Akut Böbrek Hasarında Öne Çıkan Deneysel Tedaviler · 2016. 11. 16. · • ABH’dagen...
Transcript of Akut Böbrek Hasarında Öne Çıkan Deneysel Tedaviler · 2016. 11. 16. · • ABH’dagen...
Akut Böbrek Hasarında
Öne Çıkan Deneysel Tedaviler
Prof. Dr. Belda Dursun
Pamukkale Üniversitesi Tıp Fakültesi,
Nefroloji Bilim Dalı, Denizli
Deneysel ABH-Modeller
Deneysel ABH
Modelleri
Septik ABH Aseptik ABH
İskemik
(iskemi-reperfüzyon-
hasarı)
Nefrotoksik
(ör: cisplatin)
LPS
injeksiyonu
Çekal
ligasyon
Sıcak iskemi
renal arter
klemp+normotermi
Soğuk iskemi
renal arter
klemp+hipotermi
• İnflamasyon, oksidatif stres mekanizmalarının aktivasyonu
• Mikrovasküler hasar ve disfonksiyon
• Tübüler epitelyal hücre hasarı (apopitoz/nekroz) ve disfonksiyonu
Deneysel ABH-Patofizyoloji
Orarım slide ekle• Doku onarım sürecinde: endotelyal, epitelyal, stromal ve immün
sistem/inflamatuvar hücre ve moleküler mekanizmaları
• Sağ kalan böbrek renal tübül hücrelerinde farklılaşma, migrasyon,
proliferasyon ile renal rejenerasyon
• Onarım sürecinde maladaptif mekanizmalar: fibrozis ve KBH süreci
Deneysel ABH-Patofizyoloji
David P. BasileCompr Physiol 2011.
Copyright © 2011 American Physiological Society
• ABH’da yüksek morbidite/mortalite ve
KBH’ya ilerleme riski nedeniyle etkin
tedavilere şiddetle gerek var
• Deneysel ABH’daki olumlu sonuçların
kliniğe uyarlanmasında sorunlar var
• Günümüzde hala insanda ABH tedavisinde
etkin tedavi ajanları bulunmamaktadır
ABH-Tedavi
Akut Böbrek Hasarında
Öne Çıkan Deneysel Tedavi Alanları
1. Antiapopitoz/nekroz ilaçlar
2. Anti-inflamatuvar ilaçlar
3. Sitokin ve büyüme faktörleri
4. Antioksidan-mitokondrial koruma
5. Endotelyal/Epitelyal koruma
6. Gen ekspresyonu
7. Hücre tedavileri
• Antiapoptotik tedaviler (öz. pan-caspaz inhibitörleri) ile
çelişkili sonuçlar
• RIPK1 kinaz (receptor interacting serin/threonin kinase-1)
aracılı regüle edilebilen nekroz mekanizmasının
(nekropitoz) nekrostatin (RIPK1 inhibitörü) ile inhibisyonu
ile lethal iskemi-reperfüzyon hasarı modelinde anlamlı
korumaLinkermann A. KI 2012; 81: 751-61.
Antiapopitoz/nekroz tedaviler
• TWEAK (tumor necrosis factor-like weak inducer of
apoptosis) bir TNF süperfamily sitokini
• TWEAK ile tübüler hücre inflamasyonu ve hücre ölümü
aktivasyonu ABH sonrası fibrozis sürecinde önemli
• TWEAK inhibisyonu (otoantikor) ile ABH’da klotho (anti-
aging molekül) ekspresyonun korunması fibrozise (KBH)
karşı koruyucu
Antiapopitoz/nekroz tedaviler
Moreno JA. JASN 2011;22:1315-25.
• p53: pro-apoptotik protein, hücre döngüsünü düzenleyen
transkripsiyon faktörü, deneysel ABH’da G2/M hücre
siklus arresti ve:
– fibrozis aktivasyonu
– JNK sinyali ve TGF-β gibi pro-fibrotik sitokin salınımı
• JNK ve p53 inhibisyonu ABH sonrası fibrozise karşı
koruyucu
Antiapopitoz/nekroz tedaviler
Yang L. Nat Med 2010;16: 535-43.
• Tetrasiklinlerin (minosiklin, doksisiklin) antinflamatuvar
(TNF-α, IL-1β, MMP-2 inhibisyonu) ve antiapoptotik
özellikleri deneysel ABH’da koruyucu
Kholmukhamedov. Shock 2014;42: 256-63.
• Aktive protein-C: trombin-trombomodulin kompleksi ile
endotelde üretilen fizyolojik antikoagülan:
– Antiinflamatuvar
– Antiapoptotik etkiler
– İskemi-reperfüzyon modelinde lökosit infiltrasyonunu bloke eder
ve koruyucu
Anti-inflamatuvar tedaviler
Melanokortinler:
• α-MSH: potent anti-inflamatuvar (NF-kB inhibisyonu),
septik ve iskemik ABH’da koruyucu
Doi K. Kidney Int 2008; 73: 1266-74.
• ACTH (TNF-α inhibisyonu) septik ABH modellerinde
koruyucu
Si J. Kidney Int 2013; 83: 635-46.
• Melatonin: iskemik böbrekte endotelial progenitor hücre
aktivasyonu yoluyla koruyucu (vasküler koruma)
Patschan D. Am J Physiol Renal Physiol;2012: 302: F1305-12
Anti-inflamatuvar tedaviler
Sitokin ve Büyüme faktörleri
Yang Y. Pharmacol Ther 2016;163: 58-73.
• ICAM-1 monoklonal antikoru
• TNF-α inhibitörü pentoksifilin
• IL-10 (TNF-α, ICAM-1, iNOS
inhibisyonu)
• CXCR4 (chemokine receptor 4)
inhibitörü plerixafor
Ramesh G. J Clin Invest 2002; 110: 835-42.
Zuk A. AJP Renal Physiol. 2014; 307: F783-97.
Deng J. KI 2001; 60: 2118-28
Sitokin ve Büyüme Faktörleri
• NGAL (antiapopitoz),
• L-FABP (liver-type-fatty acid-
binding proteins) (antioksidan)
Matsui K. Am J Pathol 2011; 178: 1021-32.
• Eritropoietin (EPO) (hücre
ölümünü inhibisyonu ve onarım
aktivasyonu)
Moore E. Ann Intensive Care 2011; 36: 356-.
• ABH’da artmış oksidan stres:
– Antioksidan aktivitenin azalması
– Makrofaj ROS salınımı (hücresel artıklarını fagositozu)
– Mitokondri disfonk/fragmantasyonu: ROS salınımı ve apopitoz
Antioksidan ve Mitokondrial
Koruma
Kezic A.
Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2016
Sitokrom C
aracılı
apopitoz
• Glutatyon (GSH) majör antioksidan (N-asetilsistein,
glutamin,glycine), ayrıca nötrofil infiltrasyonu ve tübül hücre
apoptozu inhibe edici etkiler ile renoproteksiyon
Peng Z. Eur J Pharmacol 2013; 705: 11-19.
• Hücresel antioksidan enzim ile (rMnSOD-superoksit
dismutaz) kontrast-madde aracılı ABH’da korunma Pisani A. Clin exp Nephrol 2014
• Mitokondriyi hedefleyen antioksidan bileşikler (SKQR1)
ile renal koruma
Szeto H. JASN 2011; 22: 1041-52.
Antioksidanlar
• Minosiklin: apopitoz
mekanizmaların
inhibisyonu
• mdivi-1 (mitokondri
fission inhibitörü) ABH’da
koruyucu
Brooks C. JCI 2009; 119: 1275
Mitokondrial Koruma
Mitokondri biyogenezinin
aktivasyonu:
– SIRT1 aktivatörü ile iskemik
ABH’da koruma
Ishimoto Y. NDT 2016;31: 1062-9.
Funk JA. Toxicol Appl Pharmacol 2013.
Silent information regulator,
sirtuin 1: PPAR-gamma-
cofactor alfa ekspresyon
artışı): hücresel rejenerasyon
• ABH’da gen ekspresyon profilinin değişimi sözkonusu:
• İnflamasyon tetikleyen transkripsiyon faktörü NF-kB artışı
– NF-kB inhibisyonu (transfeksiyon yoluyla veya milrinone,
resveratrol) iskemik ve toksik ABH’da koruyucu
• ICAM, MCP, monosit/makrofaj infiltrasyonunda azalma
Jung Y. Biochem Biophys Res 2012
• HIF (hipoksi ile indüklenen factor): renoprotektif transkipsiyon faktörü
– Farmakolojik veya genetik yolla artışı ABH’da koruyucu
Fahling M. JASN 2013;24: 1806
Gen Ekspresyonun Değiştirilmesi
• Mikro-RNA: Küçük endojen RNA molekülleri, hedef gen
ekspresyonunu «translasyon aşamasında» bloke eder
• ABH’da hasar ve onarım mekanizmalarını tetikleyen
mikroRNA’lar (microarray analiz)
• miR-24, miR-687 hücre ölümünde; mi-127 ise renal korumada
etkin
• Sorumlu miRNA susturulması (silencing) ve koruyucu miRNA-
indüksiyonu ile koruyucu terapötik etki
Lorenzen JM. JASN 2014; 25: 2717-29.
Gen Ekspresyonun Değiştirilmesi
MikroRNA’lar
• «genotipte değişiklik yapmadan fenotipi değiştirmek»
• Epigenetik: DNA sekansını değiştirmeden gen
ekspresyonunu değiştiren mekanizmalar:
– DNA metilasyon
– Post-translation histon modifikasyonu (asetilasyon)
– Gen ekspresyon indükdiyonu /blokajı
• HDAC (histon deasetilaz inhibitörü) trichostatin A ile
yüksek dozda renal toksite ve düşük dozda renal
korumaCianciolo CC. JASN 2013;24: 943-53.
• Spesifik epigenetik mekanizmalar ile ABH tedavisi?
Epigenetik regülatörler
• Kemik iliği kaynaklı kök hücreler (BMSC multipotent):
– Hematopoietik kök hücre (HSC)
– Mezenkimal kök hücre (MSC)
• Diğer doku kaynaklı MSC (adipoz doku, wharton-jeli, göbek
kordon kanı, fötal membran, iskelet kası, periostal doku, diş
pulpası, amniotik sıvı)
Hücre Tedavileri
• Hücre kültüründe kolaylıkla
çoğaltılabilme özelliği
• Fibroblast benzeri yapılar (CFU-
fibroblasts)
• Multipotent ve kendini yenileme
özelliği
• Yüzey antijenleri: CD73, CD90, CD105
• Hematopoietik ve MCH klas II ve co-
stimulator eksprese etmezler)
• Otolog ve allojenik tedavi olanağı
• Teratom oluşturma riski düşük
Mezenkimal Kök Hücreler
Wise AF. Nephrology 2012; 17:1-10
Mezenkimal Kök Hücreler
• Mezoderm germ tabakasından köken alır:
– Mezenkimal ve mezenkimal-olmayan hücre hattına
farklılaşma özelliği (kemik, kartilaj, kas, yağ, nöron,
kardiyomyosit)
Pavyde E. Stem Cells Int 2016
• ABH’da BMSC’nin hasar alanına yerleşmesi ve
onarım sürecinde «renal tübüle farklılaşması»?
Kale S. JCI 2003; 112: 42-49.
• Onarım alanına yerleşen kök hücre sayısı ve
farklılaşma sınırlı oranda?
Duffield JS. JCI 2005; 115: 1743-55.
Li L. JASN 2007; 18: 3067-77.
Kök Hücre Tedavileri
İskemik ABH’da MSC ile farklılaşmadan bağımsız
mekanizmalarla koruma
Togel F. AJP Renal Physiol 2005
• intra-karotis allojenik BM-
MSC uygulamasından 10
dk sonra peritübüller
kapiller ve glomerül
düzeyinde MSC
lokalizasyonu
• Uygulamanın 3. gününde
böbrekte MSC
saptanmıyor
Y kromozom FISH
Togel F. AJP Renal Physiol 2005
İskemik ABH’da MSC ile farklılaşmadan bağımsız
mekanizmalarla koruma
İskemik ABH’da MSC ile farklılaşmadan bağımsız
mekanizmalarla koruma
Togel F. AJP Renal Physiol 2005
İskemik ABH’da MSC ile farklılaşmadan bağımsız
mekanizmalarla koruma
Togel F. AJP Renal Physiol 2005
MSC yüksek
oranda IGF-1
ekspresyonu
İskemik ABH’da MSC ile farklılaşmadan bağımsız
mekanizmalarla koruma
Togel F. AJP Renal Physiol 2005
MSC uygulanan böbrekte 24. saatte:
• Proinflamatuvar (IL-1B
• TNF-a) sitokinlerde azalma
• Antiinflamatuvar (IL-10)
sitokinlerde artış
İskemik ABH’da MSC ile farklılaşmadan bağımsız
mekanizmalarla koruma
• MSC uygulanan farelerde sağkalım yüksek
• Onkojenik transformasyon yok
• Tedavinin 3. ayında renal fonsiyon korunmuş ve interstisyel fibrozis kontrollere
göre daha düşük
Togel F. AJP Renal Physiol 2005
• MSC muamele edilen sıvının intraperitoneal injeksiyonu
ABH’da intravenöz MSC etkisine benzer koruyucu
Bi B. JASN 2007; 18: 2486-96.
• IGF-1 veya VEGF ekspresyonundan yoksunlaştırılmış MSC
ile cisplatin-nefrotoksitesinde ve iskemik ABH’da koruyucu
özellik kaybediliyor.
Imberti B. JASN 2007; 18: 2921-8.
Tögel F. J Cell Mol Med 2009; 13: 2109-14.
Mezenkimal Kök Hücre:
parakrin/endokrin etkiler
Mezenkimal Kök Hücresi: IGF-1 aracılı
koruma
Imberti B. JASN 2007; 18: 2921-8.
Cisplatin nefrotoksite hücre Kültür
modeli:
BM-MSC ile proksimal tübül
epitelde apopitoz inhibisyonu
Allojenik BM-MSC ile
-peritübüler kapillerde
endotelyal korunma
-tübüllerde ki67 artışı :
h.proliferasyonu
-Y kromozom eksik (endojen
renal hücre proliferasyonu)
Imberti B. Kidney Int 2011; 1:90-93
Mac
• Dendritik hücre farklılaşması/aktivasyonu inhibisyonu
• sitotoksikT hücre proliferasyonu inhibisyonu
• T regülatuar hücre uyarımı
• Makrofajların M2 fenotipine yeniden-programlanmasıCho DI. Exp Mol Med 2014; 46: e70
Yan Z. Exp Cell Res 2014;324: 65-74
Mezenkimal Kök Hücre:
immün modülasyon etkileri
Pro-inflamatuvar
(hasar)
fenotipi
Anti-inflamatuvar
(onarım)
fenotipi
CSF:
colony
stimulating
factor
• ABH’da akciğer ve dalakta MSC birikimi ve T
regülatuar hücre indüksiyonu ile renal koruma
Hu J. Kidney Int 2013; 84: 521-531.
Mezenkimal Kök Hücre:
immün modülasyon etkileri
«Uzak organ» MSC aracılı koruma
Mezenkimal Kök Hücre:
parakrin/endokrin etkiler
Peritübüler
kapiller
Wise AF. Nephrology 2012; 17: 1-10.
• ABH’da kemik iliği kökenli MSC ile çalışmalar ön planda
– invazif
– Yeterli hücre elde etme sorunu
• Kordon kanı, Wharton-jeli MSC ile iskemi sonrası daha
yüksek proliferatif özellik, daha az apopitoz/ fibrozis
(HGF aracılı)
• Adipöz doku kaynaklı MSC ile nefrotoksik ABH’da
belirgin düzelme (HGF ve VEGF aracılı)
Du T. Cytotherapy 2012;14: 1215-27
Katsuno T. Cell Transplant 2013;22: 287-97.
Mezenkimal Kök Hücre Tedavileri
Cisplatin nefrotoksitesi (rat)
Farklı MSC tedavi etkinliği karşılaştırması
Tedavi BUN (mg/dl) Renal histoloji
4.gün
Sağkalım
7.gün
Salin >140 hasar 0
BM-MSC 63 korunma 50
Kordon-kanı MSC 58 korunma 86
Morigi M. NDT 2013;28: 788
Pavyde E. Pharmacol Research 2016
• NNCT0073376, Faz 1:on-pump kardiyak cerrahi sonrası ABH riski
yüksek hastalarda allojenik MSC ile güvenlik çalışması0
• NCT01275612, faz 1: solid organ kanseri olan hastalarda cisplatin
kemoterapisi sonrası ABH gelişenlerde otolog ex-vivo çoğaltılmış
MSC ile böbrek koruyucu tedavi güvenlik ve etkinlik çalışması3
• NCT0160232838, faz 2: kardiak cerrahi sonrası 48 saat içinde
böbrek hasarı gelişenlerde allojenik kemik iliği MSC tek injeksiyonu
ile renal koruma76
Mezenkimal Kök Hücre:
Klinik Çalışmalar
Sağkalım, hospitalizasyon,
renal koruma, güvenlik
açısından olumlu sonuçlar
MSC adverse issues
• Terapötik etkide değişkenlik ihtimali:
– Farklılaşma bozukluğu (maladaptasyon-fibrozis
– Tümör oluşumu
– Aşırı immün depresyon
Kunter U. JASN 2007
Djouad F. Blood 2003
• Geliştirmesi gerekenler:
– Uzun dönem advers etkiler
– Farklı doku kaynaklı hücrelerin rejeneratif etki karşılaştırması
– Spesifik parakrin mediatörlerin belirlenmesi
Mezenkimal Kök Hücre:
Tartışmaya açık konular
MV
• Mezenkimal kök hücre kaynaklı
mikroveziküllerin komşu
hücrelere füzyon aracılığı ile
içeriğini aktarması:
– spesifik protein
– genetik (mRNA, mikroRNA)
materyal direkt transferi ile
ABH’da böbrek onarımını
arttırıcı etki
Bruno S. PloSOne 2012
Mezenkimal Kök Hücre Kaynaklı
Mikrovezikül/Eksozomlar
Bruno S. Eur J Pharmacol 2016
• Biyolojik ajanlar: melatonin ile öncü-tedavi (parakrin
etkiyi artırıcı-HGF salınımının artışı)
• Genetik modifikasyon: CXCR4 ekspresyonun
arttırılması (hasarlı alana göçün artırılması ve sitokin
BMP-7, HG ve IL-10 salınım artışı)
Mias C. Stem Cells 2008; 26: 1749-57
Liu N. AJP Renal Physiol 2013;305: F1064-73
Mezenkimal Kök Hücre Etkinliğinin
Arttırılması
• EPC: Kemik-iliği kökenli endotel hücre hattı progenitör
hücresi, dolaşımda bulunur
• ABH: mikrovasküler endotelyal hücre disfonksiyonu ve
peritübüller kapillerde perfüzyon azalması ve EPC artışı
• EPC (sistemik/tx) uygulaması ile böbrek koruyucu etki:
– Endotelyal koruyucu miRNA’ların artışı
– VEGF-1, IGF-1, HGF artışı
Bitzer M. Kidney Int 2012; 82: 375-77.
Endotelyal progenitör hücreler (EPC)
Barnes CJ. Am J Stem Cells 2016; 5: 1-10
Akut Böbrek Hasarında
Öne Çıkan Deneysel Tedavi: Mezenkimal
Kök Hücre
SON SÖZ
«ileriyi görmek için geriye bakınız»• Deneysel modeller ABH patofizyolojinde ufuk
açmaya devam edecek
• Deneysel ABH’da öne çıkan mezenkimal kök hücre
kaynaklı tedaviler yanısıra diğer yolakları hedef
alan «kombinasyon tedavileri» gelecek için umut
kaynağı olabilir
İlginize teşekkürler