Die Infiltration des Knochenmarks durch multiples Myelom führt durch reversiblen Verlust der Erythropoese zu Anämie

Das multiple Myelom (MM) infiltriert das Knochenmark und verursacht Anämie, indem es die Erythropoese stört, jedoch sind die Auswirkungen der Knochenmarkinfiltration auf die Anämie schwer zu quantifizieren. Knochenmarkbiopsien von neu diagnostizierten MM-Patienten wurden vor und nach vier 28-tägigen Zyklen einer nicht-erythrotoxischen Remissionseinleitungschemotherapie analysiert. Die kompletten Blutbildwerte und Serum-Paraproteinkonzentrationen wurden bei der Diagnose und vor jedem Chemotherapiezyklus gemessen. Bei der Diagnose korrelierte die von Myelom infiltrierte Knochenmarkfläche negativ mit Hämoglobin, Erythrozyten und Knochenmark erythroiden Zellen. Nach erfolgreicher Chemotherapie hatten Patienten mit weniger als 30% Myelom-Infiltration bei der Diagnose keine Veränderungen in diesen Parametern, während Patienten mit mehr als 30% Myelom-Infiltration bei der Diagnose alle drei Parameter erhöhten. Klinische Daten wurden verwendet, um mathematische Modelle der Auswirkungen der Myelom-Infiltration auf die Knochenmarknischen der terminalen Erythropoese, den erythroblasten Inseln (EBIs), zu entwickeln. Ein hybrides diskret-kontinuierliches Modell der Erythropoese, basierend auf der Struktur/Funktion von EBIs, wurde auf Abschnitte des Knochenmarks mit mehreren EBIs erweitert. In dem Modell können Myelomzellen erythroide Zellen abtöten, indem sie EBIs physisch zerstören und pro-apoptotische Zytokine produzieren. Nach der Chemotherapie ermöglichten Veränderungen der Serum-Paraproteine als Maß für Myelomzellen und Veränderungen der Erythrozytenzahlen als Maß für die Knochenmark erythroiden Zellen die Modellierung des Myelomzellsterbens und der Erholung der erythroiden Zellen. Simulationen der Knochenmarkinfiltration durch Myelom und die Behandlung mit nicht-erythrotoxischer Chemotherapie zeigen, dass die myelomvermittelte Zerstörung und die anschließende Wiederherstellung der EBIs sowie die Expansion der erythroiden Zellpopulationen in EBIs nach der Chemotherapie Erklärungen für die Entwicklung der Anämie und deren therapiebedingte Erholung bei MM-Patienten bieten.