Hipotermiczna dotleniona (HOPE) kontra normotermiczna perfuzja maszynowa (NMP) w transplantacji ludzkiej wątroby (HOPE-NMP)

Przeszczep wątroby stał się podstawą leczenia schyłkowej niewydolności wątroby. Podczas gdy zapotrzebowanie na przeszczepy narządów wzrosło z biegiem czasu, wskaźnik dawstwa narządów w Niemczech jest niski w porównaniu z innymi krajami. Główne wskazania do umieszczenia w wykazie to „zwłóknienie i marskość wątroby” (27%), a następnie „alkoholowa choroba wątroby” (23%) i „nowotwory złośliwe wątroby” (17%).

Wraz z pojawieniem się śmiertelności na listach oczekujących, realizowanych jest kilka strategii zwiększania puli dawców; obejmują one wykorzystanie żywych dawców, dzielenie wątroby ze zwłok dla dwóch biorców oraz wykorzystanie alloprzeszczepów dawcy o rozszerzonych kryteriach (ECD) do OLT. Te alloprzeszczepy ECD wykazują jednak słabą tolerancję na uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne (I/R), ważną przyczynę uszkodzenia wątroby. Jako takie, uraz I/R jest podstawową przyczyną dysfunkcji przeszczepu w alloprzeszczepach ECD i negatywnie wpływa na proces regeneracji wątroby w stanach chirurgicznych, w tym resekcjach wątroby i OLT.

Perfuzja maszynowa krwią natlenioną została już wdrożona w pierwszej serii 11 udanych ludzkich OLT w latach 60. Podczas gdy prostota logistyczna i niezawodne działanie CCS doprowadziły do ​​szybkiego przyjęcia jej jako standardowej techniki konserwacji narządów miąższowych, zwiększone wykorzystanie narządów wysokiego ryzyka ujawniło ograniczenia CCS, pogłębiając debatę na temat wpływu różnych technik MP. Obecnie warunki perfuzji są bardzo zróżnicowane, zwłaszcza w badaniach przedklinicznych. Omawiane parametry obejmują różne temperatury, skład perfuzatu, stosowanie przepływu perfuzyjnego (ciągłego lub pulsacyjnego), czas i czas trwania perfuzji, począwszy od miejsca dawczego lub stosowane tylko do końca niedokrwienia w ośrodku biorcy. Dwie główne zasady zostały dziś przełożone na praktykę kliniczną: hipotermiczna perfuzja tlenowa (HOPE) i normotermiczna MP (NMP). Ten ostatni różni się znacznie od HOPE, ponieważ alloprzeszczep jest perfundowany utlenionymi krwinkami czerwonymi lub nośnikami tlenu w temperaturach fizjologicznych w celu zmniejszenia uszkodzenia niedokrwiennego przeszczepu poprzez zminimalizowanie czasu przechowywania w niskich temperaturach i doskonałe naśladowanie warunków fizjologicznych. Niedawno zakończona randomizowana, kontrolowana próba (RCT) przeprowadzona przez Nasralla i in. udowodnili wykonalność NMP dla OLT i wykazali znaczące zmniejszenie szczytowej AST i późniejszej dysfunkcji wczesnej alloprzeszczepu (EAD), jednak bez znaczącej różnicy w przeżyciu przeszczepu i pacjenta. Ostatnio Eshmuminov i in. opisali rozwój techniki NMP, która umożliwiła 7-dniową konserwację ludzkich wątrób z utrzymującą się funkcją metaboliczną i nienaruszoną strukturą wątroby. W oparciu o utrzymujący się pełny metabolizm wątrobowy podczas NMP, kilka grup bada obecnie możliwość testowania żywotności w warunkach normotermicznych. Komórkowe mechanizmy ochrony narządów przez NMP nie koncentrują się wokół łagodzenia i regeneracji IRI, ale zapobiegają IRI i są całkowicie różne od technik zimnej perfuzji. O ile perfuzja maszynowa normotermiczna jest najskuteczniejsza, gdy stosowana jest przez cały okres przechowywania narządu, coraz popularniejsze staje się zastosowanie tej techniki w szpitalu biorcy w leczeniu niedokrwienia końcowego.

Istnieją dwie główne hipotezy dotyczące mechanizmów leżących u podstaw ochrony narządów wywołanej przez HOPE; (I.) modulacja metabolizmu komórkowego (gospodarstwo domowe, oddychanie mitochondrialne) oraz (II.) stymulacja sinusoidalnej warstwy śródbłonka. Chociaż zużycie tlenu przez tkanki jest wyraźnie zmniejszone w temperaturze 4-10 stopni Celsjusza, nie jest całkowicie zawieszone. Przesunięcie metabolizmu mitochondrialnego na szlaki beztlenowe prowadzi do wyraźnej akumulacji metabolitów mitochondrialnych podczas niedokrwienia, a następnie do wytwarzania skrajnie radykalnych form tlenu (ROS) poprzez szybkie ponowne utlenianie przez wczesny wybuch reperfuzji oddechowej. Dostarczanie tlenu podczas konserwacji na zimno może skutecznie przesyłać energię komórkową gospodarstwom domowym za pośrednictwem różnych szlaków mitochondrialnych. Resuscytacja narządów przed implantacją za pomocą perfuzji maszynowej i tlenu może zwiększyć poziom ATP w tkankach i zmniejszyć poniedokrwienną produkcję ROS i wzorców molekularnych związanych z zagrożeniem (DAMP), co z kolei prowadzi do złagodzenia odpowiedzi immunologicznej. Ten efekt kondycjonowania narządów przypisuje się kontrolowanemu ponownemu natlenieniu indukującemu umiarkowane uwalnianie RFT tuż przed reperfuzją. Te niskie poziomy RFT są odpowiedzialne nie tylko za indukcję enzymów antyoksydacyjnych (hemoksygenazy, syntazy glutationu, dysmutazy ponadtlenkowej), ale są również odpowiedzialne za stymulację mediatorów białkowych wrodzonych mechanizmów pro-przeżyciowych. Kolejnym mechanizmem ochronnym efektów dynamicznych metod konserwacji jest obecność naprężeń ścinających i jako taka aktywna perfuzja podczas fazy konserwacji może indukować specyficzne geny wrażliwe na naprężenia ścinające, z których niektóre obejmują czynnik podobny do Kruppela 2 lub śródbłonkową syntazę tlenku azotu. Obecnie trzy wieloośrodkowe RCT zakończyły rekrutację pacjentów, a wyniki kliniczne spodziewane są w 2021 roku. Grupa Zurich zainicjowała wieloośrodkowe RCT w celu oceny wpływu HOPE na dowolny przeszczep DBD wątroby, w tym retransplantacje i wątrobę brzeżną, i ma moc oceny poważnych powikłań (stopień ≥III według Claviena) (NCT01317342). Zespół z Groningen bada technikę podwójnej HOPE (d-HOPE) w przeszczepach DCD (NCT02584283), a nasza własna grupa zainicjowała wieloośrodkowe RCT na HOPE w transplantacji wątroby ECD-DBD w 2017 r. (NCT03124641).

Ocena żywotności podczas MP może pomóc w decyzji klinicznej, czy zaakceptować wątrobę do przeszczepu i dlatego jest ważnym, pojawiającym się narzędziem w ECD OLT. Możliwość wiarygodnej oceny żywotności jest zalecana jako istotna zaleta normotermicznych technik perfuzji. Utrzymując pełny metabolizm, NMP pozwala analizować kilka czynników odpowiedzialnych za czynność i uszkodzenie wątroby, w tym parametry dróg żółciowych (np. przepływ żółci, glukoza żółci, wodorowęglany i pH), pH perfuzatu i nadmiar zasad, przepływ w żyle wrotnej i tętnicy wątrobowej oraz enzymy komórek wątrobowych perfuzatu. Pomimo zmniejszonej aktywności metabolicznej podczas przechowywania w chłodni i hipotermicznej perfuzji wątroby, istnieje coraz więcej dowodów na to, że przewidywanie przyszłej wydajności przeszczepu po przeszczepie może być możliwe również podczas HOPE. Analiza zimnego perfuzatu podczas HOPE zapewnia wyjątkową okazję do zidentyfikowania potencjalnych biomarkerów, które są związane z różnymi wynikami po OLT. Niedawne badanie obejmujące 31 ludzkich przeszczepów ECD-DBD początkowo odrzuconych do przeszczepu wykazało, że zimna perfuzja nie tylko łagodzi uszkodzenia reperfuzyjne, ale także umożliwia ocenę żywotności przeszczepu. Zatem 2-godzinny AST perfuzatu i dehydrogenaza mleczanowa (LDH) istotnie korelowały ze szczytową AST po implantacji. W dwóch przeszczepach ze znacznym uwalnianiem transaminaz poreperfuzyjnych odnotowano wysokie ciśnienie perfuzji wrotnej.

Grupa Zurich przedstawiła niedawno nowy marker mitochondrialny do oceny żywotności całych przeszczepów wątroby podczas HOPE. Analiza fluorometryczna w czasie rzeczywistym mitochondrialnego mononukleotydu flawinowego (FMN) w perfuzacie HOPE przewidywała czynność ludzkiej wątroby, powikłania i utratę przeszczepu przed przeszczepem. Zastosowanie tego zastępczego parametru może ułatwić podjęcie właściwej decyzji klinicznej, czy zaakceptować, czy odrzucić alloprzeszczepy w warunkach HOPE. Marker ten jest obecnie walidowany w innych narządach litych, a także w grupie roboczej RCT Guarerras. Co ważne, ilościowe oznaczenie FMN jest możliwe w czasie rzeczywistym i wymaga jedynie spektroskopu, aby wiarygodnie przewidzieć przeżycie przeszczepu w ciągu pierwszych 30-45 minut HOPE. Wartość kliniczna i bezpośrednie porównanie różnych parametrów żywotności alloprzeszczepu w ustawieniu HOPE vs. NMP nie zostało jeszcze zbadane w warunkach dużego wieloośrodkowego RCT. Wraz z pojawieniem się klinicznego MP i w kontekście tragicznej sytuacji w świecie zachodnim, niezwykle ważne będzie zidentyfikowanie najskuteczniejszej techniki dynamicznego zachowania. Podczas gdy poprzednie i obecne badania kliniczne dotyczące przeszczepów wątroby z DCD i DBD miały na celu porównanie różnych podejść MP z CCS jako standardem klinicznym, nadal brakuje bezpośredniego porównania między różnymi technikami MP w końcowym niedokrwieniu (HOPE w porównaniu z NMP).