Hypothermic and Normothermic Machine Perfusion Differentially Shape the Renal Cellular Landscape
En utilisant un modèle murin, cette étude démontre que, bien que la perfusion par machine hypothermique et normothermique améliorent toutes deux le stockage à froid statique en induisant des gènes antioxydants et sensibles à l'hypoxie, la perfusion normothermique provoque de manière unique une lésion tubulaire plus sévère, une inflammation accrue et une mobilisation accrue des cellules immunitaires par rapport à la perfusion hypothermique.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Lorsqu'une personne a besoin d'un nouveau rein, les médecins comptent sur un donneur. Mais il n'y a pas assez de reins sains pour tout le monde, de sorte que les équipes médicales se tournent de plus en plus vers des organes provenant de donneurs plus âgés ou de personnes décédées après l'arrêt de leur cœur. Ces reins à « critères étendus » sont plus fragiles et arrivent souvent endommagés. Pour les maintenir vivants et en bonne santé entre le moment du don et le moment de la transplantation, les chirurgiens utilisent une technique appelée perfusion par machine. Au lieu de simplement envelopper l'organe dans de la glace et de le laisser reposer dans une solution froide, cette méthode pompe un liquide spécial riche en oxygène à travers les vaisseaux sanguins du rein. Cela imite le flux sanguin, permettant aux cellules de recevoir ce dont elles ont besoin pour survivre.
Pendant des années, l'approche standard a consisté à maintenir la machine froide, en refroidissant le rein à environ 4 degrés Celsius. Cela ralentit le métabolisme de l'organe, le mettant dans un état de repos profond. Cependant, une approche plus récente et plus ambitieuse maintient le rein à la température normale du corps, soit environ 37 degrés Celsius. Cette méthode chaude permet à l'organe de fonctionner presque comme s'il était encore à l'intérieur d'un corps, ce qui pourrait permettre aux médecins de vérifier si le rein fonctionne avant même qu'il ne soit placé dans un patient. Bien que la méthode chaude ait montré de grandes promesses pour les foies, les scientifiques n'étaient pas certains de sa sécurité pour les reins, qui sont plus délicats. La question centrale était de savoir si le fait de maintenir un rein chaud et actif l'aidait réellement, ou si l'énergie supplémentaire qu'il brûle causait plus de tort que de bien.
Une équipe de chercheurs à Berlin s'est donné pour mission de répondre à cela en comparant les deux méthodes côte à côte à l'aide d'un modèle précis. Ils ont pris des reins de souris et les ont connectés à une machine qui pompait un fluide oxygéné à travers eux pendant une heure. Certains reins ont été maintenus au froid, tandis que d'autres ont été maintenus au chaud. Les chercheurs ont ensuite examiné de très près ce qui se passait à l'intérieur de l'organe, en examinant les minuscules cellules qui composent le rein et les cellules immunitaires qui y vivent. Ils voulaient voir quelle méthode maintenait les tissus en meilleure santé et laquelle causait plus de stress ou de dommages.
Les résultats ont révélé que les deux méthodes affectent le rein de manières très différentes. La perfusion chaude et active a provoqué des lésions plus graves aux tubules, qui sont les minuscules tubes à l'intérieur du rein qui filtrent les déchets du sang. Lorsque le rein était maintenu au chaud, les chercheurs ont observé que les cellules immunitaires, qui agissent comme l'équipe de sécurité du corps, étaient poussées hors de l'organe et dans le fluide circulant. Plus précisément, la méthode chaude a provoqué une libération significative de neutrophiles, un type de globule blanc souvent associé à l'inflammation et aux dommages tissulaires. En revanche, la méthode froide a permis de conserver davantage de cellules immunitaires résidentes du rein, telles que certains types de lymphocytes T et de macrophages, en toute sécurité à l'intérieur du rein.
L'étude a également examiné la manière dont les cellules mouraient. Dans les reins maintenus au chaud, les cellules immunitaires qui restaient sur place étaient plus susceptibles d'être aux premiers stades de la mort cellulaire programmée, un processus où une cellule s'éteint de manière ordonnée. Les cellules qui composent les vaisseaux sanguins, connues sous le nom de cellules endothéliales, ont montré des signes de mort plus tard dans le processus, tant dans les conditions chaudes que froides, mais la méthode chaude semblait déclencher cela de manière plus agressive. Curieusement, les cellules qui tapissent les tubes de filtration du rein ne présentaient pas de différence majeure dans leur mode de mort entre les deux méthodes, mais le tableau d'ensemble suggérait que l'environnement chaud était plus stressant pour la structure interne de l'organe.
Au niveau moléculaire, les chercheurs ont constaté que les deux méthodes aidaient le rein à se préparer au stress d'être à l'extérieur du corps en activant des gènes qui protègent contre les dommages. Cependant, la méthode chaude a déclenché une réponse inflammatoire beaucoup plus forte. Elle a augmenté la production de gènes associés à l'inflammation et au stress, suggérant que bien que le rein chaud soit actif, il combat aussi une bataille contre son propre environnement interne. La méthode froide, en maintenant l'organe dans un état de repos, a évité cette poussée inflammatoire intense.
Pour tester si ce modèle pouvait être utilisé pour trouver de nouveaux traitements, l'équipe a tenté d'ajouter un médicament appelé ABT-263 au fluide de perfusion chaude. Ce médicament est conçu pour éliminer les cellules vieilles et endommagées. Ils ont découvert que le médicament fonctionnait comme prévu dans certaines zones, réduisant l'activation des cellules des vaisseaux sanguins et modifiant le comportement des cellules immunitaires. Cependant, il a également augmenté le stress dans les cellules de filtration du rein, montrant que même un traitement conçu pour aider peut avoir des effets secondaires complexes selon le type de cellule.
En fin de compte, cette recherche suggère que si le maintien d'un rein au chaud permet de le faire fonctionner, cela a un coût. La méthode chaude accélère les lésions des tubes de filtration et déclenche une réponse inflammatoire plus forte que la méthode froide. La méthode froide, bien que moins active, semble mieux préserver le paysage cellulaire interne du rein, en maintenant le système immunitaire plus contenu et en réduisant le stress immédiat sur la structure de l'organe. Ces découvertes offrent une image plus claire de la manière dont les différentes stratégies de conservation modifient la biologie d'un rein donneur, aidant les scientifiques à comprendre pourquoi une méthode pourrait être meilleure qu'une autre pour des types d'organes spécifiques. L'étude confirme que le choix de la méthode de conservation ne concerne pas seulement la température, mais aussi la façon dont cette température façonne la vie et la mort de chaque cellule à l'intérieur du greffon.
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