Terapia con células madre para lesiones microvasculares asociadas con nefropatía isquémica

edmund.chen@wecistanche.com

Resumen:La nefropatía isquémica refleja la pérdida progresiva deFunción del riñónpor enfermedad oclusiva aterosclerótica de grandes vasos. Estudios recientes indican que este proceso se caracteriza por rarefacción microvascular, aumento de la hipoxia tisular y activación de procesos inflamatorios de lesión tisular. Esta revisión resume la justificación y la aplicación de la RM funcional para evaluar la oxigenación tisular en sujetos humanos que define los límites de la adaptación renal a una reducción de la sangre, el desarrollo de hipoxia tisular cada vez más grave y el reclutamiento de vías de lesión inflamatoria en la nefropatía isquémica. Las células madre/estromales mesenquimales humanas (MSC) son capaces de modificar las vías angiogénicas y las respuestas inmunitarias, pero la potencia de estos efectos varía entre individuos y diversas características clínicas, incluida la edad y la enfermedad crónica.enfermedad del riñony niveles de hipoxia. Resumimos los primeros estudios en humanos completados recientemente que aplican una infusión intrarrenal de MSC autólogas derivadas de tejido adiposo en sujetos humanos con nefropatía isquémica que demuestran un aumento en el seguimiento sanguíneo y una reducción en la hipoxia tisular consistente con la reparación parcial de la lesión microvascular, incluso sin restaurar principal compañero de sangre arterial renal. Biomarcadores inflamatorios en la vena renal de pacientes postestenóticosriñonescayó después de la infusión de MSC. Estos cambios se asociaron con incrementos modestos pero significativos relacionados con la dosis enFunción del riñón.Estos datos respaldan el papel de las MSC autólogas en la reparación de lesiones microvasculares asociadas con la hipoxia tisular.

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IntroducciónLos estudios epidemiológicos identifican la pérdida deFunción del riñóncomo un importante factor de riesgo de eventos cardiovasculares y muerte. Opciones de tratamiento para muchas formas de enfermedad aguda y crónicaenfermedad del riñon(CKD) se limitan más allá de las medidas para reducir la presión arterial sistémica y evitar lesiones por hiperfiltración. Estudios recientes en modelos de roedores indican un potencial notable para las terapias basadas en células madre/estroma mesenquimatoso para influir favorablementeriñónsupervivencia del aloinjerto y recuperación de la enfermedad agudalesión renal(AKI) y algunas formas de crónicaenfermedad del riñonincluyendo diabetes y nefritis lúpica, como se ha revisado [1]. Las características únicas deriñónla microcirculación hace que elriñónparticularmente susceptible a la lesión isquémica. La forma en que estos datos se traducen en trastornos humanos sigue siendo poco conocida. El objetivo de esta revisión fue resumir los estudios iniciales que utilizaron MSC autólogas en sujetos humanos con nefropatía isquémica debida a enfermedad vascular aterosclerótica delriñón

Palabras clave:nefropatía isquémica; estenosis de la arteria renal; oxigenación de tejidos; enfermedad renal crónica;Función del riñón

Renovascular Disease and Microvascular Injury La enfermedad renovascular aterosclerótica de grandes vasos (ARVD, por sus siglas en inglés) es muy prevalente en poblaciones de mayor edad como resultado de la estenosis de la arteria renal. Este proceso se desarrolla gradualmente a lo largo de muchos años y se ve acelerado por la dislipidemia, la diabetes, la hipertensión, el tabaquismo y otros factores de riesgo ateroscleróticos. Cuando la oclusión del lumen alcanza un umbral "crítico", generalmente identificado como una oclusión de más del 70-80 por ciento de los vasos, las presiones de perfusión distal y los becarios sanguíneos comienzan a disminuir de manera apreciable [2] (Figura 1). Una rica literatura sobre la hipertensión ha relacionado la pérdida de la presión de perfusión renal con la activación de múltiples vías presoras que producen y aceleran la hipertensión renovascular, incluido el sistema renina-angiotensina-aldosterona [3]. Si bien la revascularización de la arteria renal principal anteriormente era el medio principal para tratar la ARVD y la hipertensión renovascular, los avances en la terapia con medicamentos antihipertensivos en los últimos años han hecho que la terapia médica optimizada sea el pilar del manejo y, a menudo, puede lograr con éxito las presiones arteriales objetivo. Una consecuencia del éxito del tratamiento médico ha sido una marcada reducción de los procedimientos de revascularización. Como resultado, muchas personas ahora están sujetas a presiones de perfusión distal y de sangre renal reducidas durante períodos prolongados, a veces durante muchos años. Pérdida sostenida de sangre compañero y posterior pérdida deFunción del riñónse ha denominado "nefropatía isquémica".

Es importante destacar que la DAVD de vasos grandes conduce a alteraciones microvasculares distales con pérdida de vasos de diámetro mediano y pequeño y, en última instancia, con fifibrosis parenquimatosa [5,6] (Figura 2). La pérdida de la integridad de la microvasculatura renal se ha identificado como una vía final común para otrosriñónenfermedades como la nefropatía diabética, la obesidad y la nefroesclerosis [7]. Si bien la ARVD inicialmente se manifiesta como un trastorno hemodinámico que a veces puede revertirse con la restauración de la permeabilidad del vaso, la remodelación microvascular posterior y la rarefacción finalmente no logran ser reversibles. Una observación corolaria es que incluso la reparación endovascular con dilatación arterial y colocación de endoprótesis a menudo no logra restaurar los niveles completos de flujo sanguíneo y recuperar la filtración glomerular [8,9]. Fracaso en la recuperaciónFunción del riñóndespués de la revascularización se asocia con una menor supervivencia a largo plazo y una mayor necesidad de terapia de reemplazo renal, como diálisis y/o trasplante [90]. Durante las últimas décadas, la DAVD se ha asociado con mayor frecuencia a la enfermedad renal en etapa terminal (ESRD) y ha

Nefropatía Isquémica y Oxigenación RenalA diferencia del corazón o el cerebro, todo el riñón está sustancialmente sobreperfumado en relación con sus necesidades metabólicas de energía [13]. Como resultado, múltiples mecanismos reguladores intrarrenales limitan la oxigenación dentro de los segmentos corticales (p. ej., como resultado de derivaciones arteriovenosas y restricciones locales para la difusión de oxígeno) y dan como resultado gradientes locales funcionales. La derivación arteriovenosa reduce las tensiones de oxígeno dentro de la corteza renal hacia niveles de 55-60 mm Hg, un descenso distinto de 85-90 mm Hg en la arteria renal normal [14,15]. El riñón que funciona normalmente exhibe niveles regionales marcadamente diferentes de oxigenación tisular debido al flujo sanguíneo posglomerular limitado a la médula y al aumento del consumo de oxígeno asociado con el transporte tubular de solutos dependiente de energía [15,16]. La oxigenación medular puede ser tan baja como 10-15 mm Hg en un estado de funcionamiento normal, lo que, según algunos, la hace especialmente susceptible a la oxigenación aguda.lesión renalcuando se superponen insultos nefrotóxicos [17]. El reconocimiento de estas características de perfusión y de que la DAVD es muy prevalente llevó a algunos autores a designar la pérdida de la función renal más allá de una lesión estenótica como nefropatía isquémica18], asumiendo que la pérdida de flujo sanguíneo debe inducir una lesión hipóxica tisular [19].

La evaluación funcional de la oxigenación del tejido renal en sujetos humanos solo ha sido posible desde la introducción de la resonancia magnética dependiente del nivel de oxígeno en sangre (BOLD MRI) [20] (Figura 1). Este método depende de la propiedad paramagnética de la hemoglobina desoxigenada que modifica la realineación magnética después de una interrupción de Fifield, mientras que la hemoglobina oxigenada no tiene un momento magnético activo [21]. Por lo tanto, la tasa de realineación medida (expresada como R2*) es un reflejo directo de la proporción de hemoglobina desoxigenada dentro de la sangre que contiene vóxeles específicos. Los niveles normales de oxigenación dentro del riñón varían en los segmentos más empinados de la curva de disociación de la hemoglobina, lo que lo convierte en una herramienta particularmente adecuada para este órgano. Los estudios que utilizan BOLD MRI enfatizan la necesidad de una estandarización cercana relacionada con la ingesta de sodio, el uso de diuréticos y la ingestión de agua, ya que incluso los cambios modestos en estos parámetros tienen efectos medibles en los niveles locales de desoxigenación de los tejidos. Estos reflejan alteraciones en el consumo de oxígeno asociado con el transporte de solutos y agua en los segmentos medulares [22-24]. Con especial atención a estos factores, las imágenes BOLD permiten la identificación de cambios en la oxigenación renal cortical y medular asociados con enfermedades crónicas.enfermedad del riñon[25,26], enfermedad oclusiva vascular, tratamiento farmacológico, lesión renal aguda después de la inyección de contraste y otras afecciones [27,28].

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Nuestro grupo de investigación ha empleado imágenes BOLD sistemáticas del riñón en sujetos humanos con ARVD y con hipertensión esencial, específicamente para examinar el nivel de isquemia asociada con ARVD. Estos estudios también permitieron mediciones repetidas de sangre cortical y medular para cada riñón utilizando imágenes de TC de contraste venoso central como se describió anteriormente. ingesta de sodio y administración de medicamentos estandarizados [30,31]. GeneralFunción del riñónse redujo moderadamente con un límite superior de creatinina sérica por debajo de 2,5 mg/dl, en parte debido a la pérdida asimétrica de tejido renal asociada con hipertrofia compensatoria e hiperfiltración en el riñón contralateral. Anticipamos que los becarios de sangre reducidos magnificarían la lesión hipóxica medible, particularmente dentro de las regiones medulares profundas que se sabe que tienen una oxigenación reducida en condiciones normales. De manera un tanto inesperada, estos estudios establecieron un notable rango de adaptación con gradientes de oxígeno preservados dentro de los riñones postestenóticos a pesar de reducciones sustanciales en la sangre tanto en la corteza como en la médula, menor volumen del parénquima renal y menor filtración de solutos. Tanto las mediciones de oxigenación cortical como medular se conservaron bien a pesar de las reducciones de sangre de hasta un 40 por ciento [31]. En parte, esto reflejó abundantes reservas de oxigenación dentro de las estructuras corticales y un consumo de oxígeno medular reducido como resultado de una menor filtración y transporte de solutos. Estos datos proporcionan una confirmación fisiológica de la resiliencia dentro de un riñón humano normal que permite que se desarrolle un compromiso hemodinámico gradual con integridad estructural preservada a pesar de la pérdida gradualmente progresiva de la función renal asociada con ARVD. Estas observaciones se confirmaron y ampliaron con biopsias transyugulares de riñones postestenóticos que demostraron estructuras tubulares y glomerulares notablemente intactas, aunque las mediciones del volumen glomerular confirman una perfusión reducida [32]. Estos datos de investigación proporcionan una base fisiológica para la observación de que muchos pacientes con DAVD moderada pueden tratarse durante muchos años con ERC estable sin lesión progresiva [8,33].

Sin embargo, esta adaptabilidad tiene límites. A medida que los sujetos posestenóticos caen a niveles más graves, se reducen tanto el volumen renal como las estructuras microvasculares. Los estudios que utilizan imágenes BOLD confirman el desarrollo de hipoxia tisular patológica en la corteza renal y la desoxigenación medular expandida con pérdida crítica del tamaño del parénquima renal y del compañero sanguíneo [34]. Cuando se aplican restricciones severas durante períodos prolongados, la restauración de la sangre de los vasos grandes sigue a la dilatación endovascular y la colocación de un stent no logra restaurar las estructuras microvasculares y/o la TFG en estudios experimentales [35]. La Figura 2 ilustra este punto en un modelo porcino de ARVD que se desarrolla lentamente durante 6 a 12 semanas de manera similar a la ARVD humana. Estas observaciones refuerzan el fracaso en la restauración de la TFG de forma consistente en los ensayos de revascularización en humanos [8,36]. Tomados en conjunto, estos datos indican que la enfermedad macrovascular y la pérdida de la perfusión renal parenquimatosa eventualmente conducen a la rarefacción de las estructuras microvasculares dentro del riñón que reducen la función renal, a menudo de manera irreversible.

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Hipoxia tisular y lesión inflamatoriaEstudios recientes subrayan el papel central de las citocinas inflamatorias y la infiltración celular en la enfermedad renal tanto experimental como humana. Se ha sospechado que la DAVD puede estar asociada con alteraciones de la inmunidad local y celular incluso antes de que afecte a la sangre renal [37]. En condiciones normales, casi no se ven células T o macrófagos identificables dentro del parénquima renal. Después de una lesión aguda, se puede observar cierto grado de infiltración de macrófagos. Los roles funcionales de las células inflamatorias experimentan cambios fenotípicos complejos (descritos como variaciones de polaridad M1 a M2) que modifican la función celular desde acciones fagocíticas hasta acciones estructurales reparadoras, incluida la formación de nuevos microvasos y la regeneración tubular [38,39]. Los mecanismos que gobiernan las funciones de las células T y los macrófagos son complejos y dinámicos, y varían considerablemente en diferentes condiciones. Un creciente cuerpo de evidencia indica que la transición de lesión renal aguda (AKI) a crónicaenfermedad del riñon(CKD) refleja vías inflamatorias con dirección fenotípica a fifibrosis y pérdida de integridad estructural 5ubuleglomerular [38,40]. Nuestros estudios en sujetos humanos con DAVD subrayan la asociación de lesión inflamatoria activa en paralelo con la profundización de la hipoxia tisular en un riñón postestenótico. Los estudios de biopsias de tejido identifican la infiltración de células CD68 plus en estructuras periglomerulares y tubulares en riñones postestenóticos que no están presentes en riñones normales (biopsias tomadas en el momento de la implantación de donantes de riñón normales) [32]. Cuando la estenosis progresa hasta la oclusión total, los infiltrados inflamatorios de células T activadas y macrófagos están ampliamente presentes en todo el riñón isquémico [41]. Una muestra de sangre de la vena renal de riñones individuales con DAVD demuestra altos niveles circulantes de citocinas tanto inflamatorias [42,43] como proangiogénicas [4]. Es importante destacar que los niveles relativos de estos marcadores están relacionados cuantitativamente con la gravedad de la hipoxia tisular medida y la pérdida de TFG en riñones individuales [4]. Tales mediciones refuerzan el concepto de que a medida que la oclusión microvascular progresa para magnificar la hipoxia tisular dentro de un riñón, se desarrollan vías de lesión inflamatoria más graves que se asocian con la pérdida de la función y viabilidad del parénquima.

Células madre y vías de lesión en el riñónReconocimiento del vínculo entre rarefacción vascular, vías inflamatorias y pérdida deFunción del riñónplantea la siguiente pregunta: "¿Puede la modificación de estas vías anular el desarrollo de la enfermedad renal crónica en la DAVD?" Los primeros estudios que utilizaron la administración intrarrenal de células progenitoras endoteliales (EPC) en el modelo porcino sugirieron que la neovascularización inducida favorecería la recuperación mejorada de la TFG [44]. Los estudios de células madre/estromales mesenquimales (MSC) también demuestran características funcionales con mediadores paracrinos liberados que favorecen la angiogénesis en condiciones isquémicas [45,46]. Sorprendentemente, estas MSC también son capaces de modificar las células inflamatorias a favor de los fenotipos reparadores en algunas condiciones [40,47,48] (Figura 3). Por lo tanto, estas propiedades funcionales de las MSC ofrecen el potencial para moldear favorablemente la respuesta intrarrenal a la reducción de sangre en favor de la angiogénesis y los fenotipos inmunológicos reparadores. Los estudios iniciales de administración intrarrenal de MSC en el modelo porcino confirmaron que podían administrarse sin toxicidad evidente y con una estimulación de la angiogénesis en la corteza renal muy por encima de los niveles observados con la restauración de la permeabilidad de los vasos por sí sola [49] (Figura 2). La recuperación de la función renal en la enfermedad oclusiva renovascular experimental también se observó después de la infusión de MSC tanto en modelos porcinos como en roedores [50].

Nuestros estudios en sujetos humanos se llevaron a cabo para examinar esta cuestión utilizando MSC autólogas derivadas de tejido adiposo. Obtuvimos la autorización de un nuevo fármaco en investigación (IND 15082) basada en datos de seguridad en cerdos y otros modelos para expandir células humanas utilizando buenas prácticas de fabricación en el laboratorio de Terapia Celular Humana de Mayo bajo la dirección del Dr. Allen Dietz. La expansión celular utilizó medios de crecimiento derivados de plaquetas hum a patentados [51], pruebas de seguridad y criterios de liberación como se describió anteriormente [52]. Se utilizaron células autólogas para evitar una posible sensibilización HLA (antígeno de linfocito humano) y/o destrucción celular relacionada con la incompatibilidad antigénica. Numerosos estudios indican que las células administradas se distribuyen ampliamente cuando se administran por vía intravenosa, y la mayoría se elimina de la circulación y una gran fracción se localiza en los sitios vasculares pulmonares [53]. Diseñamos nuestros estudios para requerir la administración intraarterial directa en los riñones postestenóticos, específicamente para evaluar el efecto de la administración local y evaluar el potencial de toxicidad local relacionada con la oclusión microvascular en caso de que ocurriera. Estos estudios se diseñaron para evaluar los efectos de las MSC administradas por vía intraarterial tanto sobre la toxicidad en mercados en el período temprano después de la administración (semanal y mensual) como sobre la hemodinámica y función renal cuando se estudian tres meses después de la infusión.

Características funcionales de las MSC humanas relacionadas con la edad y la hipoxiaEl uso de MSC autólogas plantea la cuestión de las diferencias fenotípicas y, probablemente, epigenéticas entre individuos en función de la edad, el sexo y otras propiedades. Los estudios que utilizaron fenotipado de ARNm indicaron que tanto la edad como el nivel subyacente de función renal pueden modificar las características de las CMM [54]. Se reconoce que la hipoxia, en particular, el precondicionamiento hipóxico, modifica múltiples propiedades funcionales de estos tipos de células. Si el ambiente hipóxico deriñóntejido de nefropatía isquémica modifica las características funcionales de MSC puede afectar su eficacia in vivo. Examinamos los cambios inducidos por la hipoxia en MSC derivados tanto de donantes de riñón normales como de individuos con ARVD que difieren tanto en términos de edad como del nivel subyacente de función renal. Estos datos demuestran respuestas cualitativamente similares a la hipoxia tanto en donantes sanos como en ARVD MSC con aumentos en las tasas de crecimiento y expresión de citoquinas, aunque los niveles iniciales de expresión de citoquinas in vitro diferían sustancialmente. Los estudios de células derivadas de tejido adiposo humano obtenidas antes y después de la administración de agentes senolíticos indican que los perfiles de los marcadores de senescencia pueden modificarse considerablemente [54,55]. El grado en que los regímenes de acondicionamiento pueden modificar las actividades in vivo de estas células es un tema importante que aún debe definirse por completo.

Efectos de las células madre mesenquimales en sujetos humanos con nefropatía isquémicaDespués de obtener la aprobación de la Junta de Revisión Institucional de la Facultad de Medicina de Mayo Clinic, se realizaron los estudios iniciales (los primeros en humanos) de pacientes con DAVD para evaluar los efectos de tres dosis de MSC (1 × 105, 2,5 × 105 y 5 × 105 células/kg) administrado en la arteria renal de un riñón postestenótico. Materiales y métodos. Cada paciente fue admitido en la Unidad de Investigación y Ensayos Clínicos (CTRU) en el Hospital St. Mary's en Rochester, MN. La ingesta dietética de sodio se mantuvo en 150 mEq/día. El día 1 incluyó la medición de la excreción de sodio en sangre y orina y de la tasa de filtración glomerular por depuración de iotalamato durante tres intervalos de recolección durante la hidratación con agua y la determinación de microalbúmina urinaria, proteína total y marcadores de daño renal como se describió anteriormente. El día 2 incluyó BOLD MRI utilizando vistas axiales y coronales antes y después de la administración de furosemida (20 mg IV) como se describe [9,31]. El día 3 incluyó una muestra de sangre de la vena renal durante la colocación del catéter venoso central para la determinación del tipo de sangre renal (RBF) mediante TC multidetector (MDCT) y muestreo venoso renal, que fueron aprobados por el IRB de Mayo. Después de completar los estudios de imágenes, se infundieron MSC autólogas en la arteria estenótica como se indica en la Figura 4.

Estudios de imagen in vitroBOLD MRI evaluó la oxigenación cortical y medular y la función tubular. La adquisición de imágenes de RM con tiempos de eco crecientes permite calcular su regresión con el logaritmo de la señal [20], con la pendiente (R2*=1/T2*) relacionada con los niveles de desoxihemoglobina y, por lo tanto, con la sangre y contenido de oxígeno tisular detectado en 3T La adquisición de imágenes involucró tres cortes transaxiales sobre los dos riñones seleccionados mediante la adquisición exploradora (serie de imágenes en tres ejes corporales realizada para la selección de cortes) dentro de 15 sA Gradiente Secuencia multieco adquiridaImágenes potenciadas en T2* de los riñones al final -expiration.TR (tiempo de repetición) fue de 100 ms, y TE (tiempo de eco) fue de 7 a 566 ms, con un paso de 3,3 ms (un total de 16 imágenes en 15 s ). La TCMD evaluó el RBF cortical y medular bilateral, de un solo riñón, la perfusión (ml/min/g) y los volúmenes, así como la anatomía y el grado de obstrucción en la arteria nal estenótica. La adquisición de imágenes involucró escaneos de localización para identificar los niveles tomográficos que contenían los riñones; Se seleccionaron cuatro niveles hiliares medios para los estudios de flujo. Los riñones se escanearon con colimación de 20 × 1,2 y alimentación de mesa de 0, rotación de pórtico de 0,5 y reconstrucción parcial de 0,36 s (núcleo B36); 10 ml/s, hasta 40 cc) de iopamidol en el catéter venoso central. El análisis de datos de TC utilizó el software de análisis de imágenes ANALYZE* (BiodynamicImaging Resource, Mayo Clinic, Rochester, MN, EE. UU.) y MatLab. Se seleccionaron regiones de interés de la aorta, la corteza bilateral y la médula durante la fase vascular, y se analizaron las curvas de tiempo de atenuación utilizando un modelo matemático que desarrollamos [29. Las muestras de sangre de las venas renales y de la yena Caya inferior se recogieron en tubos con EDTA durante la angiografía renal. Las citocinas y los factores de orientación se midieron utilizando paneles Millipore Luminex para citocinas/quimiocinas y factores angiogénicos [56].

Se administró una dosis específica para cada sujeto después de estudios de protocolo en condiciones estandarizadas resumidas en la Figura 4. Se desconocía si dicha administración directa provocaría efectos adversos caracterizados por oclusión microvascular, lesión tisular y/o reacción sistémica. Los cambios de temperatura, hemograma completo, hemoglobina, lactato deshidrogenasa y velocidad de sedimentación se siguieron durante 12 semanas a intervalos regulares. Después de tres meses, estos individuos regresaron para repetir las mediciones de la presión arterial, los flujos sanguíneos renales individuales y la oxigenación renal utilizando BOLD MRI en condiciones estandarizadas como antes. Es importante destacar que la ingesta de sodio y medicamentos se mantuvo en niveles idénticos a los del estudio de pretratamiento. Los detalles de este protocolo y las mediciones individuales se publicaron [56].

Debe enfatizarse que estos estudios de fase I se realizaron sin dilatación endovascular de la estenosis de los grandes vasos. Como era de esperar, la estenosisriñón was characterized by reduced cortical and medullary volumes and substantially reduced renal blood flows They wer also characterized by more widespread evidence of tissue hypoxia (measured as the fraction of kidney tissue with R2* levels above 30 [28) as compared with the contralateral kidneys. Several notable changes were seen after three months. In particular, the level of cortical perfusion (blood flow/cubic mL of tissue) rose from 23(1.4-2.5)to2.6 (1.6-32) ml/mi/α tissue,p=003.No changes in the measured volumes were observed,but the cortical and total renal blood flows rose 15-20% in the stenotic kidney due to increased perfusion (from 164±99 to 190±126 mL/min,p=0.007). No such changes were observed in the patients undergoing the identical protocol studies without MSC administration [56,7[. Importantly, BOLD measurements after three months demonstrated reductions in the fractional hvypoxia>30s- para los riñones estenóticos (Figura). Interpretamos estos hallazgos para sugerir que los cambios microvasculares en un riñón post estenótico permiten un aumento de la circulación cortical con el alivio concomitante de la hipoxia tisular. Es importante señalar que también se observaron cambios similares en la perfusión cortical en el riñón contralateral que no se había sometido a la infusión de MSC. La perfusión cortical aumentó, aunque no se observaron cambios en R2*, que ya era bajo y reflejaba una hipoxia manifiesta mínima en los riñones no estenóticos. Se observó un ligero aumento en la perfusión medular y el flujo sanguíneo renal general aumentó en un grado similar al observado en el riñón estenótico. Estas observaciones sugieren que los efectos sistémicos, probablemente de mediadores paracrinos y/o diafonía renal, afectaron el contralateral.riñónasí como el lado estenótico. Nuevamente, los cambios observados en el riñón contralateral fueron diferentes después de la infusión de MSC de los cambios en los riñones tratados solo con terapia médica o con la colocación de un stent endovascular [57.

Todos los cambios anteriores indicaron que la administración intrarrenal de MSC se asoció con una disminución de la hipoxia tisular, probablemente como resultado de una mejor perfusión tisular relacionada con la reparación microvascular. No se puede determinar si esto fue el resultado de la angiogénesis de nuevos vasos o la restauración de la permeabilidad de los vasos previamente colapsados, aunque el aumento de la perfusión incluso en los riñones contralaterales con flujos sanguíneos casi normales favorecería al primero.

Se obtuvieron muestras de sangre de cada vena renal durante los estudios de referencia y de seguimiento de tres meses. Para muchos de estos riñones, los niveles estenóticos de biomarcadores angiogénicos (angiopoyetina-2, factores de crecimiento del endotelio vascular A. y () fueron elevados en comparación con los riñones no estenóticos y disminuyeron cuando se volvieron a medir después de tres meses. Los marcadores de citoquinas inflamatorias (lipocalina asociada a gelatinasa de neutrófilos (NGAL), interferón-gamma e inhibidor tisular de metaloproteinasas 2 (TIMP-2) fueron más altos en los riñones postestenóticos y disminuyeron en general cuando las mediciones se repitieron tres meses después de la CMM infusión.

Efectos clínicos de la administración de MSC¿La infusión de MSC modificó la función renal y/o los efectos hemodinámicos sistémicos en un grado significativo? Las mediciones de temperatura, hemogramas completos, velocidades de sedimentación de eritrocitos y lactato deshidrogenasa durante las primeras semanas y meses no demostraron toxicidad clínicamente evidente relacionada con la infusión arterial de recuentos de células de hasta 5 × 105 células/kg, a menudo acercándose a 50 millones de células, directamente en el riñón. Se tuvo mucho cuidado para asegurar que la terapia con medicamentos antihipertensivos no cambiara durante los estudios de protocolo de este grupo de pacientes. La presión arterial sistólica general cayó modestamente en los pacientes tratados con MSC (144 más 11 a 136 más 13 mm Hg, p=0.04), un cambio que reflejó principalmente una caída relacionada con la dosis en la PAS en la cohorte de dosis más alta (140 más 12 a 128 más 8 mm Hg, p=0,005). De manera similar, los cambios en la TFG medida fueron modestos pero parecían estar relacionados con la dosis, en la medida en que el grupo de dosis más alta aumentó de 57 más 7 a 64 más 9 ml/min, p=0.045 (Figura 6). Los grupos de dosis más bajas tuvieron cambios mínimos. Hubo una modesta reducción en la excreción urinaria de proteínas, nuevamente, más evidente en la cohorte de dosis más alta.

Reparación microvascular asociada con la terapia de MSC en humanosEstos estudios proporcionan datos preliminares pero esenciales consistentes con una mayor perfusión microvascular asociada con la administración de MSC autólogas derivadas de tejido adiposo. Se extienden a los resultados de sujetos humanos de estudios experimentales en modelos de cerdos y roedores y respaldan el papel potencial de la terapia adyuvante basada en células en la enfermedad clínica. Los estudios previos de CMM alogénicas como maniobra protectora contra la lesión renal aguda (IRA) fueron ambiguos [58,59], y se terminó un ensayo prospectivo en la IRA posoperatoria [60]. Nuestros estudios se centraron deliberadamente en una enfermedad microvascular a largo plazo que progresa lentamente más allá de la ARVD de grandes vasos conocida por ser propensa a inducir la ERC. Reforzaron la asociación de la hipoxia tisular que se desarrolla con la enfermedad avanzada y la activación de la lesión angiogénica e inflamatoria del riñón asociada con la pérdida progresiva de la TFG. Lo que es más importante, proporcionaron datos que respaldan el papel de las MSC como complemento para mejorar la perfusión tisular local y reducir las lesiones inflamatorias. A niveles de dosis altos, nuestros datos respaldan el potencial de estos cambios para aumentar modestamente la filtración glomerular mientras reducen la presión arterial y la excreción de proteínas en la orina. Si tales efectos pueden extenderse a otras formas de lesión renal asociadas con la lesión microvascular, como la diabetes [61] y/o la nefroesclerosis, es un tema importante que actualmente se encuentra bajo estudio activo [62,63]. Estas condiciones no se caracterizan necesariamente por vías similares de hipoxia tisular como se observa con ARVD grave.

AdvertenciasVarias advertencias importantes merecen énfasis e investigación adicional. Algunos de estos se resumen en la Tabla 1. Nuestra selección de células autólogas se basó en la preocupación de que la introducción de células con diferentes alotipos supusiera un riesgo de destrucción y/o alosensibilización que podría confundir la interpretación de los resultados y/o representar un peligro para el paciente. Algunos autores argumentan que las CMM no son inmunogénicas y, por lo tanto, están relativamente protegidas de esas preocupaciones [63]. En la práctica, el uso de células autólogas lleva mucho tiempo con respecto a la recolección, la expansión y las pruebas para la administración. Estas características limitan su consideración para el tratamiento relacionado con procesos agudos. Quizás lo más importante es que las células autólogas son particularmente susceptibles a las características del donante asociadas con la edad, el género, la enfermedad subyacente (p. ej., enfermedad aterosclerótica, diabetes) y la disfunción renal, todo lo cual probablemente modifique la eficacia potencial de las CMM [54]. Si bien muchas propiedades de las MSC son flexibles y pueden modificarse según las condiciones en las que operan, es probable que la variabilidad interindividual desempeñe un papel importante en su impacto clínico real.

La magnitud de los cambios en el tipo de sangre y la TFG asociados con la infusión de MSC en estos estudios fue modesta. El efecto clínico para cualquier individuo depende en gran medida del grado subyacente de disfunción renal y de hasta qué punto la función completariñónla masa se ve afectada. Los estudios de revascularización renal han identificado una serie de cambios observados que incluyen alguna mejora frente a cierto deterioro de la TFG después de la manipulación vascular. Si bien estos cambios son complejos, un mayor deterioro de la TFG por cualquier motivo se asocia con una disminución del pronóstico renal a largo plazo y de la supervivencia [10]. Aún se desconoce si los cambios menores en la TFG, la PA y/o la proteína en la orina observados en las respuestas favorables informadas aquí se traducen en un cambio en el pronóstico.

El trabajo futuro dependerá de la definición de la dosis más eficaz de MSC, las vías de administración y el seguimiento celular. Es posible que se requieran dosis repetidas para mantener la integridad microvascular, ya que aún no se ha establecido la duración de estos efectos. Entre los elementos más importantes estará la integración de la terapia basada en células con otras maniobras terapéuticas. En el caso de la DAVD, será fundamental evaluar el papel de las CMM como complemento de otras intervenciones, como la revascularización de la arteria renal, la introducción de citoquinas vasculogénicas y/o la protección mitocondrial. Algunos autores proponen la introducción de citocinas angiogénicas (como el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y/o los factores de crecimiento de hepatocitos) en la circulación renal, cuyos efectos microvasculares aumentan cuando se mantienen en su lugar con un andamiaje de biopolímero estructural [64,65]. Las dos últimas intervenciones tienen datos preliminares para respaldar vías alternativas para restaurar las estructuras microvasculares y la integridad funcional en condiciones específicas [66,67].

Resumen

En conjunto, estos estudios demuestran que la rarefacción microvascular es un mecanismo principal asociado con la lesión progresiva en el ser humano.riñónasociado con DAVD. Identifican los límites de adaptación a la reducción de sangre y una transición a hipoxia tisular manifiesta asociada con lesión inflamatoria. Nuestros estudios demuestran que la infusión intrarrenal de MSC autólogas derivadas de tejido adiposo es capaz de aumentar la perfusión tisular y la sangre sin eliminar la estenosis de los vasos grandes, de acuerdo con la restauración de cierto grado de función microvascular. Estos cambios se asociaron con biomarcadores inflamatorios reducidos en las venas renales e incrementos relacionados con la dosis en la filtración glomerular después de tres meses. Nuestra opinión es que la terapia basada en células probablemente será un recurso complementario importante para restaurar la integridad microvascular tanto en la DAVD como en otras enfermedades renales asociadas tanto con la rarefacción vascular como con la lesión inflamatoria.