Терапия със стволови клетки за микроваскуларно увреждане, свързано с исхемична нефропатия

edmund.chen@wecistanche.com

Резюме:Исхемичната нефропатия отразява прогресивната загуба набъбречна функцияпоради атеросклеротично оклузивно заболяване на големите съдове. Последните проучвания показват, че този процес се характеризира с микроваскуларно разреждане, повишена тъканна хипоксия и активиране на възпалителни процеси на тъканно увреждане. Този преглед обобщава обосновката и приложението на функционалното MR изобразяване за оценка на оксигенацията на тъканите при хора, което определя границите на бъбречната адаптация към намаляване на кръвта, развитие на все по-тежка тъканна хипоксия и набиране на пътища на възпалително увреждане при исхемична нефропатия. Човешките мезенхимни стромални/стволови клетки (MSC) са способни да модифицират ангиогенните пътища и имунните отговори, но силата на тези ефекти варира между индивидите и различните клинични характеристики, включително възраст и хроничнизаболяване на бъбрецитеи нива на хипоксия. Ние обобщаваме наскоро завършени първи проучвания при хора, прилагащи интраренална инфузия на автоложни MSC, получени от мастна тъкан, при хора с исхемична нефропатия, които демонстрират повишаване на кръвното последващо и намаляване на тъканната хипоксия в съответствие с частичното възстановяване на микроваскуларното увреждане, дори без възстановяване главна бъбречна артериална кръв колега. Възпалителни биомаркери в постстенотична бъбречна венабъбреципадна след инфузия на MSC. Тези промени са свързани със скромни, но значителни, свързани с дозата увеличения набъбречна функция.Тези данни подкрепят ролята на автоложния MSC при възстановяването на микроваскуларно увреждане, свързано с тъканна хипоксия.

CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНАТА/БЪБРЕЧНАТА ФУНКЦИЯ

ВъведениеЕпидемиологичните проучвания идентифицират загуба набъбречна функциякато основен рисков фактор за сърдечно-съдови инциденти и смърт. Възможности за лечение на много форми на остри и хроничнизаболяване на бъбреците(CKD) са ограничени отвъд мерките за намаляване на системното кръвно налягане и избягване на увреждане от хиперфилтрация. Скорошни проучвания върху модели на гризачи показват забележителен потенциал за мезенхимни стромални/базирани на стволови клетки терапии за благоприятно влияниебъбрекоцеляване на алографта и възстановяване от остърувреждане на бъбреците(AKI) и някои форми на хроничнизаболяване на бъбрецитевключително диабет и лупусен нефрит, както е прегледано [1]. Уникалните характеристики набъбрекмикроциркулацията оказват набъбрекособено податливи на исхемично увреждане. Как тези данни се превеждат в човешки разстройства остава слабо разбрано. Целта на този преглед беше да обобщи първоначалните проучвания, използващи автоложни MSC при хора с исхемична нефропатия, дължаща се на атеросклеротично съдово заболяване набъбрек

Ключови думи:исхемична нефропатия; стеноза на бъбречната артерия; оксигенация на тъканите; хронично бъбречно заболяване;бъбречна функция

Реноваскуларно заболяване и микроваскуларно уврежданеАтеросклеротичното реноваскуларно заболяване на големите съдове (ARVD) е силно разпространено при по-възрастните популации в резултат на стеноза на бъбречната артерия. Този процес се развива постепенно в продължение на много години и се ускорява от дислипидемия, диабет, хипертония, тютюнопушене и други атеросклеротични рискови фактори. Когато оклузията на лумена достигне „критичен“ праг, обикновено идентифициран като повече от 70–80 процента оклузия на съда, дисталните перфузионни налягания и кръвните съотношения започват да падат измеримо [2] (Фигура 1). Богата литература за хипертония свързва загубата на бъбречно перфузионно налягане с активирането на множество пресорни пътища, които предизвикват и ускоряват реноваскуларната хипертония, включително системата ренин-ангиотензин-алдостерон [3]. Докато реваскуларизацията на главната бъбречна артерия преди беше основното средство за лечение на ARVD и реноваскуларна хипертония, напредъкът в антихипертензивната лекарствена терапия през последните години превърна оптимизираната медицинска терапия в основата на управлението и често може да постигне успешно целево кръвно налягане. Една последица от успешната медицинска терапия е значително намаляване на процедурите за реваскуларизация. В резултат на това много хора сега са подложени на намалено бъбречно кръвно налягане и дистално перфузионно налягане за продължителни периоди от време, понякога много години. Продължителна загуба на кръв и последваща загуба набъбречна функцияе обозначен като "исхемична нефропатия".

Важно е, че ARVD на големи съдове води до дистални микроваскуларни смущения със загуба на съдове със среден и малък диаметър и в крайна сметка с паренхимна фиброза [5,6] (Фигура 2). Загубата на целостта на бъбречната микроваскулатура е идентифицирана като общ краен път за другибъбрекзаболявания, включително диабетна нефропатия, затлъстяване и нефросклероза [7]. Докато ARVD първоначално се проявява като хемодинамично разстройство, което понякога може да бъде обърнато с възстановяването на проходимостта на съдовете, последващото микроваскуларно ремоделиране и разреждане в крайна сметка не могат да бъдат обратими. Допълнително наблюдение е, че дори ендоваскуларното възстановяване с артериална дилатация и стентиране често не успява да възстанови пълните нива на кръвния поток и да възстанови гломерулната филтрация [8,9]. Неуспешно възстановяванебъбречна функцияслед реваскуларизация се свързва със съблазнена дългосрочна преживяемост и повишена нужда от бъбречна заместителна терапия като диализа и/или трансплантация [90]. През последните няколко десетилетия ARVD се свързва по-често с краен стадий на бъбречно заболяване (ESRD) и се отбелязва

Исхемична нефропатия и бъбречна оксигенацияЗа разлика от сърцето или мозъка, целият бъбрек е значително над парфюмиран спрямо неговите метаболитни енергийни нужди [13]. В резултат на това множество интраренални регулаторни механизми ограничават оксигенацията в рамките на кортикалните сегменти (напр. в резултат на артериовенозни шънтове и локални ограничения за дифузия на кислород) и водят до функционални локални градиенти. Артериовенозното шунтиране намалява напрежението на кислорода в бъбречната кора до нива от 55-60 mm Hg, отчетливо понижаване от 85-90 mm Hg в нормалната бъбречна артерия [14,15]. Нормално функциониращият бъбрек показва подчертано различни регионални нива на тъканна оксигенация поради ограничен постгломерулен кръвен поток към медулата и повишена консумация на кислород, свързана с енергозависимия тубуларен транспорт на разтворено вещество [15,16]. Медуларната оксигенация може да бъде толкова ниска, колкото 10-15 mm Hg в нормално функциониращо състояние, което някои твърдят, че я прави изключително податлива на остриувреждане на бъбрецитекогато се наслагват нефротоксични инсулти [17]. Признаването на тези перфузионни характеристики и това, че ARVD е силно разпространено, накара някои автори да определят загубата на бъбречна функция извън стенотична лезия като исхемична нефропатия18], приемайки, че загубата на кръвен поток трябва да предизвика тъканно хипоксично увреждане [19].

Функционалната оценка на оксигенацията на бъбречната тъкан при хора е възможна едва след въвеждането на зависимо от нивото на кислорода в кръвта магнитно резонансно изображение (BOLD MRI) [20] (Фигура 1). Този метод зависи от парамагнитното свойство на деоксигенирания хемоглобин, което променя магнитното пренастройване след разрушаване на Fifield, докато кислородният хемоглобин няма активен магнитен момент [21]. Следователно измерената скорост на пренастройване (изразена като R2*) е пряко отражение на съотношението на деоксигенирания хемоглобин в специфична воксел-съдържаща кръв. Нормалните нива на оксигенация в бъбрека варират в най-стръмните сегменти на кривата на дисоциация на хемоглобина, което го прави особено подходящ инструмент за този орган. Проучванията, използващи BOLD MRI, подчертават необходимостта от тясна стандартизация, свързана с приема на натрий, употребата на диуретик и приема на вода, тъй като дори скромни промени в тези параметри имат измерими ефекти върху локалните нива на тъканна деоксигенация. Те отразяват промени в консумацията на кислород, свързани с транспорта на разтворено вещество и вода в медуларните сегменти [22–24]. С внимателно внимание към такива фактори, BOLD изобразяването позволява идентифициране на промени в кортикалната и медуларната бъбречна оксигенация, свързани с хроничназаболяване на бъбреците[25,26], съдова оклузивна болест, лекарствена терапия, остро бъбречно увреждане след инжектиране на контраст и други състояния [27,28].

CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНАТА/БЪБРЕЧНАТА ДИАЛИЗА

Нашата изследователска група е използвала систематично BOLD изобразяване на бъбрека при хора с ARVD и есенциална хипертония, специално за изследване на нивото на исхемия, свързано с ARVD. Тези проучвания позволяват също многократни измервания както на кортикална, така и на медуларна кръв за всеки бъбрек, като се използва централно венозно контрастно КТ изобразяване, както е описано по-горе [29] Първоначалните проучвания при хора с есенциална хипертония и ARVD са предприети при стационарни условия на протокол за изследване с фиксиран ден прием на натрий и стандартизирано прилагане на лекарства [30,31]. Като цялобъбречна функцияе умерено намален с горна граница на серумния креатинин под 2,5 mg/dL, отчасти поради асиметрична загуба на бъбречна тъкан, свързана с компенсаторна хипертрофия и хиперфилтрация в контралатералния бъбрек. Очаквахме, че намалените кръвни колеги ще увеличат измеримото хипоксично увреждане, особено в дълбоките медуларни области, за които е известно, че имат намалена оксигенация при нормални условия. Донякъде неочаквано, тези проучвания установиха забележителен обхват на адаптация със запазени кислородни градиенти в постстенозираните бъбреци, въпреки значителното намаляване на кръвните събратя както в кората, така и в медулата, по-нисък обем на бъбречния паренхим и намалена филтрация на разтворените вещества. Както кортикалните, така и медуларните измервания на оксигенацията бяха добре запазени въпреки намаленията на кръвните съотношения до 40 процента [31]. Отчасти това отразява обилните запаси от кислород в кортикалните структури и намалената медуларна консумация на кислород в резултат на по-ниска филтрация и транспорт на разтворени вещества. Тези данни предоставят физиологично потвърждение на устойчивостта в нормален човешки бъбрек, което позволява да се развие постепенен хемодинамичен компромис със запазена структурна цялост въпреки постепенно прогресивната загуба на бъбречна функция, свързана с ARVD. Тези наблюдения бяха потвърдени и разширени с трансюгуларни биопсии на постстенозирани бъбреци, демонстриращи забележително непокътнати тубулни и гломерулни структури, въпреки че измерванията на гломерулния обем потвърждават намалена перфузия [32]. Тези данни от изследването предоставят физиологична основа за наблюдението, че много пациенти с умерено ARVD могат да бъдат управлявани в продължение на много години със стабилна ХБН без прогресивно увреждане [8,33].

Тази адаптивност обаче има граници. Тъй като пациентите след стеноза спадат до по-тежки нива, както обемът на бъбреците, така и микроваскуларните структури са намалени. Проучвания, използващи BOLD изображения, потвърждават развитието на патологична тъканна хипоксия в бъбречната кора и разширена медуларна деоксигенация с критична загуба на кръв и размер на бъбречния паренхим [34]. Когато са налице сериозни ограничения за продължителни периоди, възстановяването на кръвта на големите съдове следва чрез ендоваскуларна дилатация и поставянето на стент не успява да възстанови микроваскуларните структури и/или GFR в експериментални проучвания [35]. Фигура 2 илюстрира тази точка в модел на ARVD при свине, който се развива бавно в продължение на 6–12 седмици по начин, подобен на човешкия ARVD. Тези наблюдения затвърждават неуспеха да се възстанови последователно GFR при изпитвания на реваскуларизация при хора [8,36]. Взети заедно, тези данни показват, че макроваскуларното заболяване и загубата на паренхимна бъбречна перфузия в крайна сметка водят до разреждане на микроваскуларните структури в бъбрека, което намалява бъбречната функция, често необратимо.

CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНАТА/БЪБРЕЧНАТА НЕДОСТАТЪЧНОСТ

Тъканна хипоксия и възпалително уврежданеПоследните проучвания подчертават централната роля на възпалителните цитокини и клетъчната инфилтрация както при експериментално, така и при бъбречно заболяване при хора. Предполага се, че ARVD може да бъде свързано с нарушен локален и клетъчен имунитет дори преди да засегне бъбречната кръвна група [37]. При нормални условия в бъбречния паренхим не се виждат почти никакви разпознаваеми Т-клетки или макрофаги. След остро нараняване може да се наблюдава известна степен на инфилтрация на макрофаги. Функционалните роли на възпалителните клетки претърпяват сложни фенотипни промени (описани като M1 до M2 вариации в полярността), които променят клетъчната функция от фагоцитни към репаративни структурни действия, включително образуването на нови микросъдове и тубулна регенерация [38,39]. Механизмите, управляващи функциите на Т клетките и макрофагите, са сложни и динамични, вариращи значително при различни условия. Все повече доказателства показват, че преходът от остро бъбречно увреждане (ОПН) към хроничнозаболяване на бъбреците(CKD) отразява възпалителните пътища с фенотипна посока към фиброза и загуба на 5-убулегломеруларна структурна цялост [38,40]. Нашите проучвания при хора с ARVD подчертават връзката на активното възпалително увреждане успоредно със задълбочаващата се тъканна хипоксия в постстенотичен бъбрек. Изследванията на тъканни биопсии идентифицират инфилтрацията на CD68 плюс клетки в перигломерулни и тубулни структури в постстенозирани бъбреци, които не присъстват в нормалните бъбреци (биопсии, взети при имплантиране от нормални бъбречни донори) [32]. Когато стенозата прогресира до пълна оклузия, възпалителни инфилтрати на активирани Т клетки и макрофаги са широко присъстващи в целия исхемичен бъбрек [41]. Вземане на проби от кръв от бъбречна вена от отделни бъбреци с ARVD показва високи циркулиращи нива както на възпалителни [42,43], така и на проангиогенни цитокини [4]. Важно е, че относителните нива на тези маркери са свързани количествено с тежестта на измерената тъканна хипоксия и загубата на GFR в отделните бъбреци [4]. Такива измервания подсилват концепцията, че с напредването на микроваскуларната оклузия до увеличаване на тъканната хипоксия в бъбрека се развиват по-тежки пътища на възпалително увреждане, които са свързани със загуба на паренхимна функция и жизнеспособност.

Стволови клетки и пътища на увреждане в бъбрецитеРазпознаване на връзката между съдовото разреждане, възпалителните пътища и загубата набъбречна функцияповдига следния въпрос: "Може ли модификацията на тези пътища да отмени развитието на хронично бъбречно заболяване при ARVD?" Ранни проучвания, използващи интраренално приложение на ендотелни прогениторни клетки (EPC) в модел на свине, предполагат, че индуцираната неоваскуларизация би благоприятствала подобреното възстановяване на GFR [44]. Изследванията на мезенхимни стромални/стволови клетки (MSC) също демонстрират функционални характеристики с освободени паракринни медиатори, които благоприятстват ангиогенезата при исхемични състояния [45,46]. Забележително е, че тези MSC също са способни да модифицират възпалителни клетки в полза на репаративни фенотипове при някои условия [40,47,48] (Фигура 3). Следователно, тези функционални свойства на MSC предлагат потенциал за благоприятно оформяне на интрареналния отговор към намален кръвен сродник в полза както на ангиогенезата, така и на репаративните имунологични фенотипове. Първоначалните проучвания на интраренално приложение на MSC в модел на свине потвърдиха, че те могат да се прилагат без видима токсичност и със стимулиране на ангиогенезата в бъбречната кора доста над нивата, наблюдавани само при възстановяване на проходимостта на съдовете [49] (Фигура 2). Възстановяване на бъбречната функция при експериментално реноваскуларно оклузивно заболяване също се наблюдава след инфузия на MSC както при модели на свине, така и при модели на гризачи [50].

Нашите проучвания върху хора бяха предприети, за да проучат този въпрос, използвайки автоложни MSC, получени от мастна тъкан. Получихме разрешение за изследване на ново лекарство (IND 15082) въз основа на данни за безопасност при свине и други модели за разширяване на човешки клетки, използвайки добри производствени практики в лабораторията за човешка клетъчна терапия Mayo под ръководството на д-р Алън Диц. Клетъчната експанзия използва собствено бучене на растежна среда, получена от тромбоцити [51], тестване за безопасност и критерии за освобождаване, както е описано по-горе [52]. Използват се автоложни клетки, за да се избегне възможна HLA (човешки лимфоцитен антиген) сенсибилизация и/или клетъчна деструкция, свързана с антигенна несъвместимост. Многобройни проучвания показват, че администрираните клетки са широко разпространени, когато се прилагат интравенозно, като по-голямата част се отстраняват от кръвообращението и голяма част се локализира в местата на белодробните съдове [53]. Ние проектирахме нашите проучвания да изискват директно интраартериално приложение в постстенозирани бъбреци, по-специално за оценка на ефекта от локалното доставяне и за оценка на потенциала за локална токсичност, свързана с микроваскуларна оклузия, ако се появи. Тези проучвания са предназначени да оценят ефектите на интраартериално приложен MSC както върху пазарите на токсичност в ранния период след приложението (седмично и месечно), така и върху бъбречната хемодинамика и функция, когато са изследвани три месеца след инфузията.

Функционални характеристики на човешки MSC, свързани с възрастта и хипоксиятаИзползването на автоложни MSC повдига въпроса за фенотипните и вероятно епигенетичните разлики между индивидите въз основа на възраст, пол и други свойства. Проучвания, използващи фенотипиране на иРНК, показват, че както възрастта, така и основното ниво на бъбречна функция могат да променят характеристиките на MSC [54]. Признато е, че хипоксията - по-специално, хипоксичната предварителна подготовка - променя множество функционални свойства на тези типове клетки. Дали хипоксичната среда набъбректъкан на исхемична нефропатия променя функционалните характеристики на MSC може да повлияе на тяхната ефикасност in vivo. Изследвахме промените, предизвикани от хипоксия в MSC, получени както от нормални бъбречни донори, така и от индивиди с ARVD, различаващи се както по отношение на възрастта, така и на основното ниво на бъбречна функция. Тези данни демонстрират качествено подобни реакции на хипоксия както при здрави донори, така и при ARVD MSC с повишени скорости на растеж и експресия на цитокини, въпреки че първоначалните нива на експресия на цитокини in vitro се различават значително. Изследванията на човешки мастни клетки, получени преди и след прилагане на сенолитични агенти, показват, че профилите на маркерите за стареене могат да бъдат значително модифицирани [54,55]. Степента, до която режимите на кондициониране могат да променят in vivo активностите на тези клетки, е важен въпрос, който остава да бъде напълно дефиниран.

Ефекти на мезенхимни стволови клетки при хора с исхемична нефропатияСлед получаване на одобрението на институционалния съвет за преглед от Медицинския колеж на Mayo Clinic, бяха предприети първоначалните (първи при хора) проучвания на пациенти с ARVD, за да се оценят ефектите от три дози MSC (1 × 105, 2,5 × 105 и 5 × 105 клетки/kg), приложени в бъбречната артерия на постстенозиран бъбрек. Материали и методи. Всеки пациент беше приет в отдела за клинични изпитвания и изследвания (CTRU) в болницата St. Mary's в Рочестър, Минесота. Диетичният прием на натрий се поддържа на 150 mEq/d дневно. Ден 1 включва измерване на кръвта и урината за екскреция на натрий и GFR чрез клирънс на йоталамат през три интервала на събиране по време на хидратация на вода и определяне на микроалбумин в урината, общ протеин и маркери за бъбречно увреждане, както е описано по-горе. Ден 2 включва BOLD MRI с използване както на аксиален, така и на коронален изглед преди и след прилагане на фуроземид (20 mg IV), както е описано [9,31]. Ден 3 включваше вземане на проба от кръв от бъбречна вена по време на поставянето на централния венозен катетър за определяне на бъбречна кръвна кръв (RBF) с помощта на мултидетекторна КТ (MDCT) и вземане на проби от бъбречна вена, които бяха одобрени от Mayo IRB. След завършване на образните изследвания, автоложни MSC се вливат в стенотичната артерия, както е показано на фигура 4.

В проучвания за изображения на ViroBOLD MRI оценява кортикалната и медуларната оксигенация и тубулната функция. Получаването на MR изображения с нарастващи времена на ехо позволява изчисляване на тяхната регресия с логаритъм на сигнала [20], с наклон (R2*=1/T2*), свързан с нивата на деоксихемоглобина и оттам кръвта и съдържание на кислород в тъканите, открито при 3T. Получаването на изображение включва три трансаксиални среза върху двата бъбрека, избрани с помощта на скаутско придобиване (серия от изображения в три телесни оси, извършена за избор на срез) в рамките на 15 sA градиентна мулти-ехо последователност, получена T2*-претеглени изображения на бъбреците в края -expiration.TR (време за повторение) беше 100 ms, а TE (време за ехо) беше от 7 до 566 ms, със стъпка от 3,3 ms (общо 16 изображения за 15 s ). MDCT оценява двустранно, единичен бъбрек, кортикален и медуларен RBF, перфузия (mL/min/g) и обеми, както и анатомията и степента на обструкция в стенотичната нална артерия. Получаването на изображение включва сканиране на локализация за идентифициране на томографски нива, съдържащи бъбреците; четири средни хиларни нива бяха избрани за изследвания на потока. Бъбреците бяха сканирани при 20 × 1,2 колимация и 0 захранване от маса, 0,5 въртене на портала и 0,36 s частична реконструкция (B36 ядро); 45 сканирания (6- mm нива) бяха получени 4 s след болус инжекция (05 /kg при 10 mL/s, до 40 cc) йопамидол в централния венозен катетър. Анализът на CT данни използва софтуера за анализ на изображения ANALYZE* (BiodynamicImaging Resource, Mayo Clinic, Rochester, MN, USA) и MatLab. Регионите на интерес бяха избрани от аортата, двустранния кортекс и медулата по време на васкуларната фаза и кривите на затихване време бяха анализирани с помощта на математически модел, който разработихме [29. Кръвни проби от бъбречни вени и долна йена Caya бяха събрани в EDTA епруветки по време на бъбречна ангиография. Цитокините и хоминг факторите бяха измерени с помощта на панели Millipore Luminex за цитокини/хемокини и ангиогенни фактори [56].

Специфична доза за всеки субект беше приложена след протоколни проучвания при стандартизирани условия, обобщени на Фигура 4. Не беше известно дали такова директно приложение би довело до неблагоприятни ефекти, характеризиращи се с микроваскуларна оклузия, тъканно увреждане и/или системна реакция. Промените в температурата, пълната кръвна картина, хемоглобина, лактат дехидрогеназата и скоростта на утаяване са проследявани в продължение на 12 седмици на редовни интервали. След три месеца тези индивиди се върнаха за повторни измервания на кръвното налягане, индивидуалните бъбречни кръвни потоци и бъбречната оксигенация, използвайки BOLD MRI при стандартизирани условия, както преди. Важно е, че приемът на натрий и лекарства се поддържат на нива, идентични с тези по време на проучването преди лечението. Подробностите за този протокол и индивидуалните измервания бяха публикувани [56].

Трябва да се подчертае, че тези проучвания във фаза la са предприети без ендоваскуларна дилатация на стенозата на големия съд. Както се очаква, стенотичнатабъбрек 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- за стенозирани бъбреци (Фигура). Ние тълкуваме тези констатации, за да предполагаме, че микроваскуларните промени в постстенозиран бъбрек позволяват повишена кортикална циркулация със съпътстващо облекчаване на тъканна хипоксия. Важно е да се отбележи, че подобни промени в кортикалната перфузия са наблюдавани и в контралатералния бъбрек, който не е бил подложен на MSC инфузия. Кортикалната перфузия се повиши, въпреки че не бяха наблюдавани промени в R2*, който вече беше нисък и отразяваше минимална явна хипоксия в нестенозиращите бъбреци. Наблюдава се леко повишаване на медуларната перфузия и общият бъбречен кръвен поток се покачва до подобна степен като тази, наблюдавана при стенозния бъбрек. Тези наблюдения предполагат, че системните ефекти, вероятно от паракринни медиатори и/или бъбречно пресичане, са засегнали контралатералниябъбреккакто и стенотичната страна. Отново, наблюдаваните промени в контралатералния бъбрек са различни след инфузия на MSC от промени в бъбреците, лекувани само с медицинска терапия или ендоваскуларно поставяне на стент [57.

Всички горепосочени промени показват, че интрареналното приложение на MSC е свързано с намалена тъканна хипоксия, вероятно в резултат на подобрена тъканна перфузия, свързана с микроваскуларното възстановяване. Не може да се установи дали това е резултат от ангиогенеза на нови съдове или възстановяване на проходимостта от предишни колабирали съдове, въпреки че повишаването на перфузията дори в контралатералните бъбреци с почти нормален кръвен поток би благоприятствало първото.

Кръвни проби от всяка бъбречна вена бяха взети както по време на изходното ниво, така и по време на тримесечните последващи проучвания. За много от тези бъбреци стенозиращите нива на ангиогенни биомаркери (ангиопоетин -2, васкуларни ендотелни растежни фактори A. и () са повишени в сравнение с нестенозиращите бъбреци и са спаднали при повторно измерване след три месеца. По подобен начин бъбречните венозни маркери на възпалителни цитокини (липокалин, свързан с неутрофилна желатиназа (NGAL), интерферон-гама и тъканен инхибитор на металопротеинази 2 (TIMP-2) са по-високи при постстенозирани бъбреци и като цяло спадат, когато измерванията се повтарят три месеца след MSC инфузия.

Клинични ефекти от приложението на MSCПромени ли инфузията на MSC бъбречната функция и/или системните хемодинамични ефекти до значима степен? Измерванията на температурата, пълната кръвна картина, скоростта на утаяване на еритроцитите и лактат дехидрогеназата през първите седмици и месеци не показват клинично видима токсичност, свързана с артериална инфузия на брой клетки до 5 × 105 клетки/kg, често доближаващи 50 милиона клетки, директно в бъбреците. Бяха положени значителни грижи, за да се гарантира, че антихипертензивната лекарствена терапия е непроменена по време на протоколните проучвания на тази група пациенти. Общото систолично кръвно налягане спада умерено при пациентите, лекувани с MSC (144 плюс 11 до 136 плюс 13 mm Hg, p=0.04), промяна, която отразява главно свързано с дозата спадане на SBP в кохортата с най-висока доза (140 плюс 12 до 128 плюс 8 mm Hg, p=0.005). По подобен начин, промените в измерената GFR бяха скромни, но изглеждаха свързани с дозата, доколкото групата с най-висока доза се повиши от 57 плюс 7 до 64 плюс 9 mL/min, p=0.045 (Фигура 6). Групите с по-ниска доза са имали минимални промени. Има умерено намаление на отделянето на протеин в урината, отново, най-очевидно в кохортата с най-висока доза.

Микроваскуларно възстановяване, свързано с MSC терапия при хораТези проучвания предоставят предварителни, но съществени данни, съответстващи на повишената микроваскуларна перфузия, свързана с прилагането на автоложни MSC, получени от мастна тъкан. Те обхващат резултатите на хора от експериментални проучвания при модели на свине и гризачи и подкрепят потенциалната роля на клетъчно-базираната допълнителна терапия при клинично заболяване. Предишните проучвания на алогенен MSC като защитна маневра срещу остро бъбречно увреждане (AKI) бяха двусмислени [58,59] и проспективно изпитване при следоперативно AKI беше прекратено [60]. Нашите проучвания бяха целенасочено фокусирани върху бавно прогресиращо дългосрочно микроваскуларно заболяване извън ARVD на големите съдове, за което е известно, че е склонно да индуцира ХБН. Те подсилиха връзката на тъканна хипоксия, която се развива с напреднало заболяване и активиране както на ангиогенно, така и на възпалително увреждане на бъбрека, свързано с прогресивна загуба на GFR. Най-важното е, че те предоставиха данни, които подкрепят ролята на MSC като допълнение за подобряване на локалната тъканна перфузия и намаляване на възпалителното увреждане. При високи нива на дозиране, нашите данни подкрепят потенциала тези промени да увеличат умерено гломерулната филтрация, като същевременно намаляват артериалното налягане и отделянето на протеини в урината. Дали подобни ефекти могат да бъдат разширени до други форми на бъбречно увреждане, свързани с микроваскуларното увреждане, като диабет [61] и/или нефросклероза, е важен въпрос, който в момента се проучва активно [62,63]. Тези състояния не се характеризират непременно с подобни пътища на тъканна хипоксия, както е отбелязано при тежка ARVD.

ПредупрежденияНяколко важни предупреждения заслужават акцент и допълнителни изследвания. Някои от тях са обобщени в таблица 1. Нашият избор на автоложни клетки се основава на опасенията, че въвеждането на клетки с различни алотипове представлява риск или от унищожаване и/или алосенсибилизация, което може да обърка тълкуването на резултатите и/или да представлява опасност за пациентът. Някои автори твърдят, че MSC са неимуногенни и следователно относително защитени от тези опасения [63]. От практическа гледна точка използването на автоложни клетки отнема време по отношение на събирането, разширяването и тестването за администриране. Тези характеристики ограничават тяхното разглеждане за лечение, свързано с остри процеси. Може би най-важното е, че автоложните клетки са особено податливи на характеристиките на донора, свързани с възрастта, пола, основното заболяване (напр. атеросклеротично заболяване, диабет) и бъбречна дисфункция, всички от които вероятно променят потенциалната ефикасност на MSC [54]. Въпреки че много свойства на MSC са гъвкави и могат да бъдат модифицирани от условията, при които работят, вероятно е междуиндивидуалната вариабилност да играе голяма роля в тяхното действително клинично въздействие.

Големината на промените в кръвните показатели и GFR, свързани с инфузия на MSC в тези проучвания, е скромна. Клиничният ефект за всеки индивид зависи до голяма степен от основната степен на бъбречна дисфункция и до каква степен цялостната функционалнабъбрекмасата е засегната. Проучванията на бъбречната реваскуларизация идентифицират редица наблюдавани промени, които включват известно подобрение спрямо известно влошаване на GFR след съдова манипулация. Въпреки че тези промени са комплексни, по-нататъшното влошаване на GFR по каквато и да е причина е свързано с намаляване на дългосрочната бъбречна прогноза и преживяемост [10]. Остава неизвестно дали незначителните промени в GFR, BP и/или протеина в урината, наблюдавани при благоприятните отговори, докладвани тук, се превръщат в промяна в прогнозата.

По-нататъшната работа ще зависи от определянето на най-ефективната доза MSC, начините на приложение и проследяването на клетките. Възможно е да се наложи многократно дозиране, за да се поддържа микроваскуларната цялост, тъй като трайността на тези ефекти все още не е установена. Сред най-важните елементи ще бъде интегрирането на клетъчно базираната терапия с други терапевтични маневри. В случай на ARVD ще бъде от съществено значение да се оцени ролята на MSC като допълнение към други интервенции, като реваскуларизация на бъбречната артерия, въвеждане на васкулогенни цитокини и/или митохондриална защита. Някои автори предлагат въвеждане на ангиогенни цитокини (като съдов ендотелен растежен фактор (VEGF) и/или хепатоцитни растежни фактори) в бъбречната циркулация, чиито микроваскуларни ефекти се увеличават, когато се задържат на място със структурно биополимерно скеле [64,65]. И двете последни интервенции имат предварителни данни в подкрепа на алтернативни пътища за възстановяване на микроваскуларните структури и функционалния интегритет при специфични условия [66,67].

Резюме

Взети заедно, тези проучвания демонстрират микроваскуларното разреждане като основен механизъм, свързан с прогресивно увреждане при човекабъбрексвързани с ARVD. Те идентифицират границите на адаптация към намалена кръвна група и преход към явна тъканна хипоксия, свързана с възпалително увреждане. Нашите проучвания показват, че интрареналната инфузия на автоложни MSC, получени от мастната тъкан, е в състояние да увеличи тъканната перфузия и кръвоносните съдове, без да премахва стенозата на големите съдове, в съответствие с възстановяването на известна степен на микроваскуларната функция. Тези промени са свързани с намалени възпалителни биомаркери в бъбречните вени и свързани с дозата увеличения на гломерулната филтрация след три месеца. Нашето мнение е, че клетъчно-базираната терапия вероятно ще бъде важен допълнителен ресурс за възстановяване на микроваскуларната цялост както при ARVD, така и при други бъбречни заболявания, свързани както със съдово разреждане, така и с възпалително увреждане.