Mecanismos moleculares en el daño por isquemia en la preservación fría del hígado graso

Abstract

[spa] La lesión por isquemia-reperfusión (IR) es la mayor causa de pérdida y disfunción de tejidos y órganos en trasplantes clínicos, como es el trasplante hepático. Durante la isquemia, la carencia de oxígeno provoca acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS), que causan daños a los hepatocitos a través de la peroxidación lipídica, la oxidación de proteínas, la disfunción mitocondrial y el daño al ADN. Posteriormente, las células de Kupffer y los neutrófilos acumulados se activan en respuesta a la muerte de los hepatocitos y causan inflamación hepática. Además, la acumulación de succinato y la depleción de trifosfato de adenosina (ATP) se han considerado eventos claves para prever los daños moleculares producidos en la reperfusión. El incremento de la demanda de hígados para el trasplante así como los hábitos actuales de la población hacen que se considere la utilización de hígados esteaóticos, menos óptimos y con mayores riesgos post-trasplantes, de cara a aumentar el pool y reducir las listas de espera. La preservación de los injertos hepáticos ha resultado ser una de las terapias más efectivas para conservar el tejido y minimizar el daño por IR, como es la preservación estática en frío y la utilización de los medios de preservación. Las soluciones de preservación clásicas, como son la solución University of Wisconsin (UW) y la solución HTK (histidina-triptófano-cetoglutarato), han sido las más utilizadas hasta la actualidad. Sin embargo, en los últimos años se han desarrollado nuevas estrategias de preservación, como es la solución Institute George Lopez (IGL-1), que contiene Polietilenglicol 35 (PEG35) como agente oncótico y glutatión (GSH) como antioxidante. El objetivo de esta tesis será evaluar la eficacia de los medios de preservación disponibles actualmente así como el papel del PEG35 y el GSH en la preservación estática en frío de hígados grasos. Para ello, se preservaron los injertos hepáticos grasos (24 h, 4 ºC) en las soluciones de preservación IGL-1 y sus modificaciones (IGL-0, sin PEG35; IGL- 2, PEG35 y GSH aumentado) y las soluciones clásicas UW y HTK. Los resultados obtenidos demuestran que el PEG35 mejora el estado hepático y confiere protección mitocondrial durante la isquemia, a través de la activación de la enzima mitocondrial Aldehído Deshidrogenasa 2 (ALDH2), reduciendo la acumulación de succinato y manteniendo los niveles de ATP respecto a la preservación sin PEG35. Además, activa el factor de transcripción Nrf2, promoviendo la respuesta redox y reduciendo el estrés oxidativo (TBARS, 4-HNE y AOPP). Por otro lado, en los hígados la preservados en las soluciones con presencia de GSH y PEG35 se presentan niveles menores de estrés oxidativo, inflamación, apoptosis y piroptosis; así como IGL-2 previene la secreción de citoquinas inflamatorias respecto las soluciones UW y HTK. Finalmente, dado que la solución IGL-2 muestra una mejora de la calidad del injerto, se propone su utilización en la preservación dinámica hipotérmica oxigenada (HOPE). En conclusión, la adición de PEG35 y GSH a los medios de preservación ha demostrado ser protectora en la preservación estática en frío de los hígados esteatósicos.

[eng] Ischemia-reperfusion (I/R) injury is the main cause of loss and dysfunction of tissues and organs in clinical transplants, such as liver transplants. During ischemia, oxygen deprivation causes accumulation of reactive oxygen species (ROS), which cause damage to hepatocytes through lipid peroxidation, protein oxidation, mitochondrial dysfunction, and DNA damage. Subsequently, the accumulated Kupffer cells and neutrophils become activated in response to hepatocyte death and cause hepatic inflammation. In addition, the accumulation of succinate and the depletion of adenosine triphosphate (ATP) have been considered key events to prevent the molecular damage produced in reperfusion. The increased demand for livers for transplantation, as well as the current habits of the population, make the use of steaotic livers, less optimal and with higher post-transplant risks, be considered in order to increase the pool and reduce waiting lists. . Ischemic preconditioning has proven to be one of the most effective therapies for preserving tissue and minimizing I/R damage, such as cold static dehydration and the use of dehydration media. Classical solutions, such as the University of Wisconsin (UW) solution and the HTK (histidine-tryptophan-ketoglutarate) solution, have been the most widely used to date. However, in recent years new development strategies have been developed, such as the Institute George Lopez (IGL-1) solution, which contains Polyethylene Glycol 35 (PEG35) as an oncotic agent and glutathione as an antioxidant. The objective of this thesis will be to evaluate the efficacy of currently available methods of stabilization as well as the role of PEG35 and glutathione in cold static stabilization of fatty livers. For this, the fatty liver grafts were preserved (24 h, 4 ºC) in the solutions of IGL-1 and its modifications (IGL-0, without PEG35; IGL-2, PEG35 and warm glutathione) and the classic UW and HTK solutions. The results obtained show that PEG35 improves liver status and protects mitochondrial protection during ischemia, through the activation of the mitochondrial enzyme Aldehyde Dehydrogenase 2 (ALDH2), reduces the accumulation of succinate and maintains ATP levels with respect to achieved sin PEG35. Furthermore, it activates the transcription factor Nrf2, promotes the redox response and reduces oxidative stress (TBARS, 4-HNE and AOPP). On the other hand, livers preserved in UW and HTK solutions show higher levels of oxidative stress, inflammation, apoptosis and pyroptosis; while IGL-2 prevents oxidation and inflammation. Finally, given that the IGL-2 solution shows an improvement in graft quality, its use in hypothermic oxygenated dynamics (HOPE) is proposed. In conclusion, enhancement of PEG35 and glutathione to media proved to be protective in cold static due to steatotic livers.