Dra. Araní Casillas-Ramírez RED INTERNACIONAL DE...
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La lesión por isquemia-reperfusión hepática
Dra. Araní Casillas-Ramírez
RED INTERNACIONAL DE INVESTIGACIÓN LASALLISTA Cd. Victoria, 31 de Enero de 2013
Isquemia reperfusión
Isquemia Reperfusión
Cirugía hepática
Resección hepática
Isquemia normotérmica
Trasplante hepático
Isquemia fría
• Causa principal del mal
funcionamiento inicial y fallo
primario del injerto.
• El fallo primario del injerto
es el responsable del 81% de
los retrasplantes durante la
primera semana después del
TH.
Relevancia clínica de la lesión por I/R asociada a TH
• Asociada a disfunciones
hepáticas y mortalidad post-
quirúrgica.
Resección hepática Trasplante hepático
La esteatosis hepática es la acumulación de grasa en hepatocitos.
Está asociada con obesidad, diabetes y síndrome metabólico.
Se espera un aumento en la prevalencia de esteatosis en cirugía hepática.
Problemática actual
Y si esto sucede en los hígados normales, los hígados esteatósicos presentan
un mayor riesgo de disfunción o fallo hepático debido a que toleran la lesión
por I/R peor que los hígados normales.
Esteatosis hepática y la lesión por I/R en el TH
Resecciones hepáticas:
Mayor morbilidad y mortalidad post-quirúrgica en hígados esteatósicos.
Trasplante hepático
• El aumento en la demanda de órganos no puede cubrirse con hígados
en estado óptimo.
• Esto ha conducido a la aceptación de injertos hepáticos esteatósicos
para trasplante.
• El uso de injertos hepáticos esteatósicos está asociado con aumento en
el riesgo de disfunción o fallo primario del injerto tras la cirugía.
• La esteatosis exacerba la escasez de donantes de hígado ya que es la causa principal de rechazo de órganos para trasplante.
Importancia de la esteatosis hepática
I/R hepática: problema sin resolver
en la práctica clínica
• Tratamientos
farmacológicos
• Soluciones de
preservación
• Estrategias de terapia
génica
A pesar de los avances en:
I/R hepática: problema sin resolver
en la práctica clínica
• Tratamientos
farmacológicos
A pesar de los avances en:
THERAPEUTIC
STRATEGIES
Hepatic
ischemia-reperfusion
injury
PHARMACOLOGICAL
TREATMENTS
Chloroquine
Chlorpromazine
Mitochondrial dysfunction
Loss of phospholipids in
ischemia
Anti-TNF TNF
Tocopherol
Glutathione ester
Allopurinol
ROS
Dopamine
ATP-MgCl2 Adenosine
NO
L-arginine
Anti-ICAM-1
Anti-P-selectin
Microcirculatory
disorders
Neutrophil
accumulation
I/R hepática: problema sin resolver
en la práctica clínica
• Soluciones de
preservación
A pesar de los avances en:
THERAPEUTIC
STRATEGIES
Hepatic
ischemia-reperfusion
injury
PRESERVATION
SOLUTIONS
University of Wisconsin
+ Additives:
Deleterious effects of
cold ischemia
PGI2 analogue
p38 MAPK inhibitor
NO donor
PAF antagonist
Calmoduline inhibitors
Ca2+ channel blockers
Trophic factors
Caspase inhibitors
Calpain inhibitors
SAM
Insuline
FBP
I/R hepática: problema sin resolver
en la práctica clínica
• Estrategias de terapia
génica
A pesar de los avances en:
THERAPEUTIC
STRATEGIES
Hepatic
ischemia-reperfusion
injury
GENE
THERAPY Overexpression
SOD
Catalase Bcl-2
Bag-1 IB-alpha
ROS
Apoptosis
NFB
ICAM-1
HO-1
IL-13
IL-1 Ra
Neutrophil
recruitment
Cytoprotection
Downregulation
I/R hepática y Precondicionamiento isquémico
THERAPEUTIC
STRATEGIES
Hepatic
ischemia-reperfusion
injury
ISCHEMIC PRECONDITIONING
Endogenous protective mechanism
Preliminary results
showing effectiveness
in clinical liver
transplantation
Strategies mimetizing
its beneficial effects
Heat shock
Chemical preconditioning
Doxorubicine
Atrial Natriuretic peptide
Oxidants
Ann Surg 2003; 238: 843-852
Precondicionamiento isquémico
Isquemia Reperfusión Isquemia Reperfusión
Precondicionamiento
isquémico Cirugía hepática
Lesión
hepática
Nivel Experimental:
Protege en resecciones y
trasplantes, ambos tipos de
hígado.
Nivel Clínico:
Protege sólo en resecciones,
en trasplante está bajo
evaluación
Prevenir los efectos adversos de la lesión por I/R en TH:
necesidad actual
Desarrollar estrategias protectoras para
minimizar los efectos adversos de la lesión
por I/R en los hígados esteatósicos
sometidos a trasplante
Mejorar los resultados post-operatorios de los pacientes
trasplantados.
Disponer de injertos esteatósicos que son rechazados para
trasplante y minimizar la problemática del banco de órganos.
Prevenir los efectos adversos de la lesión por I/R en TH:
nuevas dianas terapéuticas
Actualmente se buscan nuevas dianas terapéuticas que sean capaces
de modular la lesión por I/R hepática induciendo la activación de varias
vías de señalización molecular.
Estudio de los mecanismos de
señalización que ocurren en el
Precondicionamiento
isquémico
¿Cómo?
Uso de modelos
experimentales
de trasplante
hepático
El sistema renina-angiotensina
y la lesión hepática por I/R
Critical Care Medicine 2008;36(4):1256-66.
Modelo experimental:
Isquemia hepática normotérmica
¿La inhibición de Angiotensina II
es de utilidad en el trasplante hepático?
Modelo experimental de trasplante hepático
Animales de experimentación:
Ratas Zucker Obese y Lean
Receptor
Rata Zucker Ln
Donante
Rata Zucker Ob:
Injerto hepático
Esteatósico
Donante
Rata Zucker Ln:
Injerto hepático
no esteatósico
Receptor
Rata Zucker Ln
Tinción Red Oil
Tinción Red Oil
Muestras para determinaciones analíticas: Sangre y tejido hepático recolectados al termino del tiempo de reperfusión.
Angiotensina II en el trasplante hepático y en el
precondicionamiento isquémico
Hígado no esteatósico
Hígado esteatósico S
ham TH
PC
I+T
H
Sham TH
PC
I+T
H
0
10
20
30
40
*
* #
*
*An
gio
ten
sin
a I
I
(fm
ol/
g d
e t
eji
do
)
*p < 0.05 versus Sham
#p < 0.05 versus TH no esteatósico
Ang II
Lesión por I/R
Lesión por I/R
PCI Ang II
Efecto del bloqueo de la acción de la Ang II sobre el
daño hepático en trasplante.
Sham TH
TH
+A
T1R
anta
gonis
ta
TH
+A
T2R
anta
gonis
ta
Sham TH
TH
+A
T1R
anta
gonis
ta
TH
+A
T2R
anta
gonis
ta
0
1000
2000
3000
4000
5000
*+ *+
**
*
*
AL
T
(UI/
L)
Sham TH
TH
+A
T1R
anta
gonis
ta
TH
+A
T2R
anta
gonis
ta
Sham TH
TH
+A
T1R
anta
gonis
ta
TH
+A
T2R
anta
gonis
ta
0
1000
2000
3000
4000
5000
*+ *+
* * *
*AS
T
(UI/
L)
Hígado no esteatósico
Hígado esteatósico
*p < 0.05 versus Sham +p < 0.05 versus TH
TH
TH
+A
T1R
anta
gonis
ta
TH
+A
T2R
anta
gonis
ta
TH
TH
+A
T1R
anta
gonis
ta
TH
+A
T2R
anta
gonis
ta
0
1
2
3
+ +
Gra
do
de l
esió
n
hep
áti
ca
AT2R
antagonista
AT1R
antagonista
Ang II
Lesión por I/R
Necrosis
Efecto de los antagonistas de los receptores de la
Ang II sobre el daño hepático
TH con injertos no esteatósicos
¿Por qué la inhibición de la acción de la Ang II
no protege a los hígados esteatósicos
sometidos a trasplante?
Degradación de la Ang II
Angiotensina 1-7
(Ang 1-7)
Ang II
ACE2
Receptor
Mas de la
Ang 1-7
Sham TH
PC
I+T
H
Sham TH
PC
I+T
H
0
10
20
30
40
*
* #
*
*An
gio
ten
sin
a I
I
(fm
ol/
g d
e t
eji
do
)
Hígado no esteatósico
Hígado esteatósico
Angiotensina 1-7 en la lesión por I/R asociada a
trasplante hepático
Hígado no esteatósico
Hígado esteatósico
*p < 0.05 versus Sham
#p < 0.05 versus TH no esteatósico
Sham TH
Sham TH
0
1
2
3
4
5
6
7
*
* #
An
gio
ten
sin
a (
1-7
)
(fm
ol/
mg
de p
rote
ína)
Lesión por I/R
Ang (1-7)
Efecto del bloqueo de la acción de la Ang 1-7 sobre el
daño hepático en trasplante
Hígado no esteatósico
Hígado esteatósico
*p < 0.05 versus Sham +p < 0.05 versus TH
Sham TH
Sham TH
0
1000
2000
3000
4000
5000
*
*
*
*
+
TH
+A
ng (
1-7
)Mas
anta
gonis
ta
TH
+A
ng (
1-7
)Mas
anta
gonis
ta
AS
T
(UI/
L)
Sham TH
Sham TH
0
1000
2000
3000
4000
5000
* +*
*
*
TH
+A
ng (
1-7
)Mas
anta
gonis
ta
TH
+A
ng (
1-7
)Mas
anta
gonis
ta
AL
T
(UI/
L)
TH
TH
0
1
2
3
+
TH
+A
ng (
1-7
)Mas
anta
gonis
ta
TH
+A
ng (
1-7
)Mas
anta
gonis
ta
Gra
do
de l
esió
n
hep
áti
ca
Efecto del antagonista del receptor de la Ang 1-7
sobre el daño hepático
Lesión por I/R
Necrosis
Ang (1-7)
Mas
antagonista
Ang (1-7)
TH con injertos esteatósicos
El Sistema Renina Angiotensina en la lesión hepática por
isquemia-reperfusión asociada al trasplante
Injertos hepáticos no esteatósicos
LESIÓN HEPÁTICA POR I/R
Ang II
AT2R antagonista
AT1R antagonista
Ang II
ATR
1 y 2
Injertos hepáticos esteatósicos
LESIÓN HEPÁTICA POR I/R
Ang (1-7) Mas
antagonista
Ang (1-7)
Mas R
Ang (1-7)
Prevenir los efectos adversos de la lesión por I/R en TH:
necesidad actual
Desarrollar estrategias protectoras para
minimizar los efectos adversos de la lesión
por I/R en los hígados esteatósicos
sometidos a trasplante
Mejorar los resultados post-operatorios de los pacientes
trasplantados.
Disponer de injertos esteatósicos que son rechazados para
trasplante y minimizar la problemática del banco de órganos.
La proteína transportadora de retinol tipo 4
(RBP4)
RBP4
Infiltración grasa del hígado
Regulación de la respuesta
inflamatoria
Modelos experimentales y en humanos
(Yang Q. y cols. Nature 2005, Seo JA y
cols. Clin Endocrinol 2008)
Daño hepático Humanos (Wu H y cols. Diabetes
Res Clin Pract 2008)
Diabetes, obesidad, (Graham TE, New Engl J Med
2006; Yao-Borengasser A, J Clin Endocrinol
Metab 2007)
LESIÓN
POR I/R EN
HÍGADOS
ESTEATÓSICOS
Obesidad, diabetes Humanos (Graham TE y cols.
New Engl J Med 2006; Wu H y
cols. Diabetes Res Clin Pract
2008)
Adiponectina
TNF PCI
Isquemia hepática normotérmica Modelos experimentales (Massip-
Salcedo M y cols. Hepatology 2008;
Peralta C y cols. Hepatology 2001)
¿El RBP4 es responsable de
la vulnerabilidad de los
injertos esteatósicos frente
a la lesión por I/R
hepática?
¿El PCI modula RBP4 en la
lesión por I/R en injertos
esteatósicos?
Hígado no esteatósico
Hígado esteatósico
Sham
TH
PC
I+T
H
Sham TH
PC
I+T
H
0
1500
3000
4500
6000
7500
9000
*
* +
RB
P4
(ng
/g d
e t
ejid
o)
*p < 0.05 versus Sham
+p < 0.05 versus TH
RBP4 en el trasplante hepático y en el
precondicionamiento isquémico
Trasplante hepático
con injertos
no esteatósicos
Lesión por I/R
PCI
RBP4
Trasplante hepático
con injertos
esteatósicos
Lesión por I/R
PCI
RBP4
?
Efecto de la modulación farmacológica del RBP4
sobre la lesión hepática en el trasplante de hígados
esteatósicos y en los efectos protectores del
precondicionamiento isquémico
Hígado esteatósico
Sham TH
TH
+R
BP
4
PC
I+T
H
PC
I+T
H+
anti-
RB
P4
0
1000
2000
3000
4000*
* + * +
* º
AS
T
(UI/
L)
Sham TH
TH
+R
BP
4
PC
I+T
H
PC
I+T
H+
anti-
RB
P4
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
*
* + * +
* ºA
LT
(UI/
L)
*p < 0.05 versus Sham +p < 0.05 versus TH op < 0.05 versus PCI+TH
TH
TH
+R
BP
4
PC
I+T
H
PC
I+T
H+
anti-
RB
P4
0
1
2
3
+
º
+
Gra
do
de l
esió
n
hep
áti
ca
Papel del RBP4 en el trasplante hepático de injertos
esteatósicos y en el precondicionamiento isquémico
Lesión por I/R
Necrosis
PCI RBP4
RBP4
Trasplante hepático con
injertos esteatósicos
El RBP4 en el precondicionamiento isquémico de injertos
hepáticos esteatósicos sometidos a trasplante
Injertos hepáticos esteatósicos
LESIÓN HEPÁTICA POR I/R
PCI
RBP4
RBP4
Estrategias protectoras para minimizar los efectos adversos
de la lesión por I/R en los hígados esteatósicos sometidos a
trasplante
Injertos hepáticos no esteatósicos Injertos hepáticos esteatósicos
AT1R antagonista
AT2R antagonista
Ang(1-7) Mas antagonista
RBP4
Isquemia Reperfusión Isquemia Reperfusión
Precondicionamiento
isquémico Trasplante hepático
Mejorar los resultados post-operatorios de los pacientes
trasplantados.
Disponer de injertos esteatósicos que son rechazados para
trasplante y minimizar la problemática del banco de órganos.
Se requieren más investigaciones para prevenir los efectos
nocivos de la lesión por isquemia-reperfusión en la cirugía
hepática
Optimización de órganos marginales
Problemática del Trasplante Hepático: El número de candidatos a trasplante excede al número de donantes
Ampliación de variables de aceptación de órganos:
Donantes de edad avanzada
Donantes a corazón parado
Aumentar el número de injertos disponibles
para trasplante
Obstáculo principal para
utilizar órganos
marginales
Estrategias
propuestas
para afrontar
el problema
LESIÓN POR
ISQUEMIA-REPERFUSIÓN
AFECTA…
Precondicionamiento isquémico en órganos marginales
Mecanismos de la lesión por I/R en órganos marginales para obtener estrategias
farmacológicas protectoras
Métodos de preservación dinámica
Investigaciones futuras
Nuevos métodos de cuantificación de esteatosis hepática
Complicaciones
post-quirúrgicas
Evaluación de esteatosis:
Biopsia hepática
• Comúnmente no se
realiza
• Controversias en
interpretación de
resultados
Nuevas herramientas para detectar y cuantificar esteatosis:
Niveles de adiponectina
Investigaciones futuras
Esteatosis hepática
Mayor susceptibilidad a la
I/R hepática
Trasplante de hepatocitos
Mecanismos del implante de hepatocitos para obtener estrategias que permitan
optimizar el implante en el trasplante de hepatocitos.
Mecanismos de proliferación in situ y del funcionamiento de hepatocitos
implantados para diseñar estrategias que mejoren estos aspectos en el trasplante
de hepatocitos.
Investigaciones futuras
Eliminar la lesión por I/R inherente a la cirugía hepática
Trasplante de
hepatocitos
Potencial:
• Tratamiento del fallo hepático.
• Tratamiento de defectos innatos del metabolismo.
No se conocen los procesos y factores subyacentes al
implante y la proliferación in
situ de hepatocitos
Limita…
Desarrollo de nuevos
tratamientos de enfermedades hepáticas