Contribución de la inflamación del aloinjerto renal a la inflamación sistémica

Abstract

El transplantament renal ha permès millorar la supervivència i la qualitat de vida dels pacients amb malaltia renal crònica ja que disminueix la mortalitat respecte als pacients en diàlisis. Malgrat això, la malaltia cardiovascular constitueix la primera causa de defunció del pacient després del trasplantament renal i està associada a la presència d'inflamació sistèmica (nivells elevats de proteïna C reactiva o de la interleucina 6 en sang).

La nostra hipòtesi sosté que la inflamació a nivell de l'empelt renal contribueix a la inflamació sistèmica. S'han inclòs a 236 pacients portadors d'un trasplantament renal als quals s'ha realitzat una biòpsia de l'empelt, ja sigui de seguiment o indicació per causa, a l'Hospital Universitari Vall d'Hebron, entre juliol de 2015 i abril de 2019. D'aquesta cohort de pacients s'ha obtingut una mostra de sang perifèrica per a la mesura d'un panell de 20 citocines. A més, en un subgrup de 94 pacients s'ha realitzat un estudi d'expressió gènica mitjançant microarrays, tant en el teixit renal com en cèl·lules mononuclears perifèriques, amb l'objectiu de caracteritzar l'expressió de gens relacionats amb el rebuig immunològic. Per a això hem comparat els perfils d'expressió gènica obtinguts en els pacients trasplantats amb troballes de rebuig (inclou rebuig cel·lular i rebuig humoral), canvis borderline, fibrosi intersticial i atròfia tubular (IFTA) i histologia normal en biòpsies de l'empelt renal.

Els pacients amb diagnòstic histològic de rebuig presenten un augment de la inflamació sistèmica, ja sigui mesurat amb el panell de 20 citocines o amb la proteïna C reactiva. A més, el mètode estadístic de construcció d'un arbre de classificació (CART), ens ha permès determinar que és possible classificar als pacients segons el seu estat d'inflamació sistèmica utilitzant únicament els nivells plasmàtics de tres citocines: *MIP-*1alpha, *IL-13 i *IL-4. Mitjançant l'estudi d'expressió de gens relacionats amb el rebuig immunològic en el subgrup de 94 pacients hem observat que l'expressió d'aquests gens es troben augmentats en aquells pacients amb diagnòstic de rebuig respecte als pacients amb histologia normal. A més, tot i que en menor mesura, també es van trobar incrementats els nivells d'expressió de gens de rebuig en pacients amb diagnòstic de canvis Borderline, tant en biòpsies de seguiment com de causa, i en els pacients amb diagnòstic IFTA en biòpsies per causa. Aquestes dades es van confirmar i validar amb els resultats obtinguts prèviament en tres cohorts externes i independents. En sang perifèrica es va observar que l'expressió diferencial de gens relacionats amb el rebuig és menor que en teixit. Trobem una expressió diferencial de gens entre les biòpsies amb diagnòstic de rebuig versus a les biòpsies amb diagnòstic normal, però aquestes dades no es van confirmar

En conclusió, les nostres dades confirmen que existeix una relació entre la inflamació tissular i la inflamació sistèmica avaluada mitjançant un panell de 20 citocines. Els pacients amb canvis borderline en biòpsia per causa o de seguiment, així com, els pacients amb IFTA en biòpsia per causa presenten un increment variable de l'expressió de gens de rebuig. En canvi, no existeix un augment de l'expressió de gens de rebuig en les biòpsies de seguiment amb diagnòstic histològic de IFTA. Els canvis en l'expressió gènica observats a nivell de l'empelt renal, no es reflecteixen en les cèl·lules mononuclears perifèriques.

El trasplante renal ha permitido mejorar la supervivencia y la calidad de vida de los pacientes con enfermedad renal crónica ya que disminuye la mortalidad respecto a los pacientes en diálisis. A pesar de esto, la enfermedad cardiovascular constituye la primera causa de fallecimiento del paciente después del trasplante renal y está asociada a la presencia de inflamación sistémica (niveles elevados de proteína C reactiva o de la interleucina 6 en sangre).

Nuestra hipótesis sostiene que la inflamación a nivel del aloinjerto renal contribuye a la inflamación sistémica. Se han incluido 236 pacientes portadores de un trasplante renal a los que se ha realizado una biopsia del injerto, ya sea de seguimiento o indicación por causa, en el Hospital Universitario Vall de Hebrón, entre julio de 2015 y abril de 2019. De esta cohorte de pacientes se ha obtenido una muestra de sangre periférica para la medición de un panel de 20 citocinas. Además, en un subgrupo de 94 pacientes se ha realizado un estudio de expresión génica mediante microarrays, tanto en el tejido renal como en células mononucleares periféricas, con el objetivo de caracterizar la expresión de genes relacionados con el rechazo inmunológico. Para ello hemos comparado los perfiles de expresión génica obtenidos en los pacientes trasplantados con hallazgos de rechazo (incluye rechazo celular y rechazo humoral), cambios borderline, fibrosis intersticial y atrofia tubular (IFTA) e histología normal en biopsias del injerto renal.

Los pacientes con diagnóstico histológico de rechazo presentan un aumento de la inflamación sistémica, ya sea medido con el panel de 20 citocinas o con la proteína C reactiva. Además, el método estadístico de construcción de un árbol de clasificación (CART), nos ha permitido determinar que es posible clasificar a los pacientes según su estado de inflamación sistémica utilizando únicamente los niveles plasmáticos de tres citocinas: MIP-1alpha, IL-13 e IL-4. Mediante el estudio de expresión de genes relacionados con el rechazo inmunológico en el subgrupo de 94 pacientes hemos observado que la expresión de dichos genes se encuentran aumentados en aquellos pacientes con diagnóstico de rechazo respecto a los pacientes con histología normal. Además, aunque en menor medida, también se encontraron incrementados los niveles de expresión de genes de rechazo en pacientes con diagnóstico de cambios Borderline, tanto en biopsias por seguimiento como por causa, y en los pacientes con diagnóstico IFTA en biopsias por causa. Estos datos se confirmaron y validaron con los resultados obtenidos previamente en tres cohortes externas e independientes. En sangre periférica se observó que la expresión diferencial de genes relacionados con el rechazo es menor que en tejido. Encontramos una expresión diferencial de genes entre las biopsias con diagnóstico de rechazo versus a las biopsias con diagnóstico normal, pero estos datos no se confirmaron con los resultados obtenidos en las tres cohortes de validación.

En conclusión, nuestros datos confirman que existe una relación entre la inflamación tisular y la inflamación sistémica evaluada mediante un panel de 20 citocinas. Los pacientes con cambios borderline en biopsia por causa o de seguimiento, así como, los pacientes con IFTA en biopsia por causa presentan un incremento variable de la expresión de genes de rechazo. En cambio, no existe un aumento de la expresión de genes de rechazo en las biopsias de seguimiento con diagnóstico histológico de IFTA. Los cambios en la expresión génica observados a nivel del aloinjerto, no se reflejan en las células mononucleares periféricas.

Renal transplantation has improved the survival and life quality of patients with chronic kidney disease since it reduces mortality compared to patients in dialysis. Despite this fact, cardiovascular disease is the first cause of death of kidney transplanted patients and is associated with the presence of systemic inflammation (elevated blood levels of C-reactive protein or interleukin 6).

We hypostatize that inflammation of the renal allograft contributes to systemic inflammation. We included 236 kidney transplanted patients who have undergone a graft biopsy, either surveillance or indicated by cause, at the Vall de Hebrón Universitary Hospital, between July 2015 and April 2019. From this cohort a peripheral blood simple was obtained to measure a panel of 20 cytokines. In addition, a microarray based gene expression study has been performed in a subgroup of 94 patients, both in renal allograft tissue and in peripheral mononuclear cells, with the aim of characterizing the expression of genes related to immunological rejection. We have compared the gene expression profiles obtained in transplanted patients with findings of rejection (including cellular rejection and humoral rejection), borderline changes, interstitial fibrosis and tubular atrophy (IFTA) and normal histology in renal graft biopsies.

Patient with histological diagnosis of rejection showed an increase in systemic inflammation, either assesed with the panel of 20 cytokines or with the C-reactive protein. In addition, the statistical method of building a classification tree (CART) has allowed us to determine that it is possible to classify the patients according to their systemic inflammation state using only the plasma levels of three cytokines: MIP-1alpha, IL-13 and IL-4. Through the immune rejection related gene expression study in the subgroup of 94 patients we have observed that immune rejection related genes are more expressed in those patients with a diagnosis of rejection when compared to patients with normal histology. In addition, although to a lesser extent, levels of rejection gene expression were also increased in patients diagnosed with borderline changes, both in surveillance and cause biopsies, and in patients with IFTA diagnosis in cause biopsies. These data were confirmed and validated with the results previously obtained in three external and independent cohorts. In peripheral blood it was observed that the differential expression of genes related to rejection is lower than in tissue. We found a differential expression of genes between biopsies with diagnosis of rejection versus biopsies with normal diagnosis, but these data were not confirmed with the results obtained in the three validation cohorts.

In conclusion, our data confirm that there is a relationship between tissue inflammation and systemic inflammation evaluated by a panel of 20 cytokines. Patients with borderline changes in cause or surveillance biopsies, as well as, patients with IFTA in cause biopsy have a variable increase in the expression of rejection related genes. On the other hand, there is no increase in the expression of rejection related genes in surveillance biopsies with histological diagnosis of IFTA. The changes observed in the allograft gene expression are not reflected in peripheral mononuclear cells.