Pochopenie transplantácie buniek ostrovov

Transplantácia isletových buniek predstavuje účinnú terapeutickú možnosť pre vybraných pacientov s diabetom typu 1, u ktorých sa vyskytla krehká kontrola glukózy a závažná hypoglykémia bez toho, aby o tom nevedela. Postup zahŕňa izoláciu beta buniek vylučujúcich inzulín zo zosnulého darcu pankreasu pomocou enzymatickej trávenia a gradientnej čistenia, po ktorej nasleduje infúzia do portálovej žily príjemcu. Po podaní do pečene sa ostrovčeky engraftujú a začínajú sektralizovať inzulín ako reakciu na glukózu, čiastočne obnovujú endogénne glykemické nariadenie. Protokol Edmonton, prvýkrát uverejnený v roku 2000, preukázal, že imunosupresívny režim bez glukokortikoidov by mohol u mnohých príjemcov dosiahnuť trvalú nezávislosť na inzulíne. Avšak dlhodobé sledovanie registra družstevných Isletov Transplantov potvrdzuje, že väčšina pacientov nakoniec potrebuje doplnkový inzulín, hoci sú výrazne znížené závažné hypoglykemické udalosti. Napriek týmto obmedzeniam sa transplantácia listov dramaticky zlepšuje kvalitu života, znižuje morbiditu súvisiacu s diabetom a zostáva cennou liečbou starostlivo vybraných jedincov s diabetom typu 1, ktorí potrebujú doplnkové dávkovanie.

Úloha imunosupresívnych liekov

Dlhodobý prežitie transplantovaných ostrovčekov je ohrozený dvoma odlišnými imunitnými procesmi: alorejekcia, v ktorých prijímajúce T bunky rozpoznávajú darcovské antigény, a recidivujúca autoimunita, v ktorej je už existujúca autoimunitná odpoveď proti beta bunkám znovu rozpálená. Imunosupresívne lieky sú nevyhnutné na zmiernenie oboch ciest. Tieto látky narúšajú aktiváciu lymfocytov, proliferáciu a efektorovú funkciu, primárne cielené T bunky, ktoré mediujú bunkovú rejeciu. Bez dostatočnej imunosupresie dochádza deštrukcia štepu zvyčajne počas niekoľkých dní až týždňov. Ústrednou výzvou je dosiahnuť dostatočnú imunosupresiu na ochranu ostrovčekov a zároveň zachovať dostatočnú imunokompetenciu na prevenciu závažných infekcií a malignít. Moderné imunosupresívne protokoly sa vyvinuli tak, aby vyrovnali tieto konkurenčné požiadavky prostredníctvom kombinovanej liečby a individuálneho dávkovania.

Mechanizmus ciele rejekcie a imunosupresie

Rejekcia začína, keď darcovské antigény sú spracované antigénmi, ktoré sú prítomné v prijímacom (APC) a prezentované na naivných T bunkách v sekundárnych lymfoidných orgánoch. Kostimulačné signály

Bežne používané imunosupresívne lieky v transplantácii ostrova

Súčasné protokoly využívajú dvojfázový prístup: indukčná liečba podávaná perioperačne na zmiernenie včasnej imunitnej odpovede, po ktorej nasledovala udržiavacia liečba na neurčito, aby sa zabránilo chronickej rejektivite.

Indukčné látky

[ Proticymocytový globulín (ATG):[] Polyklonálny protilátkový prípravok získaný z králikov (alebo koní), ktorý deplétuje T bunky prostredníctvom lýzy a opsonizácie závislej od komplementu. ATG sa podáva intravenózne počas niekoľkých dní, ktoré sa začínajú v čase transplantácie. Je vysoko účinný pri znižovaní počiatočnej vlny rejekcie, ale reakcie na infúziu (horúčka, zimnica, leukopénia) sú časté a hlboká lymfopénia zvyšuje riziko oportúnnych infekcií, najmä cytomegalovírusu (CMV).

[Basiliximab:]Chimérická monoklonálna protilátka namierená proti alfa reťazcu receptora IL-2 (CD25) vyjadrená na aktivovaných T bunkách. Basiliximab blokovaním väzby IL-2 zabraňuje proliferácii T buniek bez toho, aby spôsobil rozsiahlu depléciu lymfocytov. Vo všeobecnosti je dobre tolerovaný, s menším počtom reakcií na infúziu a menej intenzívnou imunosupresiou ako ATG, čo je u pacientov s nižším imunologickým rizikom uprednostňovanou indukčnou látkou.

Alemtuzumab:Humanizovaná monoklonálna protilátka zameraná na CD52, povrchový antigén vyjadrený na T a B bunkách, bunkách prírodného zabijaka a monocytoch. Alemtuzumab produkuje rýchlu a trvalú lymfopéniu, často trvajúcu mnoho mesiacov. Zatiaľ čo je účinný pri prevencii rejekcie, riziko infekcie je vyššie, a používa sa menej často v ostrovčekových protokoloch. Niektoré centrá ju používajú len pre vysoko rizikových príjemcov, ako sú napríklad osoby s predchádzajúcou senzibilizáciou alebo retransplantáciou.

Pracovníci údržby

[Inhibítory kalcineurínu (CNI):[]] Takrolimus a cyklosporín sa viažu na intracelulárne imunofilíny (FKBP12 a cyklofilín) a inhibujú kalcineurín, fosfatáciu závislú od vápnika potrebnú na defosforyláciu aktivovaného T-bunky (NFAT). To zabraňuje tomu, aby NFAT vstúpil do jadra a drivingovej transkriptácie IL-2, IL-4 a iných cytokínov. Takrolimus je CNI voľby vo väčšine programov, pretože vykazuje väčšiu účinnosť a priaznivý metabolický profil vzhľadom na funkciu beta-buniek. Napriek tomu sú CNI vnútorne diabetogénne: zhoršujú sekréciu inzulínu beta-buniek a podporujú inzulínovú rezistenciu v periférnych tkanivách. Chronické použitie CNI spôsobuje aj nefrotoxicitu, čo sa týka najmä pacientov s cukrovkou, ktorí často majú existujúce poškodenie funkcie obličiek.

[]mTOR inhibítory:[]] sirolimus a everolim sa viažu na FKBP12 a inhibujú mechanistický cieľ rapamycínu (mTOR), serín/treonínkinázu, ktorá integruje signály rastového faktora a reguluje progresiu bunkového cyklu. Blokovaním proliferácie T buniek ako odpovede na CNI- 2 pôsobia inhibítory mTOR synergicky s CNI. Sirolimus bol základným kameňom Edmontonovho protokolu a stále sa používa v mnohých udržiavacích režimoch, často v kombinácii s nízkou dávkou takrolimu na zníženie expozície CNI. Avšak sirolimus je spojený s perorálnymi vredmi, hyperlipidémiou, trombocytopéniou a oneskoreným hojením rán. Everolimus s kratším polčasom sa stáva obľúbeným ako alternatíva.

[Antiproliferatívne látky:[]] Mycophenolate mofetil (MMF) a jeho aktívny metabolit kyselina mykofenolová selektívne inhibujú inozín monofosfátdehydrogenázu, enzým nevyhnutný na syntézu de novo guanozín nukleotidu v lymfocytoch. Táto blokuje T a B proliferáciu buniek bez nefrotoxicity CNI. FPT sa často používa ako súčasť udržiavacej liečby spolu s takrolimom, čo umožňuje nižšie dávky CNI. K častým vedľajším účinkom patrí gastrointestinálna intolerancia (hnačka, nauzea), leukopénia a anémia.

[Kortikosteroidy:[] Prednizón a metylprednizolón majú rozsiahle protizápalové účinky prostredníctvom inhibície jadrového faktora kappa B (NF-κB) a indukcie lymfocytárnej apoptózy. Avšak kortikosteroidy sú silne diabetogénne

Indukcia vs. udržiavacia liečba

Indukčná liečba poskytuje krátke, ale intenzívne obdobie imunosupresie bezprostredne po transplantácii, keď aloreaktivita a riziko akútnej rejekcie sú najvyššie. Výber indukčného agenta závisí od imunologického rizikového profilu príjemcu. Nízkorizikoví príjemcovia (prvá transplantácia, nízke panel-reaktívne protilátky) často dostávajú basiliximab, zatiaľ čo viacrizikoví pacienti (pred transplantáciou, senzibilizácia, autoimunitné komorbidity) môžu dostať ATG. Udržiavacia liečba sa potom začína kombináciou látok, typicky takrolimus plus MMF alebo takrolimus plus sirolimus. Hladiny lieku sú monitorované na dosiahnutie cieľových koncentrácií na konci štúdie, napr. takrolimus žľaby 5-10 ng/ml v prvom roku, potom sa predĺžili na 3-6 ng/ml u stabilných pacientov. Cieľom je použitie najnižších účinných dávok, ktoré udržujú funkciu štepu pri minimalizácii toxicity.

Výzvy a úvahy

Dlhodobá imunosupresia prináša značné riziká, ktoré sa musia starostlivo zvládnuť v koordinácii s pacientom.

Infekcie

Medzi bežné vírusové patogény patrí cytomegalovír (CMV), BK polyomavírus a Epstein-Barr vírus (EBV); ten môže viesť potransplantačnú lymfoproliferatívnu poruchu (PTLD). Bakteriálne infekcie, najmä infekcie močových ciest, pneumónia a infekcie rany

Malignity

Porušená imunita dohľad pod imunosupresiou zvyšuje riziko určitých nádorov. Kožné rakoviny (kvamózny karcinóm buniek, bazocelulárny karcinóm) sú najčastejšie, nasleduje non-Hodgkin lymfóm (často EBV-súvisiace) a Kaposi sarkóm. Kumulatívna imunosupresívna expozícia koreluje s rizikom rakoviny, takže minimalizácia dávky lieku v priebehu času je obozretná. Príjemcovia by mali podstúpiť ročné dermatologické vyšetrenia, rutinné skríning rakoviny, a očkovanie podľa potreby (vyhýbanie sa živým očkovacím látkam). PTLD je riadený znížením imunosupresie, podávanie rituximabu, a ak je to potrebné, chemoterapia.

Nefrotoxicita

Calcineurín inhibítory spôsobujú afferent arteriolar vazokonstrikcia, tubulárne poškodenie a progresívnu intersticiálnu fibrózu. U príjemcov transplantácie ostrovčeka s existujúcou diabetickou nefropatiou môže toxicita CNI urýchliť pokles funkcie obličiek. Stratégie na zachovanie funkcie obličiek zahŕňajú použitie nižších cieľov CNI na konci liečby, kombináciu CNI s MMF, aby bolo možné znížiť dávku a podľa možnosti prejsť na inhibítory mTOR. Pravidelné monitorovanie sérového kreatinínu a odhadovanej glomerulárnej filtrácie (eGFR) spolu s analýzou moču na proteinúriu sú štandardné.

Metabolické účinky

Imunosupresívne lieky môžu oslabiť veľmi glykemickú kontrolu, ktoré majú za cieľ zachovať. Sirolimus často spôsobuje hyperlipidémiu, vyžadujúcu liečbu statínom. Takrolimus je spojený s novovzniknutým diabetom po transplantácii (NODAT) a hypertenzii. Kortikosteroidy, ak sa používajú, zhoršujú všetky metabolické parametre. Tieto účinky si vyžadujú proaktívnu liečbu hypolipidemikami, antihypertenzívami a občas inzulínovými senzibilizátormi, ako je metformín (hoci metformín sa často používa opatrne kvôli potenciálnemu poškodeniu obličiek). Pravidelné monitorovanie lipidových profilov nalačno, krvného tlaku a HbA1c je nevyhnutné.

Liekové interakcie

Mnoho imunosupresíva sú metabolizované pečeňovým cytochrómom P450 3A4 (CYP3A4). Súbežné lieky, ktoré indukujú CYP3A4 (napr. rifampín, fenytoín, ľubovník bodkovaný) môžu znížiť hladiny lieku a vyvolať rejekcie. Inhibítory (napr. azolové antimykotiká, makrolidy, grapefruitová šťava) môžu zvýšiť hladiny a spôsobiť toxicitu. Klinici musia starostlivo preskúmať všetky lieky, vrátane over-the-the-counter a bylinné prípravky, a upraviť imunosupresívne dávky zodpovedajúcim spôsobom. Monitorovanie terapeutických liekov je v týchto scenároch kritické.

Vyváženie Imunosupresia: monitorovanie a napínanie na vracanie

Optimálna imunosupresia vyžaduje individualizovanú liečbu dávkou, ktorú je informované o terapeutickom monitorovaní liekov. Hladiny takrolimu v plnej krvi, hladiny sirolimu v najnižšej hladine a hladiny kyseliny mykofenolovej (ak sú dostupné) určujú úpravu dávky. U stabilných pacientov s trvalou funkciou štepu (C-peptide-pozitívne, normoglycemia alebo takmer normoglycemia, žiadna závažná hypoglykémia), mnoho centier sa pokúša postupne znižovať imunosupresívne ciele na minimalizáciu dlhodobej toxicity. Taping musí byť opatrný, pretože akútne odmietnutie môže nastať aj niekoľko rokov po transplantácii, čo vedie k nezvratnej strate štepu. Vyvolávajúce biomarkery, ako sú darcovské špecifické protilátky (DSA), profily génového expresie v periférnej krvi a imunofunkčné testy sa skúmajú na lepšiu stratifikáciu reječného rizika a identifikáciu kandidátov na imunosupresiu. Protokolové biopsie pečene (kde ostrovčeky bývajú) sa niekedy vykonávajú v rámci výskumu, ale nie sú bežnou klinickou praxou.

Budúce pokyny

Významný výskum sa zameriava na zníženie alebo odstránenie potreby celoživotnej imunosupresie pri transplantácii ostrovčekov.

Indukcia imunitnej tolerancie

Zmiešaný chimérizmus

Technológia zasypávania

Mikrokapsulačné a makrokapsulačné prístroje uzatvárajú ostrovčeky v polopriepustných membránach, ktoré umožňujú difúziu glukózy, inzulínu a kyslíka, pričom vylučujú imunitné bunky a veľké protilátky. Hydrogély, ako je alginát, boli primárnymi materiálmi, ale odpovede cudzieho tela (fibróza) majú obmedzenú dlhodobú funkciu. Nedávny pokrok zahŕňa antifibrotické povlaky, použitie triazolom modifikovaných alginátov a retrievable makrodevice, ktoré možno vysvetliť v prípade potreby. Niekoľko raných fáz klinických štúdií sú testovanie zapuzdrených ostrovčekov bez systémovej imunosupresie, hoci dosiahnutie dostatočného prívodu kyslíka a trvanlivej imunitnej ochrany zostávajú významnými prekážkami.

Cielená imunoterapeutická liečba

Kostimulačné blokátory, ako je belatacept (CTLA-4-Ig) a protilátky proti CD40L, ponúkajú selektívnejšiu moduláciu aktivácie T buniek v porovnaní s kalcineurínovými inhibítormi. Belatacept je schválený na transplantáciu obličky a je skúmaný v Islate protokoloch. Zdá sa, že má menej nefrotoxicity a nižší výskyt metabolických vedľajších účinkov. Skoré výsledky naznačujú, že môže udržať funkciu štepu, ak sa používa ako súčasť CNI-šetriaceho režimu. Ďalšie sľubné látky zahŕňajú alefacept (anti-CD2) a eculizumab (anti-C5) pre poškodenie sprostredkované komplementom.

Génová úprava a stem Cell

CRISPR-Cas9 technológia umožňuje presné úpravy genómu. Výskumníci sú technické darcovské ostrovčeky alebo kmeňových buniek

Dôležitosť výberu a dodržiavania predpisov pre pacientov

Nie každý pacient s diabetes 1. typu je kandidátom na transplantáciu ostrovčeka. Ideálne kandidáti vykazujú závažné hypoglykémie nevedomosť, opakujúce sa diabetickej ketoacidózy, alebo extrémnej glykemickej labilita napriek optimalizovanej lekárskej terapii. Musia mať adekvátne renálne funkcie (eGFR > 30 ml/min/m2, často > 40 ml/min v praxi), zachovalý kardiovaskulárny stav, a žiadne aktívne infekcie alebo malígne ochorenia. Psychosociálne hodnotenie je rozhodujúce: kandidáti musia preukázať pochopenie rizík imunosupresie, záväzok k celoživotnému dodržiavaniu liekov a schopnosť zúčastniť sa častých následných návštev. Nesúlad k imunosupresii je hlavnou príčinou neskorej straty štepu. Komplexné vzdelávanie o vedľajších účinkoch drog, liekových liekových interakcií, a príznaky infekcie a odmietnutia by mali byť poskytnuté pacientom a opatrovateľom.

Záver

Imunosupresívne lieky zostávajú lichpinou transplantácie buniek ostrovčeka, čo umožňuje prežitie štepu a významné klinické výhody u pacientov s ťažkou-k-manažmentu typu 1. Súčasné režimy účinne znižujú mieru akútnej rejekcie, ale nesú významné vedľajšie účinky, malignity, nefrotoxicity a metabolické derangements, ktoré vyžadujú starostlivé monitorovanie a individualizovanú úpravu dávky. Vyvíjajúce sa stratégie, ako je indukcia imunitnej tolerancie, zapuzdrenie, cielené imunoterapie a geneticky modifikované kmeňové bunky, ktoré sú odvedené z izolovaných ostrovčekov, majú sľub na zníženie alebo odstránenie potreby chronickej imunosupresie. V súčasnosti je potrebné dosiahnuť vyrovnanosť medzi predchádzaním rejekcie a minimalizáciou poškodenia, ktorú vedie prebiehajúci klinický výskum a úzka spolupráca s informovanými pacientmi. Ako poľné pokroky, transplantácia ostrovčekov sa môže stať bezpečnejšou a dostupnejšou, ďalšie zlepšenie života tých, ktorí žijú s ťažkou cukrovkou 1. typu.

[Ďalšie údaje: