IDENTIFICAZIONE DI BIOMARCATORI MOLECOLARI PREDITTIVI DEL RIGETTO DEL RENE TRAPIANTATO
Durata dello studio: 2 anni
Budget previsto per il materiale di consumo: 25,000 Euro
Sede di svolgimento: Laboratorio di immunopatologia e Biologia Molecolare del Rene, Dip Salute della donna e del Bambino, Unipd, IRP Città della speranza
ABSTRACT DIVULGATIVO:
RAZIONALE:
Ogni anno nel mondo, circa 30 bambini per milione sviluppano insufficienza renale terminale, quindi approssimativamente 300 bambini in Italia andranno incontro a terapia dialitica in attesa di un trapianto renale.
Il reparto di Nefrologia Pediatrica, Dialisi e Trapianto di Padova è l’unico Centro del Triveneto per la cura della malattia renale cronica e la dialisi in età pediatrica, nonché Centro di Eccellenza Nazionale di Trapianto di rene pediatrico. Presso il nostro centro dal 1987 ad oggi sono stati eseguiti quasi 500 trapianti di rene, in media circa 20 bambini ogni anno.
La sopravvivenza dei pazienti pediatrici trapiantati è migliorata progressivamente dall’inizio dell’attività trapiantologica fino ad oggi: a livello di registri Europeo e Nazionale si assiste ad un miglioramento significativo dovuto alle cure antirigetto che riducono gli eventi acuti. A 10 anni la sopravvivenza del rene trapiantato è dell’80-85%, diminuisce però a 20 anni dal trapianto al 65-70%. Considerando le aspettative di vita di un piccolo bambino trapiantato è chiaro che si stia cercando di ottenere di più. La maggiore causa di perdita del rene trapiantato (~60% dei casi) è il rigetto, che rappresenta una reazione dell’organismo contro qualcosa che esso non riconosce e non riconoscerà mai come proprio.
La riduzione della sopravvivenza è legata all’instaurarsi di nefropatia cronica del trapianto, che in quanto manifestazione subclinica, viene sottovalutata. L’analisi istologica su biopsie del tessuto renale è a tutt’oggi il metodo di elezione per monitorare il rene trapiantato e il nostro centro è uno dei pochi che da anni sostiene l’utilità della biopsia con follow-up seriato. Infatti la disfunzione dell’organo è preceduta dall’evidenza istologica di rigetto che può essere subclinico. La comparsa di lesioni croniche in biopsie di protocollo coincide però con un danno del rene trapiantato irreversibile, che porta inevitabilmente alla perdita dell’organo. Emerge quindi che il più importante problema irrisolto della medicina del trapianto renale e l’individuazione di strumenti diagnostici in grado di predire l’insorgenza del rigetto prima della comparsa del danno istologico.
Il nostro reparto e il nostro laboratorio sono impegnati in simbiosi da più di 30 anni nello studio dei meccanismi di tolleranza e rigetto del trapianto renale. In tutti questi anni sono state eseguite diagnosi sulle biopsie iterative di protocollo di tutti i pazienti trapiantati nel nostro centro mediante l’analisi istologica ed immunoistochimica, collezionando anche il tessuto renale per studi di espressione genica e campioni ematici per studi genetici. Abbiamo condotto studi per identificare fattori di rischio, clinici e genetici di perdita d’organo, studi sull’impatto degli immunosoppressori nel piccolo paziente ricevente trapianto e studi sulle correlazioni delle infezioni virali post-trapianto e il danno renale acuto e cronico, ma vorremmo fare di più: identificare un signaling più precoce e meno invasivo rispetto alla biopsia renale, per l’evidenziazione del rigetto subclinico.
La letteratura scientifica degli ultimi 10 anni sta ponendo attenzione sui meccanismi di regolazione post-trascrizionale ad opera dei microRNA (corte sequenze di RNA non codificante), che sembrano avere un ruolo di mediazione anche nel rigetto dell’organo trapiantato. Studi su pazienti adulti trapiantati evidenziano espressioni differenziali di alcuni microRNA, in correlazione al danno renale. Questo studio vuole mettere in evidenza, anche in ambito pediatrico, il ruolo svolto dai microRNA nel processo di rigetto o tolleranza verso l’organo trapiantato.
Studi condotti sia negli animali da esperimento sia nell’uomo hanno dimostrato che le cellule del nefrone sono in grado di comunicare in modo paracrino con altre cellule del rene, ma anche con cellule circolanti, mediante il rilascio di esovescicole contenenti microRNA. I microRNA sono corte sequenze nucleotidiche in grado di regolare l’espressione genica delle cellule e sembrano avere un ruolo di mediazione anche nel rigetto dell’organo trapiantato. Grazie alla strettissima relazione tra rene, sangue e composizione delle urine, è possibile evidenziare direttamente nel plasma e nelle urine del paziente, la produzione di esovescicole o microRNA liberi prodotti dal rene.
Recentemente è stata dimostrata, nelle urine di pazienti adulti trapiantati, l’evidenza di espressione differenziale di alcuni microRNA, in correlazione al danno renale da rigetto acuto.
Questa osservazione giustificherebbe l’utilizzo dei microRNA come predittori di rigetto acuto nei pazienti trapiantati. Attualmente però nessuno studio è stato condotto in pazienti pediatrici trapiantati.
SCOPO
Sulla base delle attuali conoscenze estrapolate dai dati di letteratura riguardanti il coinvolgimento di microRNA nella determinazione del rigetto d’organo trapiantato, il nostro scopo è quello di identificare quali microRNA presenti nelle urine dei bambini trapiantati possano essere direttamente relazionabili all’insorgenza del rigetto dell’organo e quindi possano fornire un metodo di valutazione precoce del rigetto. Questo studio vuole mettere in evidenza, anche in ambito pediatrico, il ruolo svolto dai microRNA nel processo di rigetto o tolleranza verso l’organo trapiantato.
DISEGNO DELLO STUDIO:
Il nostro studio è divisibile in 3 fasi:
- nella prima fase si dovranno identificare microRNA differenzialmente espressi nelle biopsie renali di pazienti con diagnosi istologica di rigetto cellulare rispetto a quelli con normale istologia e funzione. Si cercherà una correlazione anche con i dati disponibili di anticorpi anti-donatore specifici (DSA) circolanti. I campioni bioptici saranno selezionati dalle banche di tessuto presenti nel nostro laboratorio, sulla base del referto istologico e dell’ integrità dell’RNA ottenuto dopo estrazione. Una volta identificati i microRNA più rilevanti seguirà una fase di convalida degli stessi su una casistica più ampia;
- nella seconda fase verranno ricercati nel sangue dei pazienti trapiantati, i microRNA precedentemente confermati nelle biopsie renali. I campioni di siero da analizzare sono in parte già stati collezionati nelle banche siero di cui disponiamo in laboratorio da circa tre anni;
- Nella terza fase si ricercheranno nelle urine dei nuovi pazienti trapiantati, che stiamo collezionando a partire da gennaio 2016, i microRNA confermati nelle prime due fasi, cercando di capire la correlazione della loro espressione con l’instaurarsi di un eventuale rigetto. Se i dati ottenuti dai campioni di urina confermeranno i trend di espressione osservati nelle biopsie dei pazienti andati in rigetto, saremo in grado di definire un test predittivo di insorgenza di danno renale nel trapianto di rene pediatrico.
POTENZIALITA’ DELLO STUDIO:
Questi dati potranno rendere possibile la realizzazione di un test molecolare che consenta di predire un eventuale danno istologico e/o subclinico dell’organo trapiantato, permettendo al medico di modulare la terapia immunosoppressiva. Inoltre la possibilità di comprendere i meccanismi che sottendono alla modulazione del rigetto porterebbe a nuove conoscenze, che potrebbero aprire la strada verso la progettazione di nuovi farmaci immunosoppressori ad azione biologicamente localizzata con un indice nefrotossico inferiore a quelli attualmente in uso.
Principal Investigator: Susanna Negrisolo, Phd, Biologo Molecolare/Sanitario
telefono: +39 049.8218057 email: susanna.negrisolo@unipd.it
Dottorando: Andrea Carraro, Biologo Evoluzionista
Borsista: Giulia Fregonese, Tecnico di Laboratorio
Mentore e Supervisore: Luisa Murer, MD, Phd, email: luisa.murer@sanita.padova.it