Dd-cfDNA og Treg i prediksjon av nyretransplantasjon akutt avvisning

Bakgrunn

Til tross for fremskritt innen immunsuppresjon, har 10-års graftoverlevelse etter nyretransplantasjon holdt seg stillestående på rundt 50 %. Rettidig diagnose av akutt avstøtning hos nyretransplanterte er avgjørende for å forbedre langsiktig transplantatoverlevelse. Klinisk mistanke om akutt avstøtning er for tiden avhengig av overvåking av økning i serumkreatinin og diagnostisk bekreftelse med en nyre-allograftbiopsi. Serumkreatininøkning er imidlertid ikke-spesifikk for akutt avstøtning og oppdages etter at betydelig immunologisk skade på allotransplantatet allerede har skjedd. Bekreftelse med en biopsi er invasiv, assosiert med en 1 % større komplikasjonsrate, og utsatt for utilstrekkelig prøvetaking samt ekspertleservarians. Nye måter å overvåke og diagnostisere akutt avstøtning før immunologisk skade på en ikke-invasiv måte er nødvendig i et forsøk på å forbedre langsiktig transplantatoverlevelse etter nyretransplantasjon. Cellefritt DNA frigjøres normalt til blodet når celler gjennomgår apoptose eller nekrose. I sammenheng med nyretransplantasjon og tilstedeværelsen av et allograft, blir donor-avledet cellefritt DNA (dd-cfDNA) kontinuerlig kastet inn i blodet til mottakeren som et resultat av allograft celleomsetning og representerer en liten brøkdel av total celle- fritt DNA (donor-pluss mottaker-avledet). Dd-cfDNA-fraksjonen er i utgangspunktet høy fra iskemi-reperfusjonsskade og synker vanligvis til et baseline-nivå 10 til 14 dager etter nyretransplantasjon. Deretter fører episoder med allograftskade som akutt avstøtning til en økning i dd-cfDNA-fraksjonen inn i mottakerens blodstrøm. Ved å bruke enkeltnukleotidpolymorfismer-basert multiplekset polymerasekjedereaksjonsteknologi og avansert bioinformatikk, kan plasma dd-cfDNA-fraksjon nå måles i en nyretransplantert mottaker uten behov for forutgående genotyping av giveren eller mottakeren. Nyere studier har vist at plasma dd-cfDNA er en lovende ny metode for å oppdage akutt avstøtning før immunologisk skade på en ikke-invasiv måte ettersom den er forhøyet på forhånd og på tidspunktet for biopsi-bevist akutt avvisning. En cutoff dd-cfDNA-fraksjon større eller lik 1 % var i stand til å forutsi akutt avstøtning med moderat til god ytelse i de studiene med area under the curves (AUCs) som varierte fra 0,59 - 0,97 på mottakeroperasjonskarakteristikk (ROC) kurveanalyser. Når man undersøker akutt avvisning ved hjelp av mekanisme, ser det ut til at dd-cfDNA-fraksjonen har bedre prediktiv ytelse for antistoffmediert avvisning (ABMR), mens dens nytte for å forutsi T-cellemediert avvisning (TCMR) forblir tvetydig, spesielt når den er av lavere alvorlighetsgrad (mindre enn Banff) 1B). Likevel, i lavere alvorlighetsgrad TCMR (Banff 1A eller subklinisk), ble en dd-cfDNA-fraksjon større eller lik 0,5 % vist å potensielt identifisere nyretransplanterte mottakere med risiko for en brattere estimert glomerulær filtrasjonshastighet (eGFR) nedgang, og utvikle de-novo donorspesifikt antistoff, og fremtidige avvisningsepisoder. Til tross for at den er godkjent for klinisk bruk av Medicare, gjenstår flere begrensninger med dd-cfDNA i prediksjonen av akutt avvisning. For det første er økning i dd-cfDNA ikke avstødningsspesifikk, da andre medisinske komplikasjoner som urinveisinfeksjoner, systemiske infeksjoner og BK-virusnefropati også kan øke dd-cfDNA. For det andre forblir prediktiv ytelse av dd-cfDNA for TCMR, spesielt av lavere alvorlighetsgrad, tvetydig. Til slutt er det uklart om tidlig dd-cfDNA-fraksjon etter nyretransplantasjon kan forutsi fremtidige immunologiske graftskader og funksjon. Nye måter å gjøre dd-cfDNA mer spesifikt for akutt avstøtning, forbedre dets prediktive ytelse for TCMR og korrelere det med fremtidig graftfunksjon vil forbedre dens kliniske nytte ytterligere. Regulatoriske T-celler (Tregs) er essensielle for induksjon og vedlikehold av toleranse i forskjellige nyretransplanterte dyremodeller ved å undertrykke effektorimmunresponser. Tregs utgjør 5 - 10 % av CD4+ T-celler og er tradisjonelt identifisert som en homogen populasjon med høy ekspresjon av CD25, lav ekspresjon av CD127 og ekspresjon av master transkripsjonsfaktoren FoxP3. Nyere data indikerer imidlertid at Tregs er mer heterogene og at uttrykk for ytterligere molekyler enn de tradisjonelle CD25, CD127 og FoxP3 påvirker deres undertrykkende funksjonelle aktivitet. Ved human nyretransplantasjon var posttransplantasjons sirkulerende CD4+CD25hiCD127lo/- Tregs like mellom mottakere som led av akutt avstøtning og de som ikke gjorde det. Imidlertid var høy ekspresjon av HLA-DR på post-transplantasjon sirkulerende Tregs, som identifiserte en populasjon med maksimalt undertrykkende funksjonell aktivitet, lavere hos mottakere som led av akutt avstøtning. Et annet molekyl som identifiserer en Treg-populasjon med maksimalt undertrykkende funksjonell aktivitet er TNFR2. TNFR2 medierer den biologiske funksjonen til det pro-inflammatoriske cytokinet TNF-a, som er involvert i rekruttering og aktivering av effektor-T-celler under allograftavvisning. Interessant nok ble TNFR2 vist å bli fortrinnsvis uttrykt på Tregs i motsetning til effektor T-celler. I både murine og humane studier økte TNF-α-signalering via TNFR2+ Tregs deres overlevelse, spredning og undertrykkende funksjonell aktivitet.

Foreløpige resultater Etterforskerne har tidligere studert TNFR2+ Tregs i den spesifikke konteksten av nyretransplantasjon. Forskerne bekreftet i en kohort av nyretransplantasjonskandidater at ekspresjon av TNFR2 på Tregs korrelerte med undertrykkende funksjon målt via en tradisjonell samkulturanalyse av Tregs med stimulerte effektor-T-celler (r=0,63, p<0,01). I en kohort på 76 avdøde nyretransplanterte donorer publiserte etterforskerne rollen til sirkulerende mottaker TNFR2+ Tregs før transplantasjon i prediksjonen av forsinket og langsom graftfunksjon etter nyretransplantasjon. Siden forsinket og langsom graftfunksjon er kjente risikofaktorer for utvikling av akutt avstøtning etter nyretransplantasjon, undersøkte etterforskerne rollen til pre-transplantasjon sirkulerende mottaker TNFR2+ Tregs i prediksjonen av akutt avstøtning i samme kohort av mottakere der 75 hadde tilgjengelige akutte avvisningsdata med lovende resultater, spesielt med lav alvorlighetsgrad TCMR.

Hypoteser

Siden tidligere studier og etterforskernes foreløpige resultater i en kohort som hovedsakelig inkluderer lav alvorlighetsgrad TCMR, antyder en rolle for HLA-DR+TNFR2+ Tregs i prediksjonen av akutt avvisning, antar etterforskerne at integrering av den med dd-cfDNA-fraksjon kan forbedre spesifisitet og prediktivitet. ytelse for akutt avvisning, spesielt TCMR. Etterforskerne antar også at måling av tidlig dd-cfDNA-fraksjon og pretransplantasjons HLA-DR+TNFR2+ Tregs kan forutsi fremtidige utfall etter nyretransplantasjon inkludert akutt avstøtning og graftfunksjon målt ved eGFR.

Mål

1. Test om integrering av dd-cfDNA-fraksjon med HLA-DR+TNFR2+ Tregs på forhånd eller på tidspunktet for allograftskade kan forbedre den prediktive ytelsen for akutt avstøtning etter nyretransplantasjon.
2. Test om integrering av dd-cfDNA-fraksjon 2 uker etter transplantasjon med pre-transplantasjon HLADR+TNFR2+ Tregs kan forutsi fremtidige akutte avstøtningsepisoder og 1-års graftfunksjon.

Etterforskerne vil rekruttere 150 voksne nyretransplanterte med forsikringsdekning for dd-cfDNA-fraksjonsmåling.