, oppure, più raramente, dal cedimento della vertebra. Si può osservare anche la compressione del midollo spinale per un plasmocitoma extramidollare o per un frammento osseo derivante da una frattura del corpo vertebrale. La compressione del midollo deve essere sempre sospettata nei pazienti in cui insorge un dolore alla schiena severo, accompagnato da debolezza, parestesie della parte inferiore degli arti o da disfunzione vescicale e/o intestinale. La