Hypotermická okysličená (HOPE) versus normotermická strojová perfuze (NMP) při transplantaci lidských jater (HOPE-NMP)

Transplantace jater se vyvinula jako hlavní léčba konečného stádia onemocnění jater. Zatímco poptávka po transplantacích orgánů v průběhu času rostla, míra darování orgánů v Německu je ve srovnání s jinými zeměmi nízká. Hlavními indikacemi pro zařazení do seznamu jsou „fibróza a cirhóza“ (27 %), dále „alkoholické onemocnění jater“ (23 %) a „zhoubné nádory jater“ (17 %).

S příchodem objevující se úmrtnosti na čekací listině se sleduje několik strategií pro rozšíření souboru dárců; tyto zahrnují použití žijících dárců, rozdělení kadaverózních jater pro dva příjemce a použití aloštěpů dárců s rozšířenými kritérii (ECD) pro OLT. Tyto ECD aloštěpy však vykazují špatnou toleranci k ischemicko-reperfuznímu (I/R) poškození, což je důležitá příčina poškození jater. Poranění I/R jako takové je základní příčinou dysfunkce štěpu u ECD aloštěpů a negativně ovlivňuje proces regenerace jater při chirurgických stavech včetně resekcí jater a OLT.

Strojová perfuze okysličenou krví byla implementována již v první sérii 11 úspěšných lidských OLT v 60. letech 20. století. Zatímco logistická jednoduchost a spolehlivý výkon CCS vedly k jeho rychlému přijetí jako standardní techniky pro uchování pevných orgánů, zvýšené využívání vysoce rizikových orgánů odhalilo omezení CCS a podpořilo debatu o dopadu různých technik MP. Dnes se podmínky perfuze velmi liší, zejména v preklinickém výzkumu. Mezi diskutované parametry patří různé teploty, složení perfuzátu, aplikace perfuzního toku (kontinuálního nebo pulzního), načasování a trvání perfuze, počínaje buď v místě dárce, nebo aplikována pouze na konci ischemické v přijímajícím centru. Do dnešní klinické praxe byly převedeny dva hlavní principy: hypotermická oxygenovaná perfuze (HOPE) a normotermická MP (NMP). Posledně jmenovaný se výrazně liší od HOPE, protože aloštěp je perfundován okysličenými červenými krvinkami nebo nosiči kyslíku při fyziologických teplotách s cílem snížit ischemické poškození štěpu tím, že se minimalizuje doba konzervace chladem a dokonale napodobuje fyziologické podmínky. Nedávno dokončená randomizovaná kontrolovaná studie (RCT) Nasralla et al. prokázali proveditelnost NMP pro OLT a prokázali významné snížení maximální AST a následné časné dysfunkce aloštěpu (EAD), avšak bez významného rozdílu v přežití štěpu a pacienta. Nedávno byl Eshmuminovem et al. nedávno popsán vývoj techniky NMP, která umožnila 7denní uchování lidských jater s trvalou metabolickou funkcí a neporušenou jaterní strukturou. Na základě trvalého plného jaterního metabolismu během NMP v současné době několik skupin zkoumá možnost testování normotermické životaschopnosti. Buněčné mechanismy ochrany orgánů pomocí NMP se nesoustředí na zmírnění a rekondici IRI, ale na prevenci IRI a jsou zcela odlišné od technik studené perfuze. Zatímco normotermická přístrojová perfuze je nejúčinnější, je-li aplikována po celou dobu uchování orgánu, stále oblíbenější je endischemická aplikace této techniky v přijímající nemocnici.

Existují dvě hlavní hypotézy o základních mechanismech ochrany orgánů vyvolané HOPE; (I.) modulace buněčného metabolismu (energetická domácnost, mitochondriální dýchání) a (II.) stimulace sinusoidální endoteliální vrstvy. I když je spotřeba kyslíku tkání výrazně snížena při 4-10 stupních Celsia, není zcela pozastavena. Posun mitochondriálního metabolismu k anaerobním drahám vede k akumulaci exprimovaných mitochondriálních metabolitů během ischemie a následně k extrémní tvorbě radikálových forem kyslíku (ROS) prostřednictvím rychlé reoxidace časným reperfuzním respiračním vzplanutím. Dodávka kyslíku během konzervace za studena může efektivně nahrát buněčnou energii do domácnosti prostřednictvím různých mitochondriálních drah. Předimplantační resuscitace orgánů strojní perfuzí a kyslíkem může zvýšit tkáňové hladiny ATP a snížit postischemickou produkci ROS a molekulárních vzorců spojených s nebezpečím (DAMPs), což následně vede ke zmírněné imunitní odpovědi. Tento efekt kondicionování orgánů je připisován řízené reoxygenaci indukující mírné uvolňování ROS těsně před reperfuzí. Tyto nízké hladiny ROS jsou nejen zodpovědné za indukci antioxidačních enzymů (heme-oxygenáza, glutathion-syntáza, superoxid-dismutáza), ale jsou také zodpovědné za stimulaci proteinových mediátorů vrozených mechanismů pro přežití. Dalším mechanismem za ochrannými účinky přístupů dynamického uchovávání je přítomnost smykového stresu a jako taková může aktivní perfúze během konzervační fáze indukovat specifické geny citlivé na smykový stres, z nichž některé zahrnují Kruppel-like faktor 2 nebo endoteliální syntázu oxidu dusnatého. V současné době dokončily nábor pacientů tři multicentrické RCT a klinické výsledky se očekávají v roce 2021. Curyšská skupina zahájila multicentrickou RCT k posouzení dopadu HOPE na jakýkoli jaterní štěp DBD včetně retransplantací a marginálních jater a je schopna posoudit závažné komplikace (Clavien stupeň ≥III) (NCT01317342). Tým z Groningenu zkoumá techniku ​​duální HOPE (d-HOPE) u štěpů DCD (NCT02584283) a naše vlastní skupina zahájila v roce 2017 multicentrickou RCT o HOPE při transplantaci jater ECD-DBD (NCT03124641).

Hodnocení životaschopnosti během MP může být vodítkem pro klinické rozhodnutí, zda přijmout játra k transplantaci, a je proto důležitým nově vznikajícím nástrojem v ECD OLT. Možnost spolehlivého hodnocení životaschopnosti je obhajována jako značná výhoda normotermických perfuzních technik. Udržením plného metabolismu umožňuje NMP analyzovat několik činitelů jaterních funkcí a poškození, včetně žlučových parametrů (např. průtok žluči, glukóza, hydrogenuhličitan a pH žluči), pH perfusátu a přebytek báze, průtok portální žilní a jaterní arterie a perfusátové hepatocelulární enzymy. Navzdory snížené metabolické aktivitě během skladování v chladu a hypotermické perfuzi jater existuje stále více důkazů, že předpověď budoucí výkonnosti štěpu po transplantaci může být možná i během HOPE. Analýza studeného perfuzátu během HOPE poskytuje jedinečnou příležitost identifikovat potenciální biomarkery, které jsou spojeny s různými post-OLT výsledky. Nedávná studie zahrnující 31 lidských ECD-DBD štěpů původně odmítnutých k transplantaci zjistila, že studená perfuze nejen zlepšuje reperfuzní poškození, ale také umožňuje posouzení životaschopnosti štěpu. Dvouhodinové perfusátové AST a laktátdehydrogenáza (LDH) tedy významně korelovaly s vrcholem AST po implantaci. U dvou štěpů s významným postreperfuzním uvolňováním transamináz byl zaznamenán vysoký portální perfuzní tlak.

Curyšská skupina nedávno představila nový mitochondriální marker pro hodnocení životaschopnosti celých jaterních štěpů během HOPE. Fluorometrická analýza mitochondriálního flavinmononukleotidu (FMN) v perfuzátu HOPE v reálném čase předpověděla funkci lidských jater, komplikace a ztrátu štěpu před transplantací. Použití tohoto náhradního parametru by mohlo usnadnit správné klinické rozhodování, zda přijmout nebo odmítnout aloštěpy v podmínkách HOPE. Tento marker je v současné době validován v jiných pevných orgánech a také v RCT pracovní skupiny Guarerras. Důležité je, že kvantifikace FMN je možná v reálném čase a vyžaduje pouze spektroskop ke spolehlivé predikci přežití štěpu během prvních 30-45 minut HOPE. Klinická hodnota a přímé srovnání různých parametrů životaschopnosti aloštěpu v nastavení HOPE vs. NMP musí být ještě prozkoumány v prostředí velké multicentrické RCT. S příchodem klinické MP a v kontextu zoufalé situace dárcovství v západním světě bude nanejvýš klinicky důležité identifikovat nejúčinnější dynamickou konzervační techniku. Zatímco minulé a současné klinické studie u DCD a DBD transplantace jater byly navrženy tak, aby porovnaly různé MP přístupy s CCS jako klinickým standardem, přímé srovnání mezi různými end-ischemickými MP technikami (HOPE versus NMP) stále chybí.