Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

Profilerki nerek

obrazek: fot.Iga Stryjak]
fot. Iga Stryjak

Z dr hab. Barbarą Bojko, kierownikiem Katedry Farmakodynamiki i Farmakologii Molekularnej na Wydziale Farmaceutycznym oraz kierownikiem projektu badawczego dotyczącego nowatorskiej poprawy oceny jakości narządów do transplantacji, a także z mgr Igą Stryjak i mgr Natalią Warmuzińską z zespołu badawczego rozmawia Tomasz Ossowski

– Istotnym czynnikiem powodzenia transplantacji narządów jest rzetelna ocena jakości narządu przeznaczonego do przeszczepu. W jaki sposób obecnie dokonuje się takiej oceny?

Barbara Bojko: Mimo ogromnego postępu technologicznego, ocena przydatności narządu do transplantacji odbywa się przede wszystkim na podstawie inspekcji wizualnej oraz monitorowania wartości podstawowych parametrów biochemicznych krwi, na przykład kreatyniny. Oczywiste jest, że metoda taka bywa często zawodna – wiele narządów, które nie zostały na tej podstawie zakwalifikowane do przeszczepienia funkcjonalnie mogłoby spełniać stawiane wymagania, natomiast narządy, które przeszły pozytywnie procedurę weryfikacji wykazują często cechy wczesnej lub późnej dysfunkcji. W uzasadnionych przypadkach wykonuje się biopsję narządu, która niestety jest badaniem inwazyjnym niosącym ryzyko komplikacji.  

– Wobec niedoskonałości inspekcji wizualnej Wasz zespół prowadzi nowatorskie badania nad znalezieniem parametrów lub związków pozwalających na skuteczniejszą ocenę jakości narządów kwalifikowanych do transplantacji.

Iga Stryjak: Tak, zmiany zachodzące w narządach są często następstwem zjawiska zwanego zespołem poreperfuzyjnym. Jest ono związane z nagłym dopływem krwi, a tym samym dostawą tlenu do tkanek przeszczepionego narządu, który wcześniej w trakcie prezerwacji – przechowywania po pobraniu od dawcy – pozostawał przez dłuższy czas w stanie niedokrwienia i hipoksji, czyli niedoboru tlenu w tkankach w stosunku do zapotrzebowania na ten tlen. Dokładny mechanizm tego zjawiska nie został dotąd poznany, dlatego bardzo istotne jest prześledzenie zmian metabolicznych i lipidomicznych narządu podczas całej drogi – od pobrania poprzez prezerwację do staniu po przeszczepieniu. Takie też jest założenie naszego projektu „Bezbiopsyjna analiza metabolomiczna i lipidomiczna nerek jako krok w kierunku lepszej oceny jakości narządów selekcjonowanych do transplantacji i uszkodzenia poreperfuzyjnego”.

– Wasze badania wydają się szczególnie istotne w związku z niedoborem dawców narządów. Czy doskonalenie oceny jakości narządów do przeszczepu może zwiększyć ich dostępność, a tym samym zwiększyć szanse na przeżycie pacjentów oczekujących na transplantację?

Natalia Warmuzińska: Ogromny problem związany z niedoborem dawców sprawia, że klinicyści starają się sięgać po narządy tzw. marginalne, na przykład od dawców w starszym wieku lub osób cierpiących na określone jednostki chorobowe, co wiąże się z dodatkowym ryzykiem nieprawidłowego funkcjonowania narządu po przeszczepie lub jego odrzuceniem. Również w tym przypadku możliwość wykorzystania narzędzia, które zapewni precyzyjną ocenę stanu klinicznego organu zwiększy szansę na prawidłową selekcję narządów i zmniejszy ryzyko ewentualnych powikłań.

– Celem badań jest dokonanie pełnego profilowania metabolomicznego i lipidomicznego nerek poddanych transplantacji. Można powiedzieć, że jesteście Panie profilerkami nerek…

BB: Zakłada się, że prowadzenie ekstrakcji z profilowaniem zmian występujących we wszystkich związkach małocząsteczkowych umożliwi ujawnienie szlaków metabolicznych zaangażowanych i odpowiedzialnych za występowanie tzw. uszkodzenia reperfuzyjnego na skutek niedokrwienia. Mamy nadzieję, że pozwoli to również na wskazanie związków przyczyniających się do tych zmian, które mogłyby być wykorzystane jako potencjalne markery biologiczne jakości narządów oraz wskaźniki możliwego rozwinięcia się wczesnej dysfunkcji nerek.

Czy w porównaniu do biopsji stosowanej obecnie przy ocenie jakości narządu do przeszczepu, Wasza metoda będzie całkowicie nieinwazyjna?

NW: W naszych badaniach będziemy wykorzystywać mikroekstrakcję do fazy stałej. Jest to metoda pozwalająca na bezpośrednią ekstrakcję, czyli tzw. biopsję chemiczną polegającą na pozyskiwaniu metabolitów z tkanek bez konieczności poboru materiału biologicznego w celu prowadzenia dalszych analiz metabolomicznych i lipidomicznych. Jakkolwiek wspomniana metoda nie jest całkowicie pozbawiona inwazyjności, gdyż polega na wprowadzeniu do pobranego narządu sondy zakończonej odpowiednio dobranym sorbentem, to jednak rozmiary sondy (średnica ok. 300 mikrometrów) są kilkukrotnie mniejsze od igieł biopsyjnych, co w konsekwencji zmniejsza ryzyko uszkodzenia narządu.

Badania zakładają równoległość prowadzenia ekstrakcji pobranej nerki i ekstrakcji płynu stosowanego do jej konserwacji – na czy to dokładnie polega? 

IS: Po pobraniu nerka przechowywana jest w specjalnym urządzeniu pozwalającym na stały przepływ przez jej naczynia specjalnego płynu perfuzyjnego, co zapewnia warunki zbliżone do fizjologicznych. Zakłada się, że porównanie wyników uzyskanych z analizy płynu perfuzyjnego z danymi otrzymanymi z ekstrakcji organów pozwoli ocenić, czy istnieje korelacja między profilem metabolomicznym i lipidomicznym nerek a perfuzatem, tj. płynem zawierającym substancje wydzielane przez nerki w trakcie prezerwacji. Tym samym postaramy się odpowiedzieć na pytanie, czy związki pozyskane – ekstrahowane – z perfuzatu są na tyle reprezentacyjne, że umożliwią precyzyjną ocenę funkcji i stanu klinicznego graftów nerek poddawanych perfuzji.

Badania opierają się także na równoległości serii analiz dokonywanych z wykorzystaniem nerek ludzkich oraz modelu zwierzęcego. 

BB: Projekt składa się z dwóch części. Pierwsza będzie prowadzona z wykorzystaniem ludzkich nerek przeznaczonych do transplantacji z następnym monitorowaniem funkcji narządu u biorcy, druga natomiast przeprowadzona zostanie na modelu zwierzęcym, świńskim. W każdej z części wykorzystuje się inną metodę prezerwacji organów. W pierwszej jest to rutynowy protokół oparty o tzw. zimną perfuzję, a drugą stanowi eksperymentalny model wykorzystujący ciepłą – normotermiczną – perfuzję z dostawą tlenu. Metoda ta opracowywana jest w celu wyeliminowania ograniczeń standardowej metody zimnej prezerwacji, prowadzących do uszkodzeń komórek danego narządu i w konsekwencji do jego nieprawidłowego funkcjonowania. Przy tej okazji pragniemy podziękować naszym partnerom klinicznym, bez których nie udałoby się przeprowadzić opisywanych badań – zespołowi profesora Zbigniewa Włodarczyka z naszego Szpitala Uniwersyteckiego nr 1 im. dr. Antoniego Jurasza w Bydgoszczy oraz grupie profesora Markusa Selznera z University of Toronto w Kanadzie.

W jakim kierunku, z perspektywy prowadzonych przez Wasz zespół badań, rozwijać się będzie transplantologia?

BB: Obecnie poszukuje się rozwiązania kwestii niedoboru dawców poprzez organizowanie różnego rodzaju akcji społecznych uświadamiających istotę problemu w celu zwiększenia liczby osób wyrażających zgodę na pobranie narządów po śmierci. Równolegle naukowcy starają się znaleźć rozwiązania pozwalające lepiej wykorzystać dostępne narządy. Działania te są wielokierunkowe i obejmują m.in. opracowywanie bardziej efektywnych metod prezerwacji organów i wiarygodnych testów diagnostycznych w celu weryfikacji przydatności narządów do przeszczepienia. Dotychczas obok wprowadzenia narządu w stan hipotermii oraz obniżenia w ten sposób jego metabolizmu i zapotrzebowania na tlen, zastosowanie perfuzji narządów okazało się być najskuteczniejszą bronią w walce z czasem potrzebnym do przeprowadzenia transplantacji. Z tego powodu naukowcy starają się doskonalić zarówno sprzęt służący do prowadzenia perfuzji, jak również warunki jej prowadzenia, by możliwe było podniesienie jakości narządów uznawanych obecnie za marginalne, niosących tym samym zwiększone ryzyko komplikacji. Mamy nadzieję, że poprzez usprawnienie diagnostyki okołotransplantacyjnej, nasz projekt przyczyni się do zwiększenia liczby przeszczepianych narządów, a tym samym do polepszenia jakości życia osób ze schyłkową niewydolnością nerek.

– Dziękuję za rozmowę.

pozostałe wiadomości

galeria zdjęć

 [fot.Iga Stryjak] Od lewej: mgr Natalia Warmuzińska, mgr Iga Stryjak, dr hab. n. farm. Barbara Bojko [fot.Katedra Farmakodynamiki i Farmakologii Molekularnej] Zob. strona  www.poltransplant.org.pl  Biuletyn informacyjny Poltransplantu Zob. strona  www.poltransplant.org.pl  Biuletyn informacyjny Poltransplantu