The effect of iron overload on platelet function over seven-day storage in platelet-rich plasma: Comparison of newly diagnosed hereditary hemochromatosis and healthy control groups

Abstract

Background: Hereditary hemochromatosis (HH) is the most common genetic disorder in populations of Northern European descent manifesting with high levels of storage iron (ferritin) in blood and tissues. The standard treatment is serial therapeutic phlebotomy to decrease iron overload. The collected blood is frequently discarded, but some blood banks allow “healthy” HH patients to donate blood for patient use. Red cell concentrates from HH donors have been reported safe for transfusion, but little or no data is available on platelet concentrates from HH donors, including the potential contribution of surplus iron to the “platelet storage lesion".Aims: Compare platelet quality, activation, and aggregation over seven-day storage in platelet-rich plasma from patients with newly diagnosed HH and healthy controls.Methods: Whole blood (450 mL) was drawn into blood bags from ten healthy controls and ten newly diagnosed HH patients. Platelet-rich plasma (PRP) was prepared from whole blood and split into four bags each containing 20 mL PRP (range 270 - 320 x 109 platelets/L). Platelet quality tests were performed on days 0, 1, 3, 5 and 7 of storage. Platelet aggregation was tested using ADP, arachidonic acid, collagen, and epinephrine as agonists. pH and metabolites, platelet expression of CD41, CD42b, and CD62P were measured, and sCD40L and sCD62p in the supernatant were quantifiedResults: Both HH and control groups included seven males and three females. The mean age was significantly lower in the control group (35 years), than in the HH group (55.7 years, p = 0.004) while ferritin levels were significantly higher in HH patients (median 847.5, range 498-1889) than in controls (median 45.8 ng/mL, range 9.28-97 ng/mL, p < 0.001). In the HH group, five each had the C282Y/C282Y and C282Y/H63D genotypes. Results of PRP quality control tests were comparable between the two study groups over seven days of storage. Platelet aggregation and the expression of activation markers (CD62p and CD42b) on platelets and in the supernatant (sCD62P and CD40L) were comparable between HH and control PRP units over all seven days of storage. The analysis revealed comparable and expected alterations in metabolic and platelet activation markers over seven-day storage in both groups. pH increased, glucose decreased, and lactate increased over time while CD42b expression decreased and CD62p increased. Platelet aggregation responses decreased during storage but to varying degrees depending on the agonist. However, the decrease was comparable in cases and controls.Conclusions: These results suggest that high iron stores in HH do not adversely affect the quality of platelet units produced from HH patients. Furthermore, the data also suggest that blood from HH patients, probably including platelets, can be donated for patient use. However, these results await confirmation in a more extensive and more diverse population of HH patients.

Inngangur: Arfgeng járnofhleðsla er algengasti erfðasjúkdómurinn meðal Norður-Evrópubúa en sjúkdómurinn lýsir sér með uppsöfnun járns í ýmsum vefjum. Hefðbundin meðferð við járnofhleðslu er blóðtaka en á Íslandi er þessu blóði fargað. Víða erlendis geta einkennalausir einstaklingar með járnofhleðslu gerst blóðgjafar. Rannsóknir hafa sýnt að rauðkornaþykkni frá gjöfum með járnofhleðslu virðast sambærileg að gæðum og frá öðrum blóðgjöfum. Hins vegar hafa gæði blóðflögueininga þessara gjafa lítið verið rannsökuð, þar með talið hugsanleg áhrif hás járnstyrks á starfshæfni blóðflaga í geymslu (“platelet storage lesion”).Markmið: Bera saman gæði, virkjunarástand og kekkjunareiginleika blóðflaga yfir sjö daga geymslutíma í blóðflöguríku plasma frá einstaklingum með nýlega greinda járnofhleðslu annars vegar og frá heilbrigðum gjöfum hins vegar.Aðferðir: Heilblóði (450 mL) var safnað frá tíu heilbrigðum einstaklingum (samanburðarhópi) og tíu einstaklingum með nýgreinda járnofhleðslu (HH hópi). Blóðflöguríkt plasma (platelet rich plasma, PRP) var framleitt úr heilblóði og skipt í fjóra blóðflögupoka sem hver innihélt 20 mL PRP (270 - 320 x 109 blóðflögur/L). Eftirtaldar mælingar voru gerðar á geymsludögum 0, 1, 3, 5 og 7. Sýrustig, lífefnafræðilegar mælingar, blóðflögukekkjun eftir örvun með ADP, arachidonic sýru, kollagen eða adrenalíni, tjáning CD41, CD42b og CD62P á blóðflögum, og styrkur sCD40L og sCD62P í floti.Niðurstöður: Í báðum hópum voru sjö karlar og þrjár konur. Meðalaldur var marktækt lægri í samanburðarhópnum (35 ár), heldur en í HH hópnum (55,7 ár, p = 0,004) á meðan ferritin mælingar voru marktækt hærri í HH hópnum (miðgildi 847,5 ng/mL, spönn 498-1889 ng/mL) miðað við samanburðarhópinn (miðgildi 45,8 ng/mL, spönn 9,28-97 ng/mL, p < 0,001). Í HH hópnum voru fimm einstaklingar með C282Y/C282Y og fimm voru með C282Y/H63D arfgerðina. Niðurstöður mælinga á kekkjunarhæfni og virkjunareiginleikum blóðflaga voru sambærilegar á milli hópa yfir sjö daga geymslu, þar með talin tjáning CD42b/CD62P á blóðflögum og styrkur sCD40L/sCD62P í floti. Niðurstöður lífefnafræðilegra mælinga voru einnig sambærilegar í báðum hópum yfir 7 daga geymslu: sýrustigið hækkaði, glúkósi lækkaði og laktat hækkaði með tímanum. Eins og búast mátti við varð lækkun á tjáningu CD42b en hækkun á tjáningu CD62P. Kekkjunarsvörun blóðflaga minnkaði yfir geymslu, en þó mismikið eftir hvaða efni var notað til örvunar.Ályktun: Þessar niðurstöður benda til þess að hár járnstyrkur hjá einstaklingum með arfgenga járnofhleðslu hafi ekki neikvæð áhrif á gæði blóðflöguríks plasma frá þessum einstaklingum og að auki benda þessar niðurstöður til þess að blóð frá einstaklingum með arfgenga járnofhleðslu, þar á meðal blóðflögur, geti hugsanlega nýst sjúklingum sem þurfa á blóðinngjöf að halda. Hins vegar bíða þessar niðurstöður staðfestingar í stærri og fjölbreyttari hópi einstaklinga með arfgenga járnofhleðslu.