Dd-cfDNA und Treg bei der Vorhersage der akuten Abstoßung einer Nierentransplantation

Hintergrund

Trotz Fortschritten in der Immunsuppression stagniert das 10-Jahres-Transplantatüberleben nach einer Nierentransplantation bei etwa 50 %. Die rechtzeitige Diagnose einer akuten Abstoßung bei Nierentransplantatempfängern ist entscheidend für die Verbesserung des langfristigen Überlebens des Transplantats. Der klinische Verdacht auf eine akute Abstoßung beruht derzeit auf der Überwachung des Anstiegs des Serumkreatinins und der diagnostischen Bestätigung durch eine Nieren-Allotransplantat-Biopsie. Eine Erhöhung des Serum-Kreatinins ist jedoch unspezifisch für eine akute Abstoßung und wird nachgewiesen, nachdem bereits eine signifikante immunologische Schädigung des Allotransplantats aufgetreten ist. Die Bestätigung durch eine Biopsie ist invasiv, mit einer Hauptkomplikationsrate von 1 % verbunden und unterliegt einer unzureichenden Probenentnahme sowie der Varianz von Experten. Um das langfristige Überleben des Transplantats nach einer Nierentransplantation zu verbessern, werden neue Wege zur Überwachung und Diagnose einer akuten Abstoßung vor einer immunologischen Verletzung auf nicht-invasive Weise benötigt. Zellfreie DNA wird normalerweise in den Blutkreislauf freigesetzt, wenn Zellen Apoptose oder Nekrose durchlaufen. Im Zusammenhang mit einer Nierentransplantation und dem Vorhandensein eines Allotransplantats wird von einem Spender stammende zellfreie DNA (dd-cfDNA) als Ergebnis des Allotransplantat-Zellumsatzes kontinuierlich in den Blutkreislauf des Empfängers abgegeben und stellt einen kleinen Bruchteil des gesamten Zelltransplantats dar. freie DNA (vom Spender plus vom Empfänger stammend). Die Dd-cfDNA-Fraktion ist aufgrund einer Ischämie-Reperfusionsverletzung anfänglich hoch und fällt normalerweise 10 bis 14 Tage nach der Nierentransplantation auf ein Ausgangsniveau ab. Anschließend führen Episoden von Allotransplantatverletzungen wie akuter Abstoßung zu einem Anstieg der dd-cfDNA-Fraktion in den Blutkreislauf des Empfängers. Unter Verwendung von auf Einzelnukleotid-Polymorphismen basierender Multiplex-Polymerase-Kettenreaktionstechnologie und fortschrittlicher Bioinformatik kann die Plasma-dd-cfDNA-Fraktion jetzt bei einem Nierentransplantatempfänger gemessen werden, ohne dass eine vorherige Genotypisierung des Spenders oder Empfängers erforderlich ist. Jüngste Studien haben gezeigt, dass Plasma-dd-cfDNA eine vielversprechende neue Methode ist, um eine akute Abstoßung vor einer immunologischen Verletzung auf nicht-invasive Weise zu erkennen, da sie im Voraus und zum Zeitpunkt der durch Biopsie nachgewiesenen akuten Abstoßung erhöht ist. Eine dd-cfDNA-Cutoff-Fraktion größer oder gleich 1 % war in der Lage, eine akute Abstoßung mit mäßiger bis guter Leistung in den Studien vorherzusagen, deren Fläche unter den Kurven (AUCs) von 0,59 bis 0,97 bei Receiver Operating Characteristic (ROC)-Kurvenanalysen variierte. Bei der Untersuchung der akuten Abstoßung nach Mechanismus scheint die dd-cfDNA-Fraktion eine bessere Vorhersageleistung für die Antikörper-vermittelte Abstoßung (ABMR) zu haben, während ihre Nützlichkeit zur Vorhersage der T-Zell-vermittelten Abstoßung (TCMR) zweideutig bleibt, insbesondere wenn sie von geringerem Schweregrad ist (weniger als Banff 1B). Nichtsdestotrotz wurde bei TCMR mit geringerem Schweregrad (Banff 1A oder subklinisch) gezeigt, dass eine dd-cfDNA-Fraktion von mindestens 0,5 % möglicherweise Nierentransplantatempfänger mit einem Risiko für einen stärkeren Rückgang der geschätzten glomerulären Filtrationsrate (eGFR) identifiziert, der sich de novo entwickelt spenderspezifischer Antikörper und zukünftige Abstoßungsepisoden. Obwohl dd-cfDNA von Medicare für den klinischen Einsatz zugelassen wurde, bleiben mehrere Einschränkungen bei der Vorhersage einer akuten Abstoßung bestehen. Erstens ist eine Erhöhung der dd-cfDNA nicht abstoßungsspezifisch, da andere medizinische Komplikationen wie Harnwegsinfektionen, systemische Infektionen und BK-Virus-Nephropathie ebenfalls die dd-cfDNA erhöhen können. Zweitens bleibt die Vorhersageleistung von dd-cfDNA für TCMR, insbesondere bei geringerem Schweregrad, zweifelhaft. Schließlich ist unklar, ob eine frühe dd-cfDNA-Fraktion nach einer Nierentransplantation zukünftige immunologische Transplantatverletzungen und -funktionen vorhersagen kann. Neuartige Möglichkeiten, dd-cfDNA spezifischer für akute Abstoßung zu machen, ihre Vorhersageleistung für TCMR zu verbessern und sie mit der zukünftigen Transplantatfunktion zu korrelieren, würden ihren klinischen Nutzen weiter verbessern. Regulatorische T-Zellen (Tregs) sind für die Induktion und Aufrechterhaltung der Toleranz in verschiedenen Nierentransplantations-Tiermodellen unerlässlich, indem sie Effektor-Immunantworten unterdrücken. Tregs machen 5–10 % der CD4+-T-Zellen aus und werden traditionell als homogene Population mit hoher Expression von CD25, niedriger Expression von CD127 und Expression des Master-Transkriptionsfaktors FoxP3 identifiziert. Jüngste Daten weisen jedoch darauf hin, dass Tregs heterogener sind und dass die Expression zusätzlicher Moleküle als die traditionellen CD25, CD127 und FoxP3 ihre unterdrückende funktionelle Aktivität beeinflussen. Bei der Transplantation einer menschlichen Niere waren die nach der Transplantation zirkulierenden CD4+CD25hiCD127lo/- Tregs bei Empfängern, die unter akuter Abstoßung litten, und solchen, bei denen dies nicht der Fall war, ähnlich. Die hohe Expression von HLA-DR auf zirkulierenden Tregs nach der Transplantation, die eine Population mit maximal supprimierender funktioneller Aktivität identifizierten, war jedoch bei Empfängern geringer, die an einer akuten Abstoßung litten. Ein weiteres Molekül, das eine Treg-Population mit maximal unterdrückender funktioneller Aktivität identifiziert, ist TNFR2. TNFR2 vermittelt die biologische Funktion des entzündungsfördernden Zytokins TNF-a, das an der Rekrutierung und Aktivierung von Effektor-T-Zellen während der Allotransplantat-Abstoßung beteiligt ist. Interessanterweise wurde gezeigt, dass TNFR2 bevorzugt auf Tregs im Gegensatz zu Effektor-T-Zellen exprimiert wird. Sowohl in murinen als auch menschlichen Studien erhöhte die TNF-α-Signalgebung über TNFR2+ Tregs ihr Überleben, ihre Proliferation und ihre unterdrückende funktionelle Aktivität.

Vorläufige Ergebnisse Die Forscher untersuchten zuvor TNFR2+ Tregs im spezifischen Kontext der Nierentransplantation. Die Forscher bestätigten in einer Kohorte von Nierentransplantationskandidaten, dass die Expression von TNFR2 auf Tregs mit der unterdrückenden Funktion korrelierte, gemessen über einen traditionellen Co-Kultur-Assay von Tregs mit stimulierten Effektor-T-Zellen (r = 0,63, p<0,01). In einer Kohorte von 76 verstorbenen nierentransplantierten Spenderempfängern veröffentlichten die Forscher die Rolle von vor der Transplantation zirkulierenden TNFR2+-Tregs des Empfängers bei der Vorhersage einer verzögerten und langsamen Transplantatfunktion nach einer Nierentransplantation. Da eine verzögerte und langsame Transplantatfunktion bekannte Risikofaktoren für die Entwicklung einer akuten Abstoßung nach einer Nierentransplantation sind, untersuchten die Forscher dann die Rolle von vor der Transplantation zirkulierenden TNFR2+-Tregs des Empfängers bei der Vorhersage einer akuten Abstoßung in derselben Kohorte von Empfängern, in der 75 davon eine hatten verfügbare akute Abstoßungsdaten mit vielversprechenden Ergebnissen, insbesondere bei TCMR mit niedrigem Schweregrad.

Hypothesen

Da frühere Studien und die vorläufigen Ergebnisse der Prüfärzte in einer Kohorte, die überwiegend TCMR mit niedrigem Schweregrad umfasste, auf eine Rolle von HLA-DR+TNFR2+-Tregs bei der Vorhersage einer akuten Abstoßung hindeuten, gehen die Prüfärzte davon aus, dass die Integration mit der dd-cfDNA-Fraktion die Spezifität und Vorhersage verbessern könnte Leistung bei akuter Abstoßung, insbesondere TCMR. Die Forscher gehen auch davon aus, dass die Messung der frühen dd-cfDNA-Fraktion und der HLA-DR+TNFR2+-Tregs vor der Transplantation zukünftige Ergebnisse nach einer Nierentransplantation vorhersagen könnte, einschließlich akuter Abstoßung und Transplantatfunktion, gemessen durch eGFR.

Ziele

1. Testen Sie, ob die Integration der dd-cfDNA-Fraktion mit HLA-DR+TNFR2+ Tregs im Voraus oder zum Zeitpunkt der Allotransplantatverletzung die Vorhersageleistung für eine akute Abstoßung nach einer Nierentransplantation verbessern kann.
2. Testen Sie, ob die Integration der dd-cfDNA-Fraktion 2 Wochen nach der Transplantation mit HLADR+TNFR2+-Tregs vor der Transplantation zukünftige akute Abstoßungsepisoden und die 1-Jahres-Funktion des Transplantats vorhersagen kann.

Die Forscher werden 150 erwachsene Empfänger von Nierentransplantaten mit Versicherungsschutz für die Messung der dd-cfDNA-Fraktion rekrutieren.