Разбиране на трансплантацията на клетки в островни клетки

Процедурата включва изолиране на инсулин-секретиращи бета клетки от починал донорски панкреас, използвайки ензимно храносмилане и пречистване на плътността, последвано от инфузия в порталната вена на получателя. След като са били поставени в черния дроб, островните клетки са били подложени на ентапсиране и започват да отделят инсулина в отговор на глюкоза, частично възстановяване на ендогенната гликемична регулация. Edmonton протоколът, публикуван за първи път през 2000 г., показа, че режимът на имуносупресиране без глюкокортикоиди може да постигне трайна независимост на инсулин при много получатели. Въпреки това, дългосрочното проследяване на качеството на живот, намалява риска от диабетна заболеваемост, и остава ценно лечение за внимателно избрани лица с тип 1, които са изчерпали се от конвенционалния медицински контрол, въпреки че тежките хипогликемичен събития са значително намалени. Въпреки тези ограничения, трансплантацията на инсулина се подобрява драстично качеството на живот, намалява риска от диабетна заболеваемост, и остава ценно лечение за повечето пациенти с диабет тип 1 пациенти, които са имали клинично лечение.

Ролята на имуносупресивните лекарства

Дългосрочната преживяемост на трансплантираните островни клетки е застрашена от два отделни имунни процеса: алорбакция, при която реципиентните Т клетки разпознават антигените на донорите и повтарящата се автоимунна функция, при която съществуващото автоимунно повлияване срещу бета клетките се разпалва отново. Имуносупресивните лекарства са незаменими за намаляване на двата пътя. Тези агенти пречат на активирането на лимфоцитите, разпространението и функцията на ефектор, основно насочени към Т- клетките, които посредничат клетъчната отхвърляне. Без адекватна имуносупресия, унищожаването на присадката обикновено се случва в рамките на дни до седмици. Централното предизвикателство е да се постигне достатъчна имунна супресия, за да се защитят островните острови, като същевременно се запази достатъчно имунокомпетентност, за да се предотвратят сериозни инфекции и злокачествени заболявания. Съвременните имуносупресивни протоколи са еволюирали, за да балансират тези конкурентни изисквания чрез комбинирана терапия и индивидуално дозиране.

Механизъм на отказ и имуносупресия цели

Изтласкването започва, когато антигените на донори се обработват от клетките, представляващи антигени (APC) и се представят за наивни Т клетки в вторичните лимфоидни органи. Костимулиращи сигнали го правят, като например CD28, свързващи с CD80 или CD86 на APCs . Активираните T клетки след това се размножават, отличават се с цитотоксични ефекти и произвеждат възпалителни цитокини, които вербуват вродени имунни клетки. Имуносупресивните лекарства прекъсват тази каскада в множество точки: калциневринови инхибитори (такроролимус, циклоспорин) блокират транскрипцията на интерлевкин-2 и други цитокини чрез инхибиране на ядреното транслокация на NFAT; инхибитори на mTOR (сиролимус, еверолимус) подтискат разпространението на фактора на растеж; антипролифериращи агенти (микофенолат мофетил) инхибират дево но пурит в лимфоцитите; и биологични агенти (поликлонални или лимузитни антитела) изли или блокират специфични лимиди.

Често използвани имуносупресивни лекарства при трансплантация на остров

Настоящите протоколи използват двуфазна подход: индукционна терапия, прилагана периоперативно, за да се затъпи ранния имунен отговор, последван от поддържаща терапия, продължила безкрайно, за да се предотврати хронично отхвърляне.

Индуктивни средства

Анти-тимоцитинглобулин (ATG): Поликлонални антитела препарат, получен от зайци (или коне), които разрушават Т клетките чрез комплеменно- зависима лизиза и опонизация. ATG се прилага интравенозно в продължение на няколко дни, започващи по време на трансплантацията. Високо ефективен е за намаляване на началната вълна на отхвърляне, но инфузионните реакции (треперки, левкопения) са чести и дълбоката лимфопения увеличава риска от опортюнистични инфекции, особено цитомегаловирус (CMV).

Басиликсимаб:[ Химерен моноклонално антитяло, насочено срещу алфа веригата на IL- 2 рецептора (CD25), изразено върху активирани Т- клетки. Блокирайки IL- 2 свързването, базиликсимаб предотвратява разпространението на Т- клетките, без да причинява широко разпространено изчерпване на лимфоцитните клетки. Обикновено се понася добре, с по- малко инфузионни реакции и по- малко дълбока имуносупресия от ATG, което го прави предпочитан индукционен агент при пациенти с по-нисък имунологичен риск.

Алемтузумаб: Хуманитизирано моноклонално антитяло, насочено към CD52, повърхностен антиген, изразен върху Т и В клетки, естествени убийствени клетки и моноцити. Алемтузумаб произвежда бърза и продължителна лимфопения, често с продължителност много месеци. Докато ефективно при предотвратяване на отхвърляне, свързаният с него риск от инфекция е по-висок, и се използва по-рядко в островни протоколи. Някои центрове го използват само за високо рискови получатели, като например тези с предварителна чувствителност или ретрансплантация.

Поддръжка на средства

Калцинуринови инхибитори (CNIs): Такролимус и циклоспорин се свързват с интраклетъчни имунофилини (FKBP12 и циклофилин, съответно) и инхибират калциневрина, зависима от калций фосфатаза, необходима за ядрения фактор на активираната T- клетки (NFAT) дефосфирилиране. Това предотвратява навлизането на NFAT в ядрото и транскрипцията на IL- 2, IL- 4 и други цитокини. Такролимус е CNI на избор в повечето изолотни програми, тъй като той също така показва по- голяма ефикасност и по- благоприятен метаболитен профил в сравнение с бета- клетъчната функция. Въпреки това CNIS са неразривно диабетагенни: те увреждат инсулиновата секреция от бета- клетките и насърчават инсулиновата резистентност в периферните тъкани. Хроничната CNI употреба също причинява нефротоксичност, което е особено по отношение на диабета пациенти, които често имат преди съществуващо бъбречно увреждане.

mTOR инхибитори:[ Сиролимус и еверолимус се свързват с FKBP12 и инхибират механистичната цел на рапамицин (mTOR), серин/ теронин киназа, която интегрира сигналите за растежен фактор и регулира прогресията на клетъчния цикъл. Блокирайки разпространението на T клетки в отговор на IL- 2, mTOR инхибиторите действат синергично с CNIs. Сиролимус е крайъгълен камък на Edmonton протокола и все още се използва в много схеми за поддържане на растежа, често комбиниран с ниска доза такролимус за намаляване на експозицията на CNI. Обаче сиролимус е свързан с орални язви, хиперлипидемия, тромбоцитопения и забавено зарастване на раните. Еверолимус, с по- кратък полуживот, увеличава популярността като алтернатива.

Антипролиферативни средства: Микофенолат мофетил (MMF) и активният му метаболит микофеноловата киселина селективно инхибират инозин монофосфат дехидрогеназата, ензим, който е от съществено значение за синтеза на деново гуанозин нуклеотиди в лимфоцитите. Това блокира пролиферацията на T и B клетките без нефротоксичността на CNIs. ФПП често се използва като компонент на поддържаща терапия заедно с такролимус, което позволява по- ниски дози CNI. Честите нежелани реакции включват стомашно- чревна непоносимост (диария, гадене), левкопения и анемия.

Кортикостероиди: Преднизон и метилпреднизолон упражняват широки противовъзпалителни ефекти чрез инхибиране на ядрен фактор kappa B (NF-κB) и индукция на лимфоцитна апоптоза. Въпреки това, кортикостероиди са силно диабетогенни гонят инсулиновата секреция, насърчават глюконеогенезата и причиняват инсулинова резистентност. В островната трансплантация, употребата на стероиди се минимизира или елиминира изцяло, за да защити бета-клетъчната функция. Стероид-свободените протоколи сега са стандартни, въпреки краткотрайната, нискодозова стероиди могат да бъдат използвани за остри епизоди на отхвърляне или като антиеметична терапия.

Индукция срещу поддържаща терапия

Индукционната терапия осигурява кратък, но интензивен период на имуносупресия непосредствено след трансплантацията, когато алорефността и рискът от остро отхвърляне са най-високи. Изборът на индукционен агент зависи от имунологичния рисков профил на получателя. Нискорисковите получатели (първи трансплантации, ниски панелно-реактивни антитела) често получават базиликсимаб, докато по-високорисковите пациенти (преди трансплантацията, сенсибилизацията, автоимунните комбидиции) могат да бъдат прилагани ATG. Поддържащата терапия се започва с комбинация от агенти, обикновено такролимус плюс ФПП или такролимус плюс сиролимус. Нивата на лекарството се наблюдават за постигане на целевите ниски концентрации например такролимусът в най- ниските стойности на 5-10 ng/ mL през първата година, след което се изстисква до 3-6 ng/mL при стабилни пациенти.

Предизвикателствата и съображенията

Дългосрочната имуносупресия носи значителни рискове, които трябва внимателно да се управляват при координация с пациента.

Инфекции

Инфекциозните патогени включват цитомегаловирус (CMV), BK полиомавирус и Epstein-Barr вирус (EBV); последният може да управлява посттрансплантално лимфопролиферационно разстройство (PTLD). Бактериалните инфекции на пикочните пътища включват също и инфекции, пневмония и раневи инфекции (CMV). Гъбични инфекции като орална кандидоза и инвазивна аспергилоза се появяват при по- силно имуносупресирани пациенти. Стандартната профилактика включва валганцикловир за CMV (особено при CMV- серонегативните получатели със серопозитивни донори), триметоприм- сулфатоксазол за ]Пнеумцистис джировецii и антифугални агенти във високорискови случаи.

Злонамереност

Ракът на кожата (квамозен карцином, базален карцином) са най- честите, последвани от не-Ходжкин лимфом (често свързан с EBV) и Капози саркома. Кумулативната имуносупресия корелира с риска от рак, така че минимизирането на дозите на лекарството с времето е разумно. Получателите трябва да преминат годишни дерматологични прегледи, рутинен раков скрининг и ваксинации, според случая (избягване на живи ваксини).

Нефротоксичност

Инхибиторите на калцинеурин причиняват аферентни артериоларни вазоконстрикция, тубулни увреждания и прогресивна интерстициална фиброза. При трансплантираните с изолатоиди пациенти със съществуваща диабетна нефропатия, токсичността на CNI може да ускори спада в бъбречната функция. Стратегиите за запазване на бъбречната функция включват използване на по- ниски цели за CNI, комбиниране на CNI с ФПП, за да се позволи намаляване на дозата и преминаване към инхибитори на mTOR, когато е възможно. Редовното проследяване на серумния креатинин и изчислената скорост на гломерулна филтрация (eGFR) заедно с уринализиране на протеинурията са стандартни.

Метаболитни ефекти

При употреба кортикостероидите влошават всички метаболитни параметри. Тези ефекти налагат проактивно управление с липидно- понижаващи средства, антихипертензивни средства, а понякога инсулинови сенсибилизатори като метформин (въпреки че метформин често се използва внимателно поради потенциално бъбречно увреждане).

Лекарствени взаимодействия

Много имуносупресори се метаболизират от чернодробните цитохром P450 3A4 (CYP3A4). Едновременното лечение, което индуцира CYP3A4 (напр. рифампин, фенитоин, жълт кантарион) може да понижи нивата на лекарството и да ускори отхвърлянето. Инхибитори (напр. азолови антимикотици, макролиди, сок от грейпфрут) могат да увеличат нивата и да причинят токсичност. Клиникантите трябва внимателно да преразгледат всички лекарства, включително свръх- контра- контра- и билкови продукти, и съответно да коригират имуносупресиращи дози.

Балансираща имуносупресия: мониторинг и лента

Оптималната имуносупресия изисква индивидуализирано лечение на дозата, информирано чрез мониториране на терапевтичните лекарствени продукти. Такролимус с най- ниската кръвна концентрация, сиролимус най- ниските нива и микофеноловата киселина (където има) корекция на дозата. При стабилни пациенти с постоянна функция на присадката (C- пептид- положителна, нормогликемия или почти нормогликемия, без тежка хипогликемия), много центрове се опитват постепенно да намалят имуносупресиращите цели, за да се сведе до минимум дългосрочната токсичност.

Бъдещи указания

Значително проучване е насочено към намаляване или премахване на необходимостта от имуносупресия през целия живот при островна трансплантация.

Индукция на имунната толерантност

Смесено химерисм . състояние, в което донор и реципиент хематопоетични клетки съсъществуват. Този подход има потенциала да установи специфично за донора толерантност, позволявайки оцеляване на присадката без продължителна имуносупресия. Въпреки това, климатичните схеми, необходими носят рискове от присадка срещу болест на приемника и дълбока цитопения, а трайността на поносимостта остава несигурна.

Технология за капсулиране

Микроенкапсулационните и макрокапсулационните устройства, които се свързват с изолираните мембрани, позволяват дифузия на глюкоза, инсулин и кислород, като се изключват имунните клетки и големите антитела. Хидрогелите, като алгинат, са основните материали, но реакциите на чуждо тяло (фиброза) имат ограничена дългосрочна функция. Скорошните постижения включват антифибротични покрития, използването на триазол-модифицирани алгинати и ретриевите макродефекти, които могат да бъдат обяснени, ако е необходимо. Няколко ранни фази клинични изпитвания са изпитвания на капсулирани островни без системна имуносупресия, въпреки че постигането на адекватно снабдяване с кислород и трайна имунна защита остават значителни препятствия.

Прицелни имунтерапии

Костимулиращи блокиращи средства, като белатацепт (CTLA-4- Ig) и анти- CD40L антитела, предлагат по-голяма селективни модулация на активирането на Т клетките в сравнение с инхибиторите на калциневрин. Belatacept е одобрен за бъбречна трансплантация и се изследва в протоколи от островни клетки. Изглежда, че има по- малка нефротоксичност и по- ниска честота на метаболитни нежелани реакции. Ранните резултати предполагат, че може да поддържа функцията на присадката, когато се използва като част от режим на съхранение на CNI. Други обещаващи средства включват алфацепт (анти- CD2) и екулизумаб (анти- C5) за допълващо- медиирано увреждане.

Gene Editing и Stem големолистни ивици

КРИСПР-Каз9 технологията позволява прецизно редактиране на геном. Изследователите са инженерни донори изолети или стволови клетки, за да изразят имунно-пробаващите молекули (напр. PD-L1, CTLA-4, CD47), които инхибират активирането на T клетки или насърчават толерантността. Като алтернатива, генно-дифекционираните изолети, които липсват големи хистосъвместимост комплекс (MHC) молекули клас I могат да избегнат прякото признаване. Индуцираните плурипотентни стволови клетки (iCPS), получени от собствените клетки на пациента и диференцирани в бета клетки, могат да елиминират както алорирането, така и повтарящите се автоимунни, като премахват необходимостта от имуносупресия изцяло. Докато значителни предизвикателства остават включително осигуряване на последователното образуване на клетки, избягването на автоимунното унищожение и предотвратяването на бета-прогрес в тази област, бързо се ускорява.

Значението на избора и придържането към пациентите

Не всеки пациент с диабет тип 1 е кандидат за трансплантация на островни птици. Идеалните кандидати показват тежка хипогликемия, повтаряща се диабетна кетоацидоза или крайна гликемична лабилност въпреки оптимизираната медицинска терапия. Те трябва да имат адекватна бъбречна функция (eGFR >30 mL/min/m2, често >40 mL/min на практика), запазен сърдечно-съдов статус, и не активни инфекции или злокачествени заболявания. Психосоциалната оценка е критична: кандидатите трябва да демонстрират разбиране на рисковете от имуносупресия, ангажимент към доживотно лечение придържане и способност за чести последващи посещения. Ненадеждността към имуносупресия е водеща причина за закъсняла загуба на присадка.

Заключение

Имуносубективните лекарства остават на подбедримост на островната клетъчна трансплантация, което позволява оцеляване на присадката и значителни клинични ползи при пациенти с диабет тип 1, който е трудно за управление. Текущите схеми ефективно намаляват острите нива на отхвърляне, но те носят значителни странични ефекти . Надеждностите, злокачествените заболявания, нефротоксичността и метаболитните деранжации, които изискват внимателно наблюдение и индивидуализирано адаптиране на дозата. Засега трябва да се постигне нюансиран баланс между предотвратяване на отхвърлянето и минимизиране на вредите, ръководени от текущи клинични изследвания и тясно сътрудничество с информирани пациенти. Тъй като напредъкът в областта, островната трансплантация може да стане по-безопасен и по-широко достъпен, по-нататъшно подобряване на живота на хората с тежък диабет тип 1.

По-нататъшно четене: