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La lesión por isquemia-reperfusión hepática

Dra. Araní Casillas-Ramírez

RED INTERNACIONAL DE INVESTIGACIÓN LASALLISTA Cd. Victoria, 31 de Enero de 2013

Isquemia reperfusión

Isquemia Reperfusión

Cirugía hepática

Resección hepática

Isquemia normotérmica

Trasplante hepático

Isquemia fría

• Causa principal del mal

funcionamiento inicial y fallo

primario del injerto.

• El fallo primario del injerto

es el responsable del 81% de

los retrasplantes durante la

primera semana después del

TH.

Relevancia clínica de la lesión por I/R asociada a TH

• Asociada a disfunciones

hepáticas y mortalidad post-

quirúrgica.

Resección hepática Trasplante hepático

Mecanismos de señalización implicados en la

patofisiología de la lesión por I/R hepática

La esteatosis hepática es la acumulación de grasa en hepatocitos.

Está asociada con obesidad, diabetes y síndrome metabólico.

Se espera un aumento en la prevalencia de esteatosis en cirugía hepática.

Problemática actual

Y si esto sucede en los hígados normales, los hígados esteatósicos presentan

un mayor riesgo de disfunción o fallo hepático debido a que toleran la lesión

por I/R peor que los hígados normales.

Esteatosis hepática y la lesión por I/R en el TH

Resecciones hepáticas:

Mayor morbilidad y mortalidad post-quirúrgica en hígados esteatósicos.


• El aumento en la demanda de órganos no puede cubrirse con hígados

en estado óptimo.

• Esto ha conducido a la aceptación de injertos hepáticos esteatósicos

para trasplante.

• El uso de injertos hepáticos esteatósicos está asociado con aumento en

el riesgo de disfunción o fallo primario del injerto tras la cirugía.

• La esteatosis exacerba la escasez de donantes de hígado ya que es la causa principal de rechazo de órganos para trasplante.

Importancia de la esteatosis hepática

La lesión por I/R en hígados esteatósicos

Alteraciones

en la microcirculación

I/R hepática: problema sin resolver

en la práctica clínica

• Tratamientos

farmacológicos

• Soluciones de

preservación

• Estrategias de terapia

génica

A pesar de los avances en:



• Tratamientos

farmacológicos


THERAPEUTIC

STRATEGIES

Hepatic

ischemia-reperfusion

injury

PHARMACOLOGICAL

TREATMENTS

Chloroquine

Chlorpromazine

Mitochondrial dysfunction

Loss of phospholipids in

ischemia

Anti-TNF TNF

Tocopherol

Glutathione ester

Allopurinol

ROS

Dopamine

ATP-MgCl2 Adenosine

NO

L-arginine

Anti-ICAM-1

Anti-P-selectin

Microcirculatory

disorders

Neutrophil

accumulation



• Soluciones de

preservación


THERAPEUTIC

STRATEGIES

Hepatic


injury

PRESERVATION

SOLUTIONS

University of Wisconsin

+ Additives:

Deleterious effects of

cold ischemia

PGI2 analogue

p38 MAPK inhibitor

NO donor

PAF antagonist

Calmoduline inhibitors

Ca2+ channel blockers

Trophic factors

Caspase inhibitors

Calpain inhibitors

SAM

Insuline

FBP



• Estrategias de terapia

génica


THERAPEUTIC

STRATEGIES

Hepatic


injury

GENE

THERAPY Overexpression

SOD

Catalase Bcl-2

Bag-1 IB-alpha

ROS

Apoptosis

NFB

ICAM-1

HO-1

IL-13

IL-1 Ra

Neutrophil

recruitment

Cytoprotection

Downregulation

I/R hepática y Precondicionamiento isquémico

THERAPEUTIC

STRATEGIES

Hepatic


injury

ISCHEMIC PRECONDITIONING

Endogenous protective mechanism

Preliminary results

showing effectiveness

in clinical liver

transplantation

Strategies mimetizing

its beneficial effects

Heat shock

Chemical preconditioning

Doxorubicine

Atrial Natriuretic peptide

Oxidants

Ann Surg 2003; 238: 843-852

Precondicionamiento isquémico

Isquemia Reperfusión Isquemia Reperfusión

Precondicionamiento

isquémico Cirugía hepática

Lesión

hepática

Nivel Experimental:

Protege en resecciones y

trasplantes, ambos tipos de

hígado.

Nivel Clínico:

Protege sólo en resecciones,

en trasplante está bajo

evaluación

Prevenir los efectos adversos de la lesión por I/R en TH:

necesidad actual

Desarrollar estrategias protectoras para

minimizar los efectos adversos de la lesión

por I/R en los hígados esteatósicos

sometidos a trasplante

Mejorar los resultados post-operatorios de los pacientes

trasplantados.

Disponer de injertos esteatósicos que son rechazados para

trasplante y minimizar la problemática del banco de órganos.


nuevas dianas terapéuticas

Actualmente se buscan nuevas dianas terapéuticas que sean capaces

de modular la lesión por I/R hepática induciendo la activación de varias

vías de señalización molecular.

Estudio de los mecanismos de

señalización que ocurren en el

Precondicionamiento

isquémico

¿Cómo?

Uso de modelos

experimentales

de trasplante

hepático

El sistema Renina-Angiotensina

AT1 AT2

Angiotensin I

Angiotensinogen

Renin

Angiotensin II

ACE

El sistema renina-angiotensina

y la lesión hepática por I/R

Critical Care Medicine 2008;36(4):1256-66.

Modelo experimental:

Isquemia hepática normotérmica

¿La inhibición de Angiotensina II

es de utilidad en el trasplante hepático?

Modelo experimental de trasplante hepático

Animales de experimentación:

Ratas Zucker Obese y Lean

Receptor

Rata Zucker Ln

Donante

Rata Zucker Ob:

Injerto hepático

Esteatósico

Donante

Rata Zucker Ln:

Injerto hepático

no esteatósico

Receptor

Rata Zucker Ln

Tinción Red Oil

Tinción Red Oil

Muestras para determinaciones analíticas: Sangre y tejido hepático recolectados al termino del tiempo de reperfusión.

Angiotensina II en el trasplante hepático y en el

precondicionamiento isquémico

Hígado no esteatósico

Hígado esteatósico S

ham TH

PC

I+T

H

Sham TH

PC

I+T

H

0

10

20

30

40

*

* #

*

*An

gio

ten

sin

a I

I

(fm

ol/

g d

e t

eji

do

)

*p < 0.05 versus Sham

#p < 0.05 versus TH no esteatósico

Ang II

Lesión por I/R

Lesión por I/R

PCI Ang II

Efecto del bloqueo de la acción de la Ang II sobre el

daño hepático en trasplante.

Sham TH

TH

+A

T1R

anta

gonis

ta

TH

+A

T2R

anta

gonis

ta

Sham TH

TH

+A

T1R

anta

gonis

ta

TH

+A

T2R

anta

gonis

ta

0

1000

2000

3000

4000

5000

*+ *+

**

*

*

AL

T

(UI/

L)

Sham TH

TH

+A

T1R

anta

gonis

ta

TH

+A

T2R

anta

gonis

ta

Sham TH

TH

+A

T1R

anta

gonis

ta

TH

+A

T2R

anta

gonis

ta

0

1000

2000

3000

4000

5000

*+ *+

* * *

*AS

T

(UI/

L)


Hígado esteatósico

*p < 0.05 versus Sham +p < 0.05 versus TH

TH

TH

+A

T1R

anta

gonis

ta

TH

+A

T2R

anta

gonis

ta

TH

TH

+A

T1R

anta

gonis

ta

TH

+A

T2R

anta

gonis

ta

0

1

2

3

+ +

Gra

do

de l

esió

n

hep

áti

ca

AT2R

antagonista

AT1R

antagonista

Ang II

Lesión por I/R

Necrosis

Efecto de los antagonistas de los receptores de la

Ang II sobre el daño hepático

TH con injertos no esteatósicos

¿Por qué la inhibición de la acción de la Ang II

no protege a los hígados esteatósicos

sometidos a trasplante?

Degradación de la Ang II

Angiotensina 1-7

(Ang 1-7)

Ang II

ACE2

Receptor

Mas de la

Ang 1-7

Sham TH

PC

I+T

H

Sham TH

PC

I+T

H

0

10

20

30

40

*

* #

*

*An

gio

ten

sin

a I

I

(fm

ol/

g d

e t

eji

do

)



Angiotensina 1-7 en la lesión por I/R asociada a

trasplante hepático




#p < 0.05 versus TH no esteatósico

Sham TH

Sham TH

0

1

2

3

4

5

6

7

*

* #

An

gio

ten

sin

a (

1-7

)

(fm

ol/

mg

de p

rote

ína)

Lesión por I/R

Ang (1-7)

Efecto del bloqueo de la acción de la Ang 1-7 sobre el

daño hepático en trasplante



*p < 0.05 versus Sham +p < 0.05 versus TH

Sham TH

Sham TH

0

1000

2000

3000

4000

5000

*

*

*

*

+

TH

+A

ng (

1-7

)Mas

anta

gonis

ta

TH

+A

ng (

1-7

)Mas

anta

gonis

ta

AS

T

(UI/

L)

Sham TH

Sham TH

0

1000

2000

3000

4000

5000

* +*

*

*

TH

+A

ng (

1-7

)Mas

anta

gonis

ta

TH

+A

ng (

1-7

)Mas

anta

gonis

ta

AL

T

(UI/

L)

TH

TH

0

1

2

3

+

TH

+A

ng (

1-7

)Mas

anta

gonis

ta

TH

+A

ng (

1-7

)Mas

anta

gonis

ta

Gra

do

de l

esió

n

hep

áti

ca

Efecto del antagonista del receptor de la Ang 1-7

sobre el daño hepático

Lesión por I/R

Necrosis

Ang (1-7)

Mas

antagonista

Ang (1-7)

TH con injertos esteatósicos

El Sistema Renina Angiotensina en la lesión hepática por

isquemia-reperfusión asociada al trasplante

Injertos hepáticos no esteatósicos

LESIÓN HEPÁTICA POR I/R

Ang II

AT2R antagonista

AT1R antagonista

Ang II

ATR

1 y 2

Injertos hepáticos esteatósicos


Ang (1-7) Mas

antagonista

Ang (1-7)

Mas R

Ang (1-7)


necesidad actual

Desarrollar estrategias protectoras para

minimizar los efectos adversos de la lesión

por I/R en los hígados esteatósicos

sometidos a trasplante


trasplantados.



La proteína transportadora de retinol tipo 4

(RBP4)

RBP4

Infiltración grasa del hígado

Regulación de la respuesta

inflamatoria

Modelos experimentales y en humanos

(Yang Q. y cols. Nature 2005, Seo JA y

cols. Clin Endocrinol 2008)

Daño hepático Humanos (Wu H y cols. Diabetes

Res Clin Pract 2008)

Diabetes, obesidad, (Graham TE, New Engl J Med

2006; Yao-Borengasser A, J Clin Endocrinol

Metab 2007)

LESIÓN

POR I/R EN

HÍGADOS

ESTEATÓSICOS

Obesidad, diabetes Humanos (Graham TE y cols.

New Engl J Med 2006; Wu H y

cols. Diabetes Res Clin Pract

2008)

Adiponectina

TNF PCI

Isquemia hepática normotérmica Modelos experimentales (Massip-

Salcedo M y cols. Hepatology 2008;

Peralta C y cols. Hepatology 2001)

¿El RBP4 es responsable de

la vulnerabilidad de los

injertos esteatósicos frente

a la lesión por I/R

hepática?

¿El PCI modula RBP4 en la

lesión por I/R en injertos

esteatósicos?



Sham

TH

PC

I+T

H

Sham TH

PC

I+T

H

0

1500

3000

4500

6000

7500

9000

*

* +

RB

P4

(ng

/g d

e t

ejid

o)


+p < 0.05 versus TH

RBP4 en el trasplante hepático y en el



con injertos

no esteatósicos

Lesión por I/R

PCI

RBP4


con injertos

esteatósicos

Lesión por I/R

PCI

RBP4

?

Efecto de la modulación farmacológica del RBP4

sobre la lesión hepática en el trasplante de hígados

esteatósicos y en los efectos protectores del



Sham TH

TH

+R

BP

4

PC

I+T

H

PC

I+T

H+

anti-

RB

P4

0

1000

2000

3000

4000*

* + * +

* º

AS

T

(UI/

L)

Sham TH

TH

+R

BP

4

PC

I+T

H

PC

I+T

H+

anti-

RB

P4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

*

* + * +

* ºA

LT

(UI/

L)

*p < 0.05 versus Sham +p < 0.05 versus TH op < 0.05 versus PCI+TH

TH

TH

+R

BP

4

PC

I+T

H

PC

I+T

H+

anti-

RB

P4

0

1

2

3

+

º

+

Gra

do

de l

esió

n

hep

áti

ca

Papel del RBP4 en el trasplante hepático de injertos

esteatósicos y en el precondicionamiento isquémico

Lesión por I/R

Necrosis

PCI RBP4

RBP4

Trasplante hepático con

injertos esteatósicos

El RBP4 en el precondicionamiento isquémico de injertos

hepáticos esteatósicos sometidos a trasplante

Injertos hepáticos esteatósicos


PCI

RBP4

RBP4

Estrategias protectoras para minimizar los efectos adversos

de la lesión por I/R en los hígados esteatósicos sometidos a

trasplante

Injertos hepáticos no esteatósicos Injertos hepáticos esteatósicos

AT1R antagonista

AT2R antagonista

Ang(1-7) Mas antagonista

RBP4

Isquemia Reperfusión Isquemia Reperfusión

Precondicionamiento

isquémico Trasplante hepático


trasplantados.



Se requieren más investigaciones para prevenir los efectos

nocivos de la lesión por isquemia-reperfusión en la cirugía

hepática

Optimización de órganos marginales

Problemática del Trasplante Hepático: El número de candidatos a trasplante excede al número de donantes

Ampliación de variables de aceptación de órganos:

Donantes de edad avanzada

Donantes a corazón parado

Aumentar el número de injertos disponibles

para trasplante

Obstáculo principal para

utilizar órganos

marginales

Estrategias

propuestas

para afrontar

el problema

LESIÓN POR

ISQUEMIA-REPERFUSIÓN

AFECTA…

Precondicionamiento isquémico en órganos marginales

Mecanismos de la lesión por I/R en órganos marginales para obtener estrategias

farmacológicas protectoras

Métodos de preservación dinámica

Investigaciones futuras

Nuevos métodos de cuantificación de esteatosis hepática

Complicaciones

post-quirúrgicas

Evaluación de esteatosis:

Biopsia hepática

• Comúnmente no se

realiza

• Controversias en

interpretación de

resultados

Nuevas herramientas para detectar y cuantificar esteatosis:

Niveles de adiponectina


Esteatosis hepática

Mayor susceptibilidad a la

I/R hepática

Trasplante de hepatocitos

Mecanismos del implante de hepatocitos para obtener estrategias que permitan

optimizar el implante en el trasplante de hepatocitos.

Mecanismos de proliferación in situ y del funcionamiento de hepatocitos

implantados para diseñar estrategias que mejoren estos aspectos en el trasplante

de hepatocitos.


Eliminar la lesión por I/R inherente a la cirugía hepática

Trasplante de

hepatocitos

Potencial:

• Tratamiento del fallo hepático.

• Tratamiento de defectos innatos del metabolismo.

No se conocen los procesos y factores subyacentes al

implante y la proliferación in

situ de hepatocitos

Limita…

Desarrollo de nuevos

tratamientos de enfermedades hepáticas

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