Blood cytokine, chemokine and gene expression in cholestasis patients with intractable pruritis treated with a molecular adsorbent recirculating system: a case series

Can J Gastroenterol. 2012 Nov;26(11):799-805. doi: 10.1155/2012/623862.

Abstract

Background: The molecular adsorbent recirculating system (MARS) is an albumin-dialysis modality that has been investigated predominantly in patients with acute and acute-on-chronic liver failure.

Objectives: To report the clinical efficacy and safety of MARS therapy for intractable pruritus in cholestasis patients with stable chronic liver disease, characterizing the impact of MARS on cytokine levels and on the transcriptome in the blood compartment.

Methods: MARS therapy was performed on three patients with cholestatic liver disease using 8 h runs for two consecutive days. The expression levels of 65 cytokines⁄chemokines and 24,000 genes were profiled by Luminex (Luminex Corporation, USA) and microarray, respectively.

Results: A quality-of-life assessment demonstrated a marked improvement during therapy, which was sustained in two of three patients. No bleeding or infectious complications were observed. Bile acid levels were markedly reduced following MARS (mean [± SD] pretreatment 478.9±112.2 µmol⁄L versus post-treatment 89.7±68.8 µmol⁄L). Concordant decreases in cytokine⁄chemokine levels were noted for interleukin (IL)-1beta, IL-2, IL-6, IL-8, IL-12 (p40), RANTES, tranforming growth factor-alpha, tumour necrosis factor-alpha and thrombopoietin following MARS. On microarray profiling, biologically relevant concordant changes among all patients were evident for 20 different genes (10 upregulated and 10 downregulated). The upregulation of several potentially immune suppressive⁄regulatory genes (eg, early growth response 3 [EGR-3], ephrin-A2 [EFNA2] and serum amyloid A1 [SAA1]), concurrent with downregulation of genes involved in innate immunity (eg, toll-like receptor 4 interactor with leucine-rich repeats [TRIL]) and inflammation (eg, ephrin receptor B1 [EPHB1]), was observed.

Conclusions: This investigative approach offers new insights into intractable pruritus and suggests future therapeutic targets. The clinical benefit of MARS in cholestasis patients with intractable pruritus may not exclusively result from filtration of pruritogens, but also from systemic changes in cytokine⁄chemokine levels and changes in gene expression of blood cells.

HISTORIQUE :: Le système de recirculation adsorbant moléculaire (SRAM) est une modalité de dialyse de l’albumine qui a surtout été mis à l’essai chez les patients ayant une insuffisance hépatique aiguë ou aiguë à chronique.

OBJECTIFS :: Rendre compte de l’efficacité et de l’innocuité cliniques d’une thérapie par SRAM pour soigner un prurit réfractaire chez les patients ayant une cholestase et une maladie hépatique chronique stable, afin de caractériser les répercussions du SRAM sur les taux de cytokine et sur le transcriptome du compartiment sanguin.

MÉTHODOLOGIE :: Trois patients ayant une maladie hépatique cholostatique ont reçu un traitement par SRAM toutes les huit heures pendant deux jours consécutifs. Les chercheurs ont profilé le taux d’expression de 65 cytokines et chémokines et de 24 000 gènes par Luminex (Luminex Corporation, États-Unis) et par microréseaux, respectivement.

RÉSULTATS :: Une évaluation de la qualité de vie a démontré une amélioration marquée pendant le traitement, qui s’est maintenue chez deux des trois patients. Les chercheurs n’ont observé aucune complication hémorragique infectieuse. Les taux d’acide biliaire étaient considérablement plus faibles après le SRAM (moyenne [±ÉT] de 478,9±112,2 μmol/L avant le traitement par rapport à 89,7±68,8 μmol/L après le traitement). Les chercheurs ont constaté des diminutions concomitantes des taux de cytokine et de chémokine de l’interleukine (IL)-1bêta, de l’IL-2, de l’IL-6, de l’IL-8, de l’IL-12 (p40), des protéines RANTES, du facteur de croissance transformant alpha, du facteur de nécrose tumorale alpha et de la thrombopoïétine après le SRAM. Au profilage par microréseaux, tous les patients présentaient des changements à 20 gènes différents concordants sur le plan biologique (dix surexprimés et dix sous-exprimés). Ils ont observé la surexpression de plusieurs gènes au potentiel immunosuppressif ou régulateur (p. ex., réponse de croissance précoce 3 [EGR-3], éphrine A2 [EFNA2] et amyloïde sérique A1 [SAA1]), conjointement avec une sous-expression des gènes participant à l’immunité innée (p. ex., récepteur de type Toll 4 comportant des motifs répétés riches en leucine [TRIL]) et à l’inflammation (p. ex., récepteur d’éphrine B1 [EPHB1]).

CONCLUSIONS :: Cette démarche de recherche donne un nouvel éclairage sur le prurit réfractaire et ouvre la voie à de futures cibles thérapeutiques. Les bienfaits cliniques du SRAM chez les patients ayant une cholestase et un prurit réfractaire ne résultent peut-être pas exclusivement du filtrage des pruritogènes, mais également de changements systémiques aux taux de cytokine et de chémokine ainsi que de l’expression génique des globules sanguins.

Publication types

  • Clinical Trial

MeSH terms

  • Adult
  • Cholestasis / complications
  • Cholestasis / metabolism*
  • Cholestasis / therapy*
  • Cohort Studies
  • Cytokines / genetics
  • Cytokines / metabolism*
  • Down-Regulation / physiology
  • Humans
  • Pilot Projects
  • Pruritus / complications
  • Pruritus / metabolism*
  • Pruritus / therapy*
  • Quality of Life
  • RNA, Messenger / metabolism
  • Sorption Detoxification / methods*
  • Treatment Outcome
  • Up-Regulation / physiology

Substances

  • Cytokines
  • RNA, Messenger