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Silva-Junior AL, Garcia NP, Cardoso EC, Dias S, Tarragô AM, Fraiji NA, Gomes MS, Amaral LR, Teixeira-Carvalho A, Martins-Filho OA, De Paula EV, Costa AG, Malheiro A. Immunological Hallmarks of Inflammatory Status in Vaso-Occlusive Crisis of Sickle Cell Anemia Patients. Front Immunol 2021; 12:559925. [PMID: 33776989 PMCID: PMC7990896 DOI: 10.3389/fimmu.2021.559925] [Citation(s) in RCA: 13] [Impact Index Per Article: 4.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/07/2020] [Accepted: 02/15/2021] [Indexed: 11/13/2022] Open
Abstract
Sickle Cell Anemia (SCA) is the most common genetic disorder around the world. The mutation in the β-globin gene is responsible for a higher hemolysis rate, with further involvement of immunological molecules, especially cytokines, chemokines, growth factors, and anaphylatoxins. These molecules are responsible for inducing and attracting immune cells into circulation, thus contributing to increases in leukocytes and other pro-inflammatory mediators, and can culminate in a vaso-occlusive crisis (VOC). This study aimed to characterize the levels of these molecules in SCA patients in different clinical conditions in order to identify potential hallmarks of inflammation in these patients. An analytical prospective study was conducted using the serum of SCA patients in steady-state (StSt; n = 27) and VOC (n = 22), along with 53 healthy donors (HD). Samples from the VOC group were obtained on admission and on discharge, in the convalescent phase (CV). Levels of chemokines (CXCL8, CXCL10, CL2, CLL3, CCL4, CL5, and CCL11), cytokines (IL-1β, IL-1ra, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-17A, TNF-α, and IFN-γ) and growth factors (VEGF, FGFb, PDGF-BB, GM-CSF, and G-CSF) were measured using a Luminex assay, and anaphylatoxins (C3a, C4a, and C5a) were measured using Cytometric Bead Array. SCA patients in StSt showed a pro-inflammatory profile, and were indicated as being higher producers of CCL2, IL-1β, IL-12p70, IFN-γ, IL-17A, and GM-CSF, while VOC is highlighted by molecules IL-4 and IL-5, but also IL-2, IL-7, PDGF-BB, and G-CSF. PDGF-BB and IL-1ra seemed to be two important hallmarks for the acute-to-chronic stage, due to their significant decrease after crisis inflammation and statistical difference in VOC and CV groups. These molecules show higher levels and a strong correlation with other molecules in VOC. Furthermore, they remain at higher levels even after crisis recovery, which suggest their importance in the role of inflammation during crisis and participation in immune cell adhesion and activation. These results support a relevant role of cytokines, neutrophil and monocytes, since these may act as markers of VOC inflammation in SCA patients.
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Affiliation(s)
- Alexander Leonardo Silva-Junior
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Nadja Pinto Garcia
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Evilázio Cunha Cardoso
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Stephanny Dias
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Andrea Monteiro Tarragô
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
| | - Nelson Abrahim Fraiji
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
| | - Matheus Souza Gomes
- Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Rede Multidisciplinar de Pesquisa, Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, Brazil
| | - Laurence Rodrigues Amaral
- Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Rede Multidisciplinar de Pesquisa, Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, Brazil
| | - Andréa Teixeira-Carvalho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Grupo Integrado de Pesquisas em Biomarcadores de Diagnóstico e Monitoração, Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), Belo Horizonte, Brazil
| | - Olindo Assis Martins-Filho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Grupo Integrado de Pesquisas em Biomarcadores de Diagnóstico e Monitoração, Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), Belo Horizonte, Brazil
| | - Erich Vinicius De Paula
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Escola de Ciências Médicas, Universidade de Campinas, Campinas, Brazil
| | - Allyson Guimarães Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Instituto de Pesquisa Clínica Carlos Borborema, Fundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado (FMT-HVD), Manaus, Brazil
- Escola de Enfermagem de Manaus, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
| | - Adriana Malheiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, Brazil
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Silva-Junior AL, Alves FS, Kerr MWA, Xabregas LA, Gama FM, Rodrigues MGA, Torres AS, Tarragô AM, Sampaio VS, Carvalho MPSS, Fraiji NA, Malheiro A, Costa AG. Acute lymphoid and myeloid leukemia in a Brazilian Amazon population: Epidemiology and predictors of comorbidity and deaths. PLoS One 2019; 14:e0221518. [PMID: 31437246 PMCID: PMC6705820 DOI: 10.1371/journal.pone.0221518] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/07/2019] [Accepted: 08/08/2019] [Indexed: 01/07/2023] Open
Abstract
Introduction Leukemia is the most common cancer in children and has the highest rates of incidence in industrialized countries, followed by developing countries. This epidemiologic profile can mainly be attributed to the availability of diagnostic resources. In Brazil, leukemia diagnosis is a challenge due to financial viability, lack of hemovigilance services in isolated regions and the vast size of the territory. Its incidence in the state of Amazonas has been increasing since 2010. Therefore, this study aims to describe the epidemiological pattern and spatial distribution of patients with acute lymphoid leukemia and acute myeloid leukemia in Amazonas and identify the predictors of comorbidity and death. Materials and methods A retrospective cross-sectional study was carried out based on patients’ data which was obtained from the database of a referral center for the period of 2005 to 2015. Variables included age, gender, ethnicity, civil status, schooling, income, location of residence, subtype of leukemia, comorbidities, and date of death. The spatial distribution was performed using QGIS v.2.18. Stata software was used for univariable and multivariable logistic regression to evaluate the association between both comorbidities and death for all characteristic groups of ALL and AML. Results The group that was studied was composed of 577 ALL and 266 AML patients. For both, most patients were male, with a schooling period of 1–4 years, received<1 minimum wage, and lived mostly in Manaus, followed by the municipality of Tefé. There was no association between the development of comorbidities and analyzed variables in patients with ALL. AML patients that were >60 years old and with family history of the disease had the highest risk of developing comorbidities (OR = 5.06, p = 0.038; OR = 2.44, p = 0.041, respectively). Furthermore, patients with ALL and in the 41-50-year age group had a higher risk of death (OR = 31.12; p = 0.001). No association between death and explanatory variables were found in patients with AML. In addition, significant difference was observed in time to death (chi2 = 4,098.32, p = 0.000), with 50% of patients with AML dying within two years after diagnosis, whereas in ALL, this percentual of death only is reached in approximately 5 years. Conclusion Our study describes the data of patients with acute leukemia in Amazonas, a remote region in the north of Brazil. In addition, it highlights the importance of hemovigilance in an Amazon region state, while focusing on peripheral areas which don't have prevention, diagnosis and treatment tools for this disease.
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Affiliation(s)
- Alexander Leonardo Silva-Junior
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas a Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
| | - Fabíola Silva Alves
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas a Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
| | - Marlon Wendell Athaydes Kerr
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas a Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
| | - Lilyane Amorim Xabregas
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas a Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
| | - Fábio Magalhães Gama
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, AM, Brazil
| | - Maria Gabriela Almeida Rodrigues
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
- Instituto de Pesquisa Clínica Carlos Borborema, Fundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado (FMT-HVD), Manaus, Amazonas, Brazil
| | - Alexandre Santos Torres
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
| | - Andréa Monteiro Tarragô
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas a Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, AM, Brazil
| | - Vanderson Souza Sampaio
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
- Instituto de Pesquisa Clínica Carlos Borborema, Fundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado (FMT-HVD), Manaus, Amazonas, Brazil
- Fundação de Vigilância em Saúde do Amazonas, Manaus, Brazil
| | - Maria Perpétuo Socorro Sampaio Carvalho
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas a Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
| | - Nelson Abrahim Fraiji
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas a Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
| | - Adriana Malheiro
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas a Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, AM, Brazil
| | - Allyson Guimarães Costa
- Diretoria de Ensino e Pesquisa, Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas (HEMOAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas a Hematologia, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, AM, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Universidade do Estado do Amazonas (UEA), Manaus, AM, Brazil
- Instituto de Pesquisa Clínica Carlos Borborema, Fundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado (FMT-HVD), Manaus, Amazonas, Brazil
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