Dd-cfDNA och Treg i förutsägelse av akut avstötning av njurtransplantation

Bakgrund

Trots framsteg inom immunsuppression har 10-års transplantatöverlevnad efter njurtransplantation förblivit stillastående på cirka 50 %. Snabb diagnos av akut avstötning hos njurtransplanterade mottagare är avgörande för att förbättra transplantatöverlevnaden på lång sikt. Klinisk misstanke om akut avstötning bygger för närvarande på övervakning av förhöjda serumkreatinin och diagnostisk bekräftelse med en njurallotransplantatbiopsi. Förhöjning av serumkreatinin är emellertid ospecifik för akut avstötning och detekteras efter att betydande immunologisk skada på allotransplantatet redan inträffat. Bekräftelse med en biopsi är invasiv, associerad med en 1% större komplikationsfrekvens och utsatt för otillräcklig provtagning samt expertläsarvarians. Nya sätt att övervaka och diagnostisera akut avstötning före immunologisk skada på ett icke-invasivt sätt behövs i ett försök att förbättra transplantatöverlevnaden på lång sikt efter njurtransplantation. Cellfritt DNA släpps normalt ut i blodomloppet när celler genomgår apoptos eller nekros. I samband med njurtransplantation och närvaron av ett allotransplantat släpps donatorhärlett cellfritt DNA (dd-cfDNA) kontinuerligt in i mottagarens blodomlopp som ett resultat av allotransplantatcellomsättningen och representerar en liten del av den totala cell- fritt DNA (donator-plus mottagare-härledd). Dd-cfDNA-fraktionen är initialt hög från ischemi-reperfusionsskada och sjunker vanligtvis till en baslinjenivå 10 till 14 dagar efter njurtransplantation. Därefter leder episoder av allograftskada såsom akut avstötning till en ökning av dd-cfDNA-fraktionen i mottagarens blodomlopp. Med användning av singelnukleotidpolymorfismer baserad multiplexerad polymeraskedjereaktionsteknologi och avancerad bioinformatik kan plasma dd-cfDNA-fraktion nu mätas i en njurtransplantationsmottagare utan att det krävs föregående genotypning av givaren eller mottagaren. Nyligen genomförda studier har visat att plasma dd-cfDNA är en lovande ny metod för att upptäcka akut avstötning före immunologisk skada på ett icke-invasivt sätt eftersom det är förhöjt i förväg och vid tidpunkten för biopsibevisad akut avstötning. En cutoff dd-cfDNA-fraktion större eller lika med 1% kunde förutsäga akut avstötning med måttlig till god prestation i dessa studier med area under kurvorna (AUC) varierande från 0,59 - 0,97 på mottagarens operationskarakteristika (ROC) kurvanalyser. När man undersöker akut avstötning genom mekanism, verkar dd-cfDNA-fraktionen ha bättre prediktiv prestanda för antikroppsmedierad avstötning (ABMR), medan dess användbarhet för att förutsäga T-cellsmedierad avstötning (TCMR) förblir tvetydig, särskilt när den är av lägre svårighetsgrad (mindre än Banff) IB). Icke desto mindre, i lägre svårighetsgrad TCMR (Banff 1A eller subklinisk), visades en dd-cfDNA-fraktion större eller lika med 0,5 % potentiellt identifiera njurtransplanterade mottagare med risk för en brantare uppskattad glomerulär filtrationshastighet (eGFR) nedgång, utveckla de-novo donatorspecifik antikropp och framtida avstötningsepisoder. Trots att Medicare har godkänts för klinisk användning kvarstår flera begränsningar med dd-cfDNA i förutsägelsen av akut avstötning. För det första är förhöjning av dd-cfDNA inte avstötningsspecifik eftersom andra medicinska komplikationer såsom urinvägsinfektioner, systemiska infektioner och BK-virusnefropati också kan öka dd-cfDNA. För det andra förblir prediktiv prestanda för dd-cfDNA för TCMR, särskilt av lägre svårighetsgrad, tvetydig. Slutligen är det oklart om tidig dd-cfDNA-fraktion efter njurtransplantation kan förutsäga framtida immunologiska transplantatskador och funktion. Nya sätt att göra dd-cfDNA mer specifikt för akut avstötning, förbättra dess prediktiva prestanda för TCMR och korrelera det med framtida graftfunktion skulle ytterligare förbättra dess kliniska användbarhet. Regulatoriska T-celler (Tregs) är väsentliga för induktion och upprätthållande av tolerans i olika njurtransplanterade djurmodeller genom att undertrycka effektorimmunsvar. Tregs utgör 5 - 10% av CD4+ T-celler och identifieras traditionellt som en homogen population med högt uttryck av CD25, lågt uttryck av CD127 och uttryck av mastertranskriptionsfaktorn FoxP3. Nya data indikerar dock att Tregs är mer heterogena och att uttryck av ytterligare molekyler än de traditionella CD25, CD127 och FoxP3 påverkar deras undertryckande funktionella aktivitet. Vid human njurtransplantation var posttransplantation cirkulerande CD4+CD25hiCD127lo/- Tregs liknande mellan mottagare som led av akut avstötning och de som inte gjorde det. Högt uttryck av HLA-DR på post-transplantation cirkulerande Tregs, som identifierade en population med maximalt undertryckande funktionell aktivitet, var dock lägre hos mottagare som led av akut avstötning. En annan molekyl som identifierar en Treg-population med maximalt undertryckande funktionell aktivitet är TNFR2. TNFR2 förmedlar den biologiska funktionen av det proinflammatoriska cytokinet TNF-a, som är involverat i rekryteringen och aktiveringen av effektor-T-celler under allotransplantatavstötning. Intressant nog visades TNFR2 vara preferentiellt uttryckt på Tregs i motsats till effektor-T-celler. I både murina och humana studier ökade TNF-α-signalering via TNFR2+ Tregs deras överlevnad, spridning och undertryckande funktionella aktivitet.

Preliminära resultat Utredarna har tidigare studerat TNFR2+ Tregs i det specifika sammanhanget av njurtransplantation. Utredarna bekräftade i en kohort av njurtransplantationskandidater att uttryck av TNFR2 på Tregs korrelerade med suppressiv funktion mätt via en traditionell samodlingsanalys av Tregs med stimulerade effektor-T-celler (r=0,63, p<0,01). I en kohort av 76 avlidna donatornjurtransplanterade mottagare publicerade forskarna rollen av pre-transplantation cirkulerande mottagare TNFR2+ Tregs i förutsägelsen av försenad och långsam transplantatfunktion efter njurtransplantation. Eftersom fördröjd och långsam transplantatfunktion är kända riskfaktorer för utveckling av akut avstötning efter njurtransplantation, undersökte forskarna sedan vilken roll pre-transplantationscirkulerande mottagare TNFR2+ Tregs har i förutsägelsen av akut avstötning i samma kohort av mottagare där 75 hade tillgängliga akuta avstötningsdata med lovande resultat, särskilt med låg svårighetsgrad TCMR.

Hypoteser

Eftersom tidigare studier och utredarnas preliminära resultat i en kohort som till övervägande del inkluderar TCMR med låg svårighetsgrad antyder en roll för HLA-DR+TNFR2+ Tregs i förutsägelsen av akut avstötning, antar utredarna att integrering av den med dd-cfDNA-fraktion kan förbättra specificitet och prediktivitet. prestanda för akut avstötning, särskilt TCMR. Utredarna antar också att mätning av tidig dd-cfDNA-fraktion och pretransplant HLA-DR+TNFR2+ Tregs kan förutsäga framtida resultat efter njurtransplantation inklusive akut avstötning och transplantatfunktion mätt med eGFR.

Mål

1. Testa om integrering av dd-cfDNA-fraktion med HLA-DR+TNFR2+ Tregs i förväg eller vid tidpunkten för allotransplantatskada kan förbättra den prediktiva prestandan för akut avstötning efter njurtransplantation.
2. Testa om integrering av dd-cfDNA-fraktion 2 veckor efter transplantation med pre-transplantation HLADR+TNFR2+ Tregs kan förutsäga framtida akuta avstötningsepisoder och 1-årig transplantatfunktion.

Utredarna kommer att rekrytera 150 vuxna njurtransplanterade mottagare med försäkringsskydd för dd-cfDNA-fraktionsmätning.