Minimally Invasive in Situ Perfusion Method for Targeted AAV Delivery in Native Kidney: Proof of Concept in Pigs
Questo studio dimostra una prova di concetto per una tecnica di perfusione in situ, minimamente invasiva e guidata da fluoroscopia nei suini, che consente la consegna efficiente e mirata di virus adeno-associati (AAV) ai reni nativi limitando significativamente l'epatotossicità off-target.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
La malattia renale cronica è un peso silenzioso e crescente che colpisce milioni di persone in tutto il mondo, portando spesso a uno stadio in cui il corpo non è più in grado di filtrare i rifiuti dal sangue. Quando ciò accade, i pazienti si trovano di fronte alla scelta tra la dialisi, una macchina che svolge il lavoro del rene, o un trapianto. Sebbene queste opzioni mantengano in vita le persone, esse non ripristinano completamente le complesse funzioni naturali di un organo sano e comportano spesso effetti collaterali significativi che riducono la qualità della vita. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno guardato alla terapia genica come a un modo per riparare o rigenerare i reni danneggiati prima che falliscano completamente. Gli strumenti più promettenti per questo compito sono piccoli virus innocui chiamati virus associati all'adeno, che possono essere ingegnerizzati per trasportare istruzioni genetiche nelle cellule. Tuttavia, un ostacolo principale ha impedito l'uso di questi virus per il trattamento renale: quando vengono iniettati nel flusso sanguigno, il fegato agisce come una spugna, assorbendo la maggior parte dei virus prima ancora che raggiungano i reni. Ciò non solo rende il trattamento inefficace per i reni, ma rischia anche di danneggiare il fegato.
Un team di ricercatori in Spagna ha ora dimostrato un nuovo modo per aggirare questo problema, provando che è possibile somministrare una terapia genica direttamente a un rene vivo senza estrarlo dal corpo. Lavorando con i maiali, che hanno organi simili per dimensioni e funzione ai reni umani, gli scienziati hanno sviluppato una tecnica minimamente invasiva che isola temporaneamente un singolo rene dal resto del sistema circolatorio. Facendo passare tubi sottili attraverso una piccola puntura nella gamba, hanno utilizzato un palloncino per bloccare l'arteria e la vena del rene, creando un circuito chiuso. Hanno poi pompato un fluido speciale contenente il virus che trasporta il gene direttamente in quel rene isolato per un'ora. Questo metodo ha permesso al virus di inondare il tessuto renale mantenendolo però fuori dal flusso sanguigno e lontano dal fegato. Sei giorni dopo, i ricercatori hanno scoperto che le istruzioni genetiche erano entrate con successo nelle cellule renali, facendole brillare con una specifica luce rossa, mentre il fegato non mostrava segni di aver ricevuto il virus né danni subiti.
La procedura è stata testata su tre scrofe, con ogni animale sottoposto al processo sotto anestesia generale. Il team ha utilizzato due diversi tipi di macchine per la perfusione esterna, ovvero dispositivi normalmente utilizzati per mantenere in vita gli organi al di fuori del corpo, per preservare la salute del rene durante l'isolamento. Una macchina era un dispositivo disponibile commercialmente utilizzato per la conservazione dei trapianti di rene, mentre l'altra era una pompa tipicamente utilizzata per il supporto cuore-polmone. Nei primi due maiali, i ricercatori hanno semplicemente testato se fosse possibile isolare con successo il rene e pompare il fluido attraverso di esso senza causare danni. Hanno confermato che il rene rimaneva vitale, con il flusso sanguigno che tornava alla normalità dopo la procedura, e hanno riscontrato solo lievi e gestibili ematomi sotto la pelle dell'organo. Nel terzo maiale, hanno introdotto il virus che trasporta un gene capace di far produrre alle cellule una proteina fluorescente rossa. Dopo la perfusione di un'ora, il team ha lavato il rene con una soluzione salina per garantire che nessun virus tornasse nel corpo.
I risultati hanno mostrato che il metodo funzionava esattamente come previsto. Quando i ricercatori hanno esaminato il maiale trattato, hanno rilevato il segnale fluorescente rosso solo nel rene che era stato sottoposto a perfusione, non nell'altro rene o nel fegato. L'analisi microscopica ha confermato che il virus era entrato nelle minuscole unità filtranti e nei tubuli del rene, incluse le cellule che rivestono i glomeruli, ovvero le principali strutture di filtrazione del rene. Il fegato, che di solito cattura questi virus quando vengono iniettati nell'intero corpo, non mostrava evidenza del virus e rimaneva sano. I ricercatori hanno inoltre notato che il virus appariva nella vescica, suggerendo che parte di esso fosse stato naturalmente filtrato ed escreto nell'urina, il che potrebbe spiegare perché anche alcune cellule vicino alla superficie del rene fossero state colpite. Durante la settimana successiva alla procedura, i maiali si sono comportati normalmente, non mostrando segni di dolore o disagio, e i loro reni hanno continuato a funzionare bene.
Questo studio suggerisce che è possibile trattare un rene nativo con la terapia genica senza la necessità di un intervento chirurgico maggiore o il rischio di tossicità epatica. I ricercatori riconoscono che il campione era piccolo e che i maiali hanno una maggiore tendenza ai coaguli di sangue rispetto agli esseri umani, il che potrebbe porre delle sfide se il metodo venisse adattato per le persone. Hanno inoltre osservato che l'infiammazione vista nel rene trattato potrebbe essere una reazione al virus o alla proteina da esso prodotta, piuttosto che alla procedura stessa. Tuttavia, il successo dell'uso di due diversi sistemi di perfusione indica che la tecnica è flessibile e potrebbe essere adattata con attrezzature già disponibili negli ospedali. Combinando la radiologia interventistica con la tecnologia di perfusione degli organi, questo approccio offre una strada potenziale per lo sviluppo di trattamenti in grado di riparare direttamente il tessuto renale, potenzialmente ritardando o prevenendo la necessità di dialisi o trapianto in futuro.
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