Evaluación de la viabilidad del injerto renal y su metabolismo celular durante la perfusión mecánica
Mar 14, 2022
Para más información:ali.ma@wecistanche.com
María Irene Bellini1,2,*, Francesco Tortorici3,4, María Ida Amabile2y Vito D'Andrea2
1Azienda Ospedaliera Hospital San Camillo Forlanini, 00152 Roma, Italia2Departamento de Ciencias Quirúrgicas, Universidad Sapienza, 00152 Roma, Italia;mariaida.amabile@uniroma1.it (MIA); vito.dandrea@uniroma1.it (VD)3Instituto Nacional de Física Nuclear, INFN, 95123 Catania, Italia; francesco.tortorici@ct.infn.it4Departamento de Física, Universidad de Catania, 95123 Catania, Italia*Correspondencia: m.irene.bellini@gmail.com
Resumen:Riñónel trasplante es el tratamiento de oro para la enfermedad renal en etapa terminal. El almacenamiento en frío estático se considera actualmente el método estándar de conservación, pero las técnicas dinámicas, comoperfusión de la máquina(MP), han demostrado mejorar la función del injerto, especialmente enriñonesdonado por criterios extendidos donantes y donación después de la muerte circulatoria. Siendo la mala calidad de los órganos una de las principales razones deriñonesno ser trasplantado, una evaluación de calidad precisa, objetiva y confiable durante la preservación podría agregar valor y apoyo a las decisiones de los médicos. Los MP son tecnologías emergentes con el potencial de evaluarriñónviabilidad y calidad del injerto, tanto en escenarios hipotérmicos como normotérmicos. El objetivo de esta revisión es resumir las herramientas actuales para la evaluación de la viabilidad del injerto utilizando MP antes de la implantación en relación con el daño isquémico.
Palabras clave: lesión por reperfusión isquémica;riñóntrasplante; preservación de órganos
1. Introducción
RiñónEl trasplante representa el tratamiento de oro para la enfermedad renal en etapa terminal (ESRD) con una esperanza de vida más larga y una calidad de vida superior, en comparación con las alternativas actuales de terapias de reemplazo renal. Sin embargo, una de las principales limitaciones es la falta de donantes de órganos adecuados, lo que genera mortalidad en la lista de espera [1].
Para expandir el grupo de órganos adecuados, la comunidad de trasplantes se ha abierto progresivamente al uso de donantes después de la muerte circulatoria (DCD) en la que un tiempo variable de isquemia caliente (WIT), es decir, un período de baja o nula oxigenación y perfusión de sangre a temperatura corporal afecta al órgano antes del enfriamiento durante la recuperación del órgano [2,3]. Otra fuente de órganos que se utiliza cada vez más son los donantes de criterios ampliados (DCE), definidos como cualquier donante de edad mayor o igual a 60 años o mayor de 50 años con mayor o igual a 2 de las siguientes condiciones: hipertensión, creatinina sérica terminal igual o mayor a 1,5 mg/dL, o muerte por hemorragia intracraneal [4].
Aunque es una solución potencial a la escasez de órganos, una proporción significativa de estos no es estándarriñonesdesarrollar función retardada del injerto (DGF) o, si el daño es más sostenido, falta de función primaria (PNF) después del trasplante, con los consiguientes riesgos significativos de morbilidad y mortalidad para los receptores [5].
El objetivo de esta revisión es proporcionar una idea de las razones del daño en la fase aguda de la lesión clínica por isquemia-reperfusión, comprender los mecanismos que están impulsando estos procesos en el escenario clínico. Esto permitirá una evaluación preventiva, potencialmente beneficiosa para predecirriñónfunción y la selección del posible candidato a trasplante [6], teniendo en cuenta una compatibilidad donante-receptor adecuada y aumentar la tasa de utilización de órganos [7].
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2. Patogenia de la Lesión Isquémica
Desde el comienzo del trasplante clínico, el período isquémico resultante de la falta de oxígeno y suministro de sangre después de la extracción del órgano se ha considerado un factor limitante importante que afecta los resultados a corto y largo plazo [8]. Así, el acercamiento inicial de Joseph Murray, el intérprete de la primera exitosariñóntrasplante, fue acortar al mínimo el período isquémico, operando en dos teatros adyacentes. De esta forma, una vez recuperado el órgano, se implantaba inmediatamente en el cuerpo del receptor, el gemelo del donante [9]
Para dilucidar el daño orgánico y el posible deterioro de la viabilidad resultante del período isquémico, es importante observar la fisiopatología de la lesión por isquemia-reperfusión (IRI).
Célulametabolismoestá directamente relacionado con el suministro de oxígeno y sangre que entrega el cuerpo vital: la falta de perfusión consecuente con la muerte del donante y el proceso de recuperación altera por lo tanto la cadena de transporte de electrones dentro de las mitocondrias, los centros de energía de la célula (Figura 1).
Figura 1. Celdametabolismo. La glucólisis produce piruvato y NADH en el citoplasma. En ausencia de oxígeno, el piruvato se reduce a lactato (u otro producto de fermentación como etanol), que se elimina y NAD plus se reutiliza para continuar con la glucólisis. En presencia de oxígeno, el piruvato se descarboxila y se une a la coenzima A (CoA) para producir NADH. NADH dona sus electrones a las mitocondrias, hasta el último elemento de la cadena, que es el oxígeno. La energía liberada por el NADH durante el transporte de electrones se utiliza para producir ATP.
Inevitablemente, hay una disminución de la producción de trifosfato de adenosina (ATP), con una disfunción de las bombas de sodio-potasio y calcio que dependen directamente del ATP. La falla de las bombas de Na más -K más -ATPasa provoca la retención de sodio dentro de las células, lo que disminuye la actividad de las bombas intercambiadoras de sodio-hidrógeno (bombas de Na más -H más). De la misma manera, las bombas de calcio (bombas de Ca2 más -ATPasa) en el retículo endoplásmico también se vuelven disfuncionales, lo que limita la recaptación de calcio. En las células, la acumulación de iones de hidrógeno, sodio y calcio provoca hiperosmolaridad, lo que conduce al flujo de agua hacia el citoplasma y la inflamación celular, con edema de órganos. La retención de hidrógeno disminuye el pH celular, lo que conduce a una actividad enzimática deteriorada y aglomeración de la cromatina nuclear, con daño en el ADN, acidosis y síntesis de proteínas alterada [10]
Esta evidencia de disfunción metabólica como impulsora de la IRI implica un papel crítico desempeñado por ATP durante la preservación de órganos. El estado isquémico induce anaeróbicometabolismo, lo que conduce a un nivel más bajo de producción de ATP y falla de los canales de intercambio iónico, en paralelo a la acumulación de succinato [11]. Estos cambios van acompañados de la apertura del poro de transición de permeabilidad mitocondrial (MPT), que disipa el potencial de la membrana mitocondrial y perjudica aún más la producción de ATP [12].
Dado que el ATP es la moneda de cambio de energía de las células, el deterioro de la viabilidad y el daño darán como resultado el agotamiento del ATP. Esto se puede medir indirectamente a partir del aumento de las concentraciones de hipoxantina extracelular, un intermediario central en elmetabolismode ATP; por lo tanto, el daño celular secundario al agotamiento de ATP también se puede medir a partir de la hipoxantina extracelular, que puede atravesar fácilmente las membranas celulares.
En consideración de lo anterior, la ralentización celularmetabolismodurante condiciones hipotérmicas, podría ahorrar daño celular y consecuencias letales. Al reducir la temperatura y celularmetabolismo, el uso de oxígeno y la tasa de agotamiento de los sustratos energéticos, como el ATP, se reducirán en paralelo. A temperatura hipotérmica (4 ◦C), la tasa de metabolismo es el 10 por ciento de la temperatura fisiológica normal y la tasa de reacciones químicas de interés es el 40 por ciento de la de los órganos perfundidos a temperatura corporal (37 ◦C), según el van' t Ecuación de Hoff. Además, la relación de Arrhenius establece que a medida que disminuye la temperatura, también se reduce la excitación térmica de las moléculas y sus interacciones químicas [12].
Otros eventos bioquímicos ocurren durante la isquemia que no contribuyen a la lesión isquémica de manera inmediata, pero que luego activan una cascada de eventos tóxicos en el momento de la reoxigenación con reperfusión sanguínea, y de esta forma exacerban la lesión tisular previa.
Durante la reperfusión, el restablecimiento del riego sanguíneo determina una modificación de la estructura del oxígeno, con el título de un solo electrón; esto produce el "anión superóxido", la primera especie reactiva de oxígeno (ROS). Cuando la producción de ROS aumenta, el daño oxidativo sigue en paralelo y si los mecanismos de reparación de la célula son insuficientes, es decir, los sistemas antioxidantes para compensar la falta del intermedio reactivo o no se reponen, las lesiones consecuentes evolucionan a la esclerosis glomerular, determinando la pérdida irreversible de la función, siempre que que la célula sobreviva.
Entre los posibles originadores de ROS, principalmente las oxidorreductasas, se debe prestar especial atención a la nicotinamida adenina dinucleótido hidruro mitocondrial (NADH) y la nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) oxidasa. Curiosamente, a diferencia de otras enzimas que producen ROS secundariamente a su proceso catalítico específico, la NADPHoxidasa es, de hecho, la única enzima cuya función principal es producir ROS [13]. Además, particularmente para lariñón, el origen principal de las ERO en la corteza renal es la propia NADPH oxidasa [14,15].
Más en detalle, NADPH dona hidrógenos a glutatión y tiorredoxinas, que a su vez son utilizados por glutaredoxinas, peroxirredoxinas y glutatión peroxidasas para neutralizar ROS, con la adquisición del potencial reductor. Así, el NADPH podría ser considerado como el último donante de poder reductor a los sistemas antioxidantes y secuestradores de la acumulación de intermedios reactivos tóxicos.
El NADPH se puede generar de numerosas formas, incluido el ciclo catalizado por enzimas temáticas, isocitrato deshidrogenasas y folato deshidrogenasas; sin embargo, la fuente principal son dos enzimas de la rama oxidativa de la ruta de las pentosas fosfato (PPP): la 6-fosfogluconato deshidrogenasa (6PG) y la enzima limitante de la velocidad de la PPP glucosa 6-fosfato deshidrogenasa (G6PD) [16 ].
3. Consecuencias de la lesión por reperfusión isquémica
Las manifestaciones clínicas de la lesión por isquemia-reperfusión son diversas. Patológicamente, isquémica agudariñón(AKI) se caracteriza por daños subletales y letales en los túbulos renales, especialmente en los túbulos proximales. Los podocitos, las células epiteliales glomerulares altamente diferenciadas que se encuentran en la capa más externa de la barrera de filtración glomerular, parecen ser las más susceptibles al daño. Las interdigitaciones de los podocitos se entrelazan con las de las células circundantes para constituir el diafragma de hendidura, que representa la máxima protección para evitar la pérdida excesiva de proteínas del filtrado glomerular [17].
Como se mencionó anteriormente, el estrés oxidativo podría causar la muerte celular; de hecho, esto se muestra en los túbulos renales de los pacientes con LRAriñones; si el daño es sostenido pero no letal, los túbulos renales poseen capacidad de reparación y, de acuerdo con la capacidad del propio reservorio, relacionado principalmente con la calidad del propio riñón, es decir, donante vivo versus ECD o DCD, o donante joven versus anciano, la el parénquima funcional es reemplazado por tejido fibrótico, con progresión hacia la deficiencia crónica [18,19] y pérdida de la capacidad de filtración.
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3.1. Función de injerto retardado
La función del injerto renal después del trasplante generalmente se define como falta de función inmediata, tardía (DGF) o primaria (PNF). La mayoría de los centros definen DGF como el requerimiento de diálisis dentro de la primera semana después del trasplante.
El diagnóstico se basa en la disminución de la diuresis, la disminución lenta de los niveles de creatinina sérica y el aumento de la inestabilidad metabólica. La definición de DGF funcional (f-DGF) consiste en la ausencia de una disminución en los niveles de creatinina sérica de al menos un 10 por ciento cada día durante tres días consecutivos dentro de la primera semana posterior al trasplante, pero sin incluir a los pacientes con rechazo agudo o toxicidad por inhibidores de la calcineurina. se prueba en la biopsia [20].
El daño a los podocitos en los túbulos, también conocido como necrosis tubular aguda (NTA), causado principalmente por la IRI, se considera la principal causa de DGF después del trasplante [21]. El DGF influye en los resultados tanto a corto como a largo plazo, aumentando el riesgo de rechazo agudo (RA), cicatrización parenquimatosa y función y supervivencia reducidas del injerto. También tiene un costo de hospitalización significativo, con una mayor morbilidad general del receptor [6]. Las tasas de DGF generalmente afectan a un tercio del donante fallecidoriñónlos trasplantes [22] y dependen de la calidad intrínseca del órgano, con una incidencia general menor para los órganos de alta calidad como, por ejemplo, los extraídos de donantes vivos [23].
3.2. Rechazo agudo
Los efectos de la isquemia de órganos, a saber, la pérdida de ATP y el aumento de la producción de ROS secundaria a la anaeróbicametabolismo,conducir a una acumulación de ácido láctico, mal funcionamiento de las ATPasas Na+/K++ y daño oxidativo. Además, el estrés derivado de la reperfusión sanguínea del tejido lesionado podría paradójicamente exacerbar la generación de ROS y la cantidad total de daño intracelular, por lo que la IRI puede aumentar la tasa de respuesta inflamatoria consecuente con la muerte celular liberando quimiocinas y otras moléculas tóxicas. Esta liberación intracelular está dirigida como una amenaza para el organismo por los receptores del sistema inmunitario innato que activan células y mediadores inflamatorios. Así, los órganos con daño isquémico sostenido también son atacados por el sistema inmunológico con un efecto sinérgico negativo sobre la recuperación del injerto. De hecho, existe evidencia de que la inflamación generada como consecuencia del daño por IRI puede empeorar la recuperación funcional y puede estimular la maduración de las células dendríticas, interceptando el antígeno del tejido del injerto y migrando al sistema linfático. En esta situación, la vía habitual suele ser la presentación del antígeno a las células T, con la activación del sistema inmunitario adaptativo y una reactividad inmunitaria sostenida, conocida como RA, frente a las células trasplantadas.riñón, tanto en forma de componentes humorales como celulares [24].
4. Técnicas de conservación
4.1. Almacenamiento en frío estático
La preservación de órganos se ha basado en el almacenamiento estático en frío (SCS, por sus siglas en inglés) para minimizar el daño fuera del cuerpo desde la recuperación y hasta el trasplante, cuando la revascularización con la sangre del receptor devuelve el órgano a las condiciones metabólicas normales [8]. método comúnmente utilizado en todo el mundo debido a su simplicidad y costo asociado relativamente bajo [25]. Prácticamente, en el sitio de recuperación, elriñónse enjuaga con una solución de conservación en frío para eliminar la sangre y se enfría; luego, se almacena en una solución rodeada de hielo picado.
Hay varias soluciones de conservación disponibles en el comercio, todas con el mismo principio común para limitar y prevenir potencialmente el daño tisular secundario a la lesión isquémica descrito anteriormente. La fórmula básica es la presencia de un impermeabilizante para contrarrestar el edema y brindar estabilidad al esqueleto celular así como un tampón con una composición electrolítica balanceada para prevenir la acumulación de acidosis intracelular y minimizar aún más la hinchazón celular. Las concentraciones de sodio y potasio son variables y según el nivel de electrolitos sea mayor se clasifican en extracelulares o intracelulares, respectivamente [26].
La conservación en frío se basa en el principio de que el enfriamiento de un órgano inhibe los procesos enzimáticos y los efectos perjudiciales de la fase anaeróbica; al reducir la temperatura de 10 ◦C, hay una disminución de 2-3-veces en la celdametabolismosucediendo en paralelo, lo que conduce a un agotamiento más lento de ATP [27] y, por lo tanto, permite que la célula sobreviva un período más largo fuera del cuerpo humano. Las reservas de ATP de los órganos se agotan con el almacenamiento en frío y, a pesar de que la hipotermia anula algunos de los efectos nocivos del agotamiento de ATP [14], aumentan el daño endotelial del injerto y las respuestas inflamatorias, cuyo grado está relacionado con la duración del tiempo de almacenamiento en frío [9] .
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4.2. Preservación Dinámica
El concepto de preservación dinámica radica en el mecanismo de perfusión activa del órgano frente a la solución de preservación estática en almacenamiento con hielo triturado. Según el ajuste de temperatura, podemos distinguir principalmente dos escenarios diferentes: hipotermia o normotermia.perfusión de la máquina. Se están adoptando cada vez más, particularmente para órganos recuperados de DCD y ECD. Un metanálisis reciente revisó sistemáticamente la evidencia de viabilidad e incidencia de lesión por reperfusión enriñonespreservado con MP versus SCS [25], que muestra evidencia de mejores resultados versus SCS, a saber, reducción de DGF y PNF y aumento de la supervivencia del injerto 1-años.
El objetivo de la preservación dinámica con MP es facilitar la restauración de las célulasmetabolismo, por el contrario, perjudicado por SCS. Además, existe la posibilidad de modificar directamente el fluido de perfusión con la administración de terapias de reacondicionamiento dirigidas al órgano. En este escenario único, al establecer una plataforma ex vivo aislada con un órgano metabólicamente activo, las terapias dirigidas a la lesión por isquemia-reperfusión en tiempo real podrían administrarse directamente al órgano y limitar la exposición sistémica del receptor. En este sentido, además de la aplicación de oxígeno [28], se han descrito otros fármacos como prostaglandinas, antibióticos, bicarbonato y heparina, así como células mesenquimales en un ensayo preclínico reciente [29].
4.2.1. hipotermiaPerfusión de la máquina
hipotermiaPerfusión de la máquina(HMP) se basa en un flujo continuo de solución conservante que se recircula dentro de un circuito estéril a temperaturas hipotérmicas, es decir, entre 4 y 7 ◦C [6]. La perfusión bombeada directamente alriñónfavorece un lavado completo de sangre y coágulos, mejorando así la penetración de los componentes de la solución de perfusión en el parénquima. Además, la dinámica de flujo permite la posibilidad de evaluar la viabilidad en tiempo real y la provisión potencial de sustratos para sostener la actividad metabólica, como agentes farmacológicos o nutrientes.
La bomba activa de solución de conservación se contrapone a la naturaleza estática del almacenamiento en frío. Esto también sustenta una intervención más activa del médico en el control del daño orgánico durante la fase isquémica y, eventualmente, intervenir para reacondicionar la lesión, si se reconoce [8]. En cuanto al caso de SCS, HMP ralentiza la célulametabolismo, reduciendo los requerimientos de oxígeno y el agotamiento de ATP. La investigación adicional se centra en un efecto vasoprotector de HMP, manteniendo potencialmente la estimulación hemodinámica del endotelio, disminuyendo el vasoespasmo, facilitando la expresión de genes protectores dependientes del flujo y manteniendo la permeabilidad del lecho vascular [30-32]. A este respecto, el uso de flujo pulsátil en HMP parece ser el factor importante en los efectos de HMP frente al flujo no pulsátil, a fin de garantizar los beneficios de HMP en comparación con SCS [6]. Parámetros de dinámica de perfusión relacionados con el flujo de perfusión a través delriñóny comúnmente utilizados en la práctica clínica son la tasa de bomba de pulso, la temperatura del perfundido, la presión de perfusión (presiones sistólica, diastólica y media), el índice de flujo de perfusión (PFI) y la resistencia vascular intraparenquimatosa.
La evidencia que examina el análisis de perfusión de HMPriñonesen comparación con el lavado de la solución de los riñones almacenados en SCS demostró que, después de la HMP, los riñones han reducido significativamente la expresión de citoquinas proinflamatorias en comparación con los controles de SCS, lo que proporciona un mecanismo potencial para que la HMP permita una reducción en la activación de los leucocitos y una disminución en la inflamación activada por IRI durante la reperfusión [33] . Sin embargo, queda por determinar el efecto general de HMP, ya que podría haber componentes adicionales para ser investigados para obtener un beneficio potencial adicional. Por ejemplo, un ensayo controlado aleatorizado reciente [28] ha demostrado que la adición de oxígeno activo en el perfundido produce un efecto beneficioso solo sobre HMP, en riñones extraídos de donantes de 50 años o más o después de la muerte circulatoria. La mejora mostrada en el FGe de 12-meses en riñones trasplantados sometidos a oxigenación durante HMP, abre el camino hacia posibilidades reales de reacondicionamiento antes del trasplante, contrastando activamente el daño isquémico como resultado de la célula anaeróbicametabolismo.
Además de la capacidad de monitorear la dinámica de perfusión, el perfundido circulante puede ser muestreado para niveles de daño y biomarcadores de lesiones. En ambos casos, la dinámica de perfusión y el análisis bioquímico del perfundido se han descrito en la evaluación de la viabilidad e idoneidad de los órganos para el trasplante de órganos [34].
4.2.2. normotérmicaPerfusión de la máquina
normotérmicaPerfusión de la máquina(NMP) tiene como objetivo mantener el órgano bajo una temperatura fisiológica, para permitir la continuación de los procesos bioquímicos inherentes a celularmetabolismo, fuera del cuerpo humano. La NMP ex vivo debe distinguirse de la perfusión regional normotérmica in situ, que consiste en el uso de oxigenación por membrana extracorpórea en donantes después de la muerte circulatoria, pero con los órganos aún dentro del cuerpo del donante.
Perfusión continua de lariñóna temperaturas más cálidas (34-37 ◦C) con el aporte de nutrientes y oxígeno tiene la ventaja de evitar la lesión hipotérmica y la hipoxia, por lo que la NMP parece establecer un entorno más fisiológico preservando el riñón. Además, también puede ayudar a la recuperación y evitar que se produzcan más lesiones antes de la reperfusión con sangre humana [35]. En cuanto al caso de HMP, la preservación dinámica con NMP muestra directamente su superioridad en comparación con SCS tanto en entornos clínicos como experimentales [36,37].
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Para restablecer la integridad del metabolismo celular durante la conservación y antes de que el injerto sea realmente trasplantado y perfundido por la sangre del receptor, es necesario proporcionar al órgano nutrientes y oxígeno, por lo que se requiere un transportador de oxígeno, generalmente glóbulos rojos. Cada vez hay más pruebas de perfundidos acelulares, como los que utilizan portadores de oxígeno a base de hemoglobina, que podrían representar una alternativa rentable [38].
En normotermia y en presencia de oxígeno, celularmetabolismoreanuda, lo que implica una mayor probabilidad de evaluar tanto la lesión del órgano como la función residual [27]. Por ejemplo, el aspecto macroscópico general, así como el flujo de perfusión y la producción de orina constituyen una puntuación cada vez más utilizada para predecir la funcionalidad del injerto después del trasplante [36] .
En la actualidad, la mayor parte de la evidencia disponible investiga la normotermiariñónperfusión durante un período breve (generalmente 1 h) antes del trasplante, debido a la necesidad continua de recargar con nutrientes y aditivos la solución y eventualmente reemplazar los productos de excreción de lametabolismode las células También hay una descripción de riñones humanos, no considerados trasplantables, que han sido perfundidos normotérmicamente durante 24 h, a través de un circuito de recirculación de orina [39].
Prácticamente después de la recuperación, el riñón se lava con una solución de perfusión fría y se perfunde inmediatamente en un dispositivo portátilperfusión de la máquinadispositivo, o transportado usando SCS transitoriamente de vuelta al hospital receptor para la perfusión en el sitio. La NMP ex vivo se inició [40] a través de un bypass cardiopulmonar pediátrico y un oxigenador de membrana para proporcionar lariñóncon glóbulos rojos oxigenados suspendidos en cristaloide a 37 ◦C. En cuanto al caso de HMP, los parámetros de dinámica de perfusión permiten evaluar la viabilidad, y la apariencia macroscópica de la perfusión y la producción urinaria proporciona información sobre el estado funcional del parénquima [41]. Además de la capacidad de monitorear la dinámica de perfusión, se pueden tomar muestras del perfundido circulante (u orina) para determinar los niveles de biomarcadores de daños y lesiones.
5. evaluación de la viabilidad a través de la máquina de perfusión
Con el aumento progresivo de comorbilidades (diabetes, síndrome metabólico, enfermedad coronaria) que afectan a los candidatos en lista de espera [42] y sus riesgos generales asociados de desarrollar complicaciones postoperatorias, junto con el envejecimiento de la población de ESRD, los resultados perjudiciales de la morbilidad asociada con la mala funcionalidad del injerto implantado podría tener diferentes umbrales de aceptación del riesgo para diferentes receptores [43]. En otras palabras, conocer el riesgo de desarrollar una mala función del injerto en tiempo real durante el proceso de preservación, con la posibilidad también de medir la entidad dañada, así como su posible recuperación con o sin reacondicionamiento, proporcionaría información objetiva adicional para seleccionar un destinatario particular para un particularriñóny, por lo tanto, buscando una mejor coincidencia entre donante y receptor en un intento de seguir expandiendo el grupo de donantes de órganos. La tabla 1 representa una revisión de los métodos más utilizados para la evaluación de la viabilidad del riñón durante la preservación mediante MP (desde los más nuevos hasta los más antiguos hasta el año 2000).
Tabla 1. Parámetros de evaluación de viabilidad durante ex-situPerfusión de la máquina. Leyenda: AAP: alanina aminopeptidasa; ATP: trifosfato de adenosina; DBD: donante después de muerte encefálica; COR: recalentamiento oxigenado controlado; DCD: donante tras muerte cardiaca; ECD: donante con criterio extendido; FABP: proteína fijadora de ácidos grasos; FMN: mononucleótido de flavina; FG: tasa de filtración glomerular; GST: glutatión S-transferasa; HMP: máquina de perfusión hipotérmica; H-FABP: proteína fijadora de ácidos grasos de tipo cardíaco; IL: interleucina; LPOP: productos de peroxidación lipídica; LDH: Lactato deshidrogenasa; KIM-1:riñónmolécula de lesión-1;MDA: malondialdehído; ARNm: ARN mensajero; miARN: microARN; NAD: dinucleótido de nicotinamida y adenina; NAG:N-acetil-D-glicosaminidasa; NGAL: lipocalina asociada a gelatinasa de neutrófilos; NMP: máquina de perfusión normotérmica; SNM: subnormotérmicaperfusión de la máquina; TBARS: sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico.
A continuación se presenta una lista de la evidencia en las herramientas disponibles:
(1) Durante la NMP, está disponible el aspecto macroscópico del injerto perfundido: la puntuación de evaluación de la calidad (QAS) se basa en el aspecto macroscópico, el flujo sanguíneo renal medio y la diuresis total [41].Riñonesse clasifican del 1 al 5, con 1 a 3 puntuaciones consideradas adecuadas para el trasplante: la puntuación 1 indica la menor lesión y 5 es la más grave. Más en detalle, la puntuación se construye mediante una combinación de los parámetros de evaluación de la perfusión dentro de los 60 minutos desde el inicio : grado I, excelente perfusión o apariencia rosada global; grado II, perfusión moderada con parches de color rosa/púrpura que permanecen o mejoran durante la NMP; grado III, mala perfusión, que consiste en un moteado global y una apariencia púrpura/negra constante en todo el NMP. Además, los umbrales del flujo sanguíneo renal (<50 ml="" per="" min="" per="" 100="" g)="" and="" total="" urine="" output=""><43 ml="" per="" min="" per="" 100="" g)="" give="" additional="" single="" points="" each="" to="" be="" combined="" with="" the="" macroscopic="" grades="" (i-iii)="" for="" the="" final="" assessment="">
(2) Las lecturas de presión, flujo y resistencia medidas durante MP se utilizan como evaluadores de viabilidad, aunque no se pueden considerar como criterios independientes, ya que su valor predictivo relativo es bajo. La justificación del uso de parámetros de perfusión se basa en la estructura del propio sistema vascular renal, muy rico en red capilar con función de filtración [77]. La liberación de vasoconstrictores de esta red capilar (endotelio de una sola capa) después de los insultos isquémicos e inflamatorios, determina la acumulación de eritrocitos y microtrombosis, lo que eventualmente conduce a una disminución del flujo y un aumento de la resistencia en el injerto [26]. Además, la hipoxia es directamente responsable de la activación de las células del endotelio, favoreciendo sinérgicamente un fenotipo procoagulante y proinflamatorio de la vasculatura renal, con la consiguiente interrupción del flujo sanguíneo y aumento de la infiltración de leucocitos, con una mayor disminución de la misma.riñónfunción. Sobre esta base, el aumento de la resistencia vascular renal y el bajo flujo intraparenquimatoso son expresiones de daño tisular.
(3) Consumo de glucosa: la diferencia entre la concentración de la entrada arterial y la salida venosa podría estimar la respiración aeróbica y la actividad energética delriñóncélulas. Se han descrito varias formas de medir el consumo de glucosa, incluidos los perfiles metabólicos mediante espectroscopia de RM no invasiva [78]. El fundamento radica en la estimación de la viabilidad de las células en vista de su utilización metabólica de las fuentes de energía de los carbohidratos, como ocurre fisiológicamente cuando el órgano está dentro del cuerpo humano. El patrón de cierre metabólico es peculiar del riñón que sufre estrés oxidativo y cambia hacia la producción de energía anaeróbica, mientras que la perfusión renal disminuye.
(4) Consumo de oxígeno: la concentración de oxígeno en la sangre se mide para evaluar indirectamente la actividad mitocondrial: existe una relación lineal entre la reabsorción de Na más y el consumo de oxígeno; de hecho, la reabsorción de Na más está mediada por una energía dependiente (Na más /K más ATP-bomba) proceso [12]. Estudios recientes han demostrado que la administración de oxígeno durante HMP aumenta el consumo de oxígeno de las células y mejorariñón(TFG) en los riñones trasplantados [28]. Hay una variedad de fórmulas utilizadas actualmente que difieren en los parámetros a considerar [55]. Por otra parte, es de relevancia para estimar el cálculo según el rango de temperatura, como de hecho se mencionó anteriormente, celdametabolismose ralentiza por la temperatura reducida, por lo tanto, el requerimiento de oxígeno en condiciones hipotérmicas es diferente al de la temperatura corporal; además, el consumo de oxígeno durante la NMP depende de las concentraciones de oxígeno ofrecidas al propio riñón [79].
(5) Mediciones de los productos finales de la glucólisis. La falta de oxígeno provoca la acumulación de metabolitos peculiares [80]: succinato/piruvato, NADH, lactato (Figura 1). La medición del daño tisular y el metabolismo anaeróbico estimado es una característica importante dentro de los órganos isquémicos, con correlación con la extensión del tiempo de isquemia caliente, como por ejemplo en el caso de los DVD.
(6) Medición del agotamiento de ATP o relación ATP/ADP, como característica clave para determinar ifcellmetabolismoes predominantemente oxidativo o glicolítico. Con el bloqueo de Na+/K+ATPasas, la entrada de Ca2+ libre en las células y la activación de las fosfolipasas son consecuencias directas de la caída de la producción de ATP [12]. Otro efecto indirecto es también el aumento de la concentración de metales de transición como hierro libre, ya que también se inhibe su unión a las proteínas transportadoras (transferrina, ferritina) por el agotamiento de la energía. En esta situación, también se activa la cascada de radicales libres de oxígeno, generando un círculo vicioso en el que también aumenta la producción de Óxido Nítrico (NO), otra medida comúnmente utilizada de la viabilidad celular [81]. El NO también tiene un efecto directo sobre la vasoconstricción, relacionándose así con la dinámica de perfusión.
(7) Viabilidad de lariñónduranteperfusión de la máquinatambién se puede medir tomando muestras del perfundido en busca de biomarcadores de lesión celular [82]. En el entorno hipotérmico, los más utilizados son la glutatión S-transferasa (GST), como GST total (t-GST) o sus isoformas (alfa-GST y pi-GST), proteína fijadora de ácidos grasos (FABP), lactato deshidrogenasa (LDH) y los niveles de lactato. En el escenario normotérmico, los más utilizados son la lipocalina asociada a la gelatinasa de neutrófilos (NGAL) y la endotelina-1 [39,83].
(8) Microdiálisis: una técnica de muestreo de tejido que utiliza una sonda pequeña (normalmente de 600 µm de diámetro) con una membrana semipermeable en la punta. El interior de la membrana se perfunde para mantener un gradiente de concentración a través de la membrana entre el fluido extracelular y la sonda. Esto crea una corriente de dializado especular a las concentraciones tisulares de analitos, como por ejemplo glucosa y lactato. Hay evidencia en la literatura de monitoreo in vivo en tiempo real, lo que demuestra que el uso de microdiálisis en línea puede proporcionar información sobre el estado metabólico de los órganos durante la preservación [84].
(9) perfil de ARNm: la recuperación metabólica posperfusión defectuosa se asocia directamente con la función retrasada del injerto incidente y hay evidencia de algunas ómicas inducidas por isquemia que podrían usarse como predictores de lesión tisular [85]. La expresión específica de ARNm de varias enzimas glucolíticas y gluconeogénicas podría evaluar la glucosa renalmetabolismoo el grado de inflamación y producción de citoquinas, secundaria a la lesión isquémica.
(10) Niveles de mononucleótido de flavina (FMN) en el perfundido acelular después de 30 minutos de perfusión hipotérmica, como resultado de la liberación de su contenido en el citoplasma por parte de las mitocondrias dañadas [44]. Fisiológicamente, FMN está unido de forma no covalente a una subunidad del complejo mitocondrial I, y su disociación con liberación a nivel citoplasmático es un efecto de la lesión isquémica, donde se daña el MPT, con producción de ROS y aumento de la toxicidad [86] .
Cistanche-síntomas de insuficiencia renal
6. Conclusiones
El desarrollo de la tecnología de perfusión dinámica de órganos ha aumentado significativamente la posibilidad de evaluar el estado de las células parenquimatosas.metabolismodurante la conservación, ofreciendo así una herramienta adicional para considerar la viabilidad de los órganos, en particular para aquellos órganos recuperados a partir de criterios de aceptación más amplios, es decir, ECD y DCD. De esta manera, existe evidencia de una posibilidad concreta de expandir el acervo de órganos, a través de la variedad de enfoques MP, adaptando cada parámetro de preservación (temperatura, suministro de oxígeno y/o nutrientes, ubicación) a cada órgano diferente, sobre la base de la Presunta lesión isquémica.
El concepto de preservación dinámica en sí ya es beneficioso para el órgano.metabolismo, afectando directamente a la microvasculatura renal y ralentizando así la vasoconstricción isquémica resultante. Esto podría estimarse a través de los parámetros de perfusión de aumento de la resistencia renal y alteración del flujo intraparenquimatoso. Además, varios métodos indirectos, como el consumo de oxígeno y glucosa, el agotamiento/producción de ATP, el lactato y la concentración de biomarcadores podrían proporcionar una idea de cuál es el estado energético actual de los órganos para impulsar aún más las intervenciones de reacondicionamiento. Sin embargo, hasta la fecha, existe una falta de comprensión completa de los mecanismos que regulan el daño celular isquémico, por lo que no se dispone de una evaluación de viabilidad completa durante la perfusión dinámica de órganos.
En resumen, cuanta más información relacionada con la evaluación de la viabilidad durante la preservación de órganos se proporciona, como en el caso de MP en comparación con SCS, mayor es la precisión en la predicción de la función futura de un injerto dado. Se justifican más estudios para reducir la disminución de la oferta inadecuada de órganos, posiblemente integrando un enfoque multidisciplinario para complementar los datos clínicos o ómicos con las variables examinadas a través de la tecnología MP.
Contribuciones de los autores: Conceptualización, MIB y VD; metodología, MIB; recursos, MIB, FT y MIA; curación de datos, MIB y FT; redacción—preparación del borrador original, MIB; redacción—revisión y edición, FT, MIA y VD; supervisión, VD; adquisición de fondos, VD Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.
Financiamiento: Esta investigación fue apoyada por la Universidad Sapienza de Roma.
Declaración de la Junta de Revisión Institucional: El estudio se incluye en la categoría de investigación a través del uso de datos publicados de bases de datos existentes que, según los criterios de la Autoridad de Investigación de la Salud, no requieren una revisión y aprobación ética proporcional o completa.
Declaración de consentimiento informado: No aplicable.
Declaración de disponibilidad de datos: Los datos que respaldan esta revisión se han proporcionado a lo largo del texto.
Conflictos de interés: Los autores declaran no tener ningún conflicto de interés.
abreviaturas
AR rechazo agudo
LRA agudariñónlesión
NTA necrosis tubular aguda
ATNATP trifosfato de adenosina
Donación DCD tras muerte circulatoria Función retardada del injerto con DGF
Donante con criterios extendidos ECD
ESRD enfermedad renal en etapa terminal
G6PD 6-fosfato deshidrogenasa
parlamentarioperfusión de la máquina
Máquina de perfusión hipotérmica HMP
Transición de permeabilidad mitocondrial MPT
NADH nicotinamida adenina dinucleótido hidruro
Fosfato de dinucleótido de adenina NADPH
NMP normotérmicaperfusión de la máquina
SIN óxido nítrico
6PG 6-fosfogluconato deshidrogenasa
Índice de flujo de perfusión PFI
FNP no funcional primariaPPP vía de las pentosas fosfato
Puntaje de evaluación de calidad QAS
Especies reactivas de oxígeno ROS
Almacenamiento en frío estático SCS
WIT tiempo de isquemia caliente
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