Fisiopatología y terapéutica del transplante de órganos sólidos

• Autores: Ambrosi, Nella Gabriela
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Chuluyán, Héctor Eduardo
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El daño irreversible de órganos es uno de los principales desafíos de la salud. Una manera de mitigar este problema es a través de la realización de trasplantes de órganos. Si bien el trasplante ha alcanzado un grado de éxito considerable, varios factores limitan significativamente su efectividad. En este contexto las reacciones inflamatorias en el injerto tienen una influencia fundamental en el funcionamiento del órgano a corto y a largo plazo. Una de las principales razones de la reacción inflamatoria inicial, es el daño generado por la isquemia y la reperfusión (IRI) del órgano, condicionando así el tiempo de recuperación de la función del órgano post-trasplante. En el caso del trasplante renal, la entidad clínica denominada función retrasada del injerto (DGF), es una situación clínica frecuente donde el órgano tarda en recuperar la función luego del trasplante. En otros tipos de trasplante, como el hepático, también se describen eventos adversos en la etapa inmediata post-trasplante. En este caso, se puede presentar un síndrome denominado “síndrome por reperfusión” (SPR), que se manifiesta como una descompensación del receptor del trasplante. Datos bibliográficos indican que tanto especies reactivas del oxígeno como mediadores de la respuesta inmune participarían en estos eventos adversos iniciales. Por lo tanto, estrategias terapéuticas que tiendan a limitar la acción de radicales libres así como inmunomoduladores como el Inhibidor Secretorio de Proteasas Leucocitarias (SLPI), podrían ejercer efectos beneficiosos en el trasplante. En esta tesis, se estudió la fisiopatología y terapéutica en trasplante de órganos sólidos, evaluando: i) diversos mediadores inmunes vinculados al DGF; ii) al SLPI como biomarcador de daño renal; iii) los efectos de un antioxidante en el resultado a corto plazo en trasplante renopancreático, hepático y renal y iv) la función de SLPI en trasplante renal. Los resultados obtenidos demostraron niveles diferenciales de mediadores inflamatorios en pacientes con DGF versus pacientes sin DGF, observando correlaciones entre los niveles de los transcriptos y factores de riesgo tanto del donante como del receptor, así como también con indicadores de funcionamiento renal. Además, se pudo observar que los niveles del SLPI en líquido de perfusión renal podrían ser utilizados como un biomarcador del estado del órgano a trasplantar ya que la mayoría de los pacientes que sufren DGF presentan niveles elevados de SLPI en el líquido de perfusión. Por otra parte, el bloqueo de las especies reactivas del oxígeno resultantes del IRI principalmente en el donante, disminuyó los niveles de citoquinas proinflamatorias, alarminas plasmáticas, los eventos de pancreatitis, DGF, SPR y la frecuencia de diálisis post-trasplante en pacientes trasplantados renopancreáticos, hepáticos y renales. Como otra opción de tratamiento para IRI, decidimos evaluar la capacidad terapéutica del SLPI en un modelo animal. En este caso pudimos determinar que el tratamiento con SLPI disminuyó la necrosis tubular aguda y mejoró el funcionamiento renal. Teniendo en cuenta estos resultados, se estudió la función del SLPI en el trasplante renal. Se pudo determinar que los niveles plasmáticos de SLPI se correlacionan de forma directa con la creatinina plasmática. Este resultado no se debía a una falta de respuesta de las células del paciente trasplantado al SLPI, ni a un efecto tóxico de su parte. Por el contrario, se determinó que el SLPI posee capacidad inhibitoria de apoptosis frente a la toxicidad generada por un inhibidor de calcineurina (FK506). Mediante un microarreglo determinamos que el efecto protector del SLPI esta mediado por la disminución de mediadores vinculados con muerte celular, hipoxia, respuesta inflamatoria y estrés osmótico, aumentando notablemente las proteínas de choque térmico y su receptor TLR4. Se pudo observar que los pacientes trasplantados presentaban niveles plasmáticos elevados de SLPI y que los monocitos de pacientes trasplantados producen SLPI en respuesta a estímulos de células apoptóticas. Por último, evaluamos la posibilidad de utilizar al SLPI plasmático como biomarcador de daño o protección del injerto. Obtuvimos un índice SPLI/creatinina plasmática, cuyos valores altos o bajos se asocian con episodios de rechazo. En conjunto estos resultados nos permitieron identificar mediadores inflamatorios diferenciales en pacientes con DGF, los cuales se asocian con determinados factores de riesgo. Asimismo, determinamos un efecto protector a corto plazo del ácido lipoico en protocolos clínicos de trasplante renopancreático, hepático y renal, y del SLPI en modelos de daño renal. Por último, identificamos niveles elevados de SLPI, en pacientes trasplantados renales, cuya función sería la de limitar el daño por mecanismos de retroalimentación negativa.
The irreversible organ damage is one of the major challenges in healthcare. One way to mitigate this problem is through performing organ transplants. Although the transplant has achieved a considerable degree of success, several factors significantly limit its effectiveness. In this context, inflammatory reactions in the graft have a fundamental influence on organ function in short and long term One of the main reasons for the initial inflammatory reaction in a transplanted organ is the ischemia-reperfusion injury (IRI). This phenomenon limits the recovery time of the transplanted organs. In case of kidney transplantation, it is called “Delayed Graft Function” (DGF). It is a common clinical situation where the function of the transplanted organ decreases after transplantation. DGF is associated with an increased immunogenicity of the graft and the presence and frequency of episodes of acute rejection, and therefore determines a higher risk of graft loss and a decrease in long-term survival. In other types of transplants, such as liver, there are also adverse events in the immediate post-transplant stage. In this case, it has been described a "Reperfusion Syndrome" (RPS), which includes an hemodinamic decompensation of the recipient during the surgery. Previous works indicates that both reactive oxygen species and mediators of the immune response would participate in these initial adverse events. Therefore, therapeutic strategies that tend to limit the action of free radicals as well as immunomodulators such as the Secretory Inhibitor of Leukocyte Proteases (SLPI), could exert beneficial effects in transplantation. In this thesis, we studied the pathophysiology and therapy in solid organ transplantation, evaluating: i) several immune mediators linked to DGF; ii) SLPI as a biomarker of renal damage; iii) the effects of an antioxidant on the short-term outcome in renopacreatic, hepatic and renal transplantation, and iv) the role of SLPI in renal transplantation. First, we compared transcripts of inflammatory mediators in patients with DGF vs patients without DGF. The most relevant differences found between patients with DGF and without DGF were IFN-α and TGF-β. Also, we found correlations among inflammatory mediators and donor and recipient risk factors, as well as with indicators of kidney function. In addition, it was observed that SLPI levels in renal perfusion fluid could be used as a biomarker to predict the outcome of renal transplantation since the majority of patients suffering from DGF had elevated levels of SLPI in perfusion fluid. On the other hand, the blockade of reactive oxygen species resulting from IRI, decreased levels of proinflammatory cytokines, plasmatics alarmins, events of pancreatitis, DGF, RPS and the frequency of post-transplant dialysis in renopancreatic, hepatic and renal transplanted patients. As another option for treatment of IRI, we decided to assess the therapeutic capacity of SLPI in an animal model. In this case we were able to determine that treatment with SLPI decreased acute tubular necrosis and improved renal function. Taking into account these results, the role of SLPI in kidney transplantation was studied. Plasma levels of SLPI could be determined to be directly correlated with plasma creatinine. This result was not due to a lack of response of the transplanted patient's cells to SLPI, nor to a toxic effect. In contrast, it was determined that SLPI possesses apoptosis inhibitory capacity against toxicity generated by a calcineurin inhibitor (FK506). Through a microarray we determined that the protective effect of SLPI is mediated by the decrease of mediators associated with cell death, hypoxia, inflammatory response and osmotic stress, significantly increasing heat shock proteins and TLR4 receptor. It was observed that transplanted patients had elevated plasma levels of SLPI and that monocytes from transplant patients produced SLPI in response to apoptotic cell stimuli. Finally, we evaluated the possibility of using plasma SLPI as a biomarker of graft damage or protection. We obtained a plasma SPLI / creatinine index, whose high or low values are associated with episodes of rejection. Together these results allowed us to identify differential inflammatory mediators in patients with FGD, which are associated with certain risk factors. We also determined a short-term protective effect of lipoic acid in clinical protocols for renopancreatic, hepatic and renal transplantation and SLPI in renal damage models. Finally, we identified elevated levels of SLPI in renal transplant patients whose function would be to limit the damage by negative feedback mechanisms.
Fil: Ambrosi, Nella Gabriela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.