Le réseau microvasculaire est une cible majeure de l’ischémie reperfusion. Le but de cette étude était de caractériser le remodelage vasculaire du cortex rénal après ischémie reperfusion et de déterminer la partie la plus affectée. Nous avons utilisé un modèle préclinique porcin d’auto-transplantation rénale avec néphrectomie controlatérale dans lequel le greffon a été conservé 24 h à 4 °C dans la solution de conservation : University of Wisconsin. Trois mois après auto-transplantation, les reins porcins (n = 5) ont été étudiés ex vivo par micro-tomographie en les comparant à des reins natifs (n = 5 ; Fig. 1a). La morphologie du réseau vasculaire et notamment la densité et la tortuosité des segments vasculaires ont été analysés à partir d’un procédé d’analyse tridimensionnelle. Le débit sanguin cortical a également été évalué, ainsi que la fonction rénale et les lésions tissulaires. L’ischémie-reperfusion rénale a conduit à une diminution du volume des segments vasculaires associée à une raréfaction des petits vaisseaux de moins de 30 μm, en particulier dans le cortex profond (Fig. 1b). Cette raréfaction microvasculaire a été corrélée à une détérioration de la fonction rénale accompagnée de protéinurie et de dysfonction tubulaire (Fig. 1c). Le débit sanguin cortical des greffons était diminué à 1 h et à 3mois après la transplantation. Dans le cortex total des greffons, il a été mis en évidence une augmentation du nombre de bifurcations des segments vasculaires et le développement d’un tissu fibreux qui participe au remodelage vasculaire (Fig. 1d). Ce travail apporte des indications sur le spectre lésionnel de l’ischémie reperfusion rénale et permettra de développer des futures thérapies dans le but d’améliorer la préservation du réseau microvasculaire du greffon rénal.

Decreasing organ quality is prompting research toward new methods to alleviate ischemia reperfusion injury (IRI). Oxidative stress and nuclear factor kappa beta (NF-κB) activation are well-described elements of IRI. We added cyclodextrin-complexed curcumin (CDC), a potent antioxidant and NF-κB inhibitor, to University of Wisconsin (UW) solution (Belzer's Solution, Viaspan), one of the most effective clinically approved preservative solutions. The effects of CDC were evaluated on pig endothelial cells and in an autologous donation after circulatory death (DCD) kidney transplantation model in large white pigs. CDC allowed rapid and lasting uptake of curcumin into cells. In vitro, CDC decreased mitochondrial loss of function, improved viability and lowered endothelial activation. In vivo, CDC improved function recovery, lowered histological injury and doubled animal survival (83.3% vs. 41.7%). At 3 months, immunohistochemical staining for epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and fibrosis markers was intense in UW grafts while it remained limited in the UW + CDC group. Transcriptional analysis showed that CDC treatment protected against up-regulation of several pathophysiological pathways leading to inflammation, EMT and fibrosis. Thus, use of CDC in a preclinical transplantation model with stringent IRI rescued kidney grafts from an unfavorable prognosis. As curcumin has proved well tolerated and nontoxic, this strategy shows promise for translation to the clinic.

La trimétazidine (TMZ), agissant sur le métabolisme de la mitochondrie, a été étudiée dans différentes situations d’ischémie reperfusion avec des effets protecteurs. À partir d’un modèle porcin d’auto-transplantation rénale mimant la situation des donneurs décédés par arrêt cardiaques, l’évaluation de TMZ ajoutée au milieu de conservation a été faite pour étudier l’amélioration de la reprise de fonction et les effets à long terme. Des groupes de 7 animaux ont été étudiés: témoin (laparotomie et manipulation douce du pédicule rénale); groupe uninéphrectomisé (ablation du rein gauche); groupe IC60VIA (rein auto-transplanté conservé par Viaspan); groupe IC60VIA + TMZ10 (rein auto-transplanté conservé par Viaspan et 10 mg de TMZ); groupe IC60VIA + 20 (rein auto-transplanté conservé par Viaspan et 20 mg de TMZ). Les reins conservés étaient soumis à 60 minutes d’ischémie chaude par clampage du pédicule rénale suivi par 24 h d’ischémie froide dans la solution Viaspan (UW). La reprise de fonction, le niveau de stress oxydant et la réaction inflammatoire ont été évalués ainsi que les lésions histologiques. L’ajout de TMZ améliore significativement (p < 0.05), la reprise de fonction rénale précoce en particulier à la dose de 20 mg par litre de solution, comme en témoigne l’évolution de la créatinine. La fonction tubulaire est également améliorée (p < 0.05) ainsi que le pouvoir de concentration (p < 0.05) durant la phase précoce des 2 semaines post-transplantation. L’analyse histologique à la fin de la première semaine met en évidence une limitation des lésions de nécrose rénale et une amélioration de la réparation. Durant cette première semaine, le niveau plasmatique de 8 iso-prostane, marqueur de la péroxydation lipidique, est également diminué dans les groupes traités et particulièrement avec 20 mg de TMZ. Les cytokines pro-inflammatoires TNF-α et Il-6 sont diminuées dans le plasma durant la première semaine. La TMZ est un agent pharmacologique qui agit sur le métabolisme mitochondriale. Ajouté à une solution de conservation dans un modèle mimant les donneurs décédés après arrêt cardiaque, cet agent pharmacologique limite les effets des principaux mécanismes lésionnels impliqués. Ce type de molécule pourrait être intéressant dans des protocoles de conditonnement comportant des étapes de circulation régionale normothermique (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3).

Ischemia reperfusion (IR) induced immune response is a critical issue in transplantation (Tx). Complement and contact system activation are two of its key mechanisms. We investigated the benefits of pre-reperfusion treatment with recombinant human C1INH (rhC1INH), inhibitor of both complement and contact activation, in a pig model of kidney autotransplantation in which the transplanted kidney was subjected to 60min warm ischemia prior to 24h static preservation in University of Wisconsin solution to maximize damage. This preclinical model (with contralateral nephrectomy after Tx) permits us to obtain clinically relevant functional and histological data on both the acute response and the chronic outcomes during a 3 months-follow up period. ELISA and immunohistofluorescent analyses revealed an inhibition of both C5 and MASP2 in treated animals, indicating full inhibition of the complement system. Treated animals recovered kidney function quickly (Fig1), as measured by serum creatinine, reaching pretransplant levels by Day 11 while Vehicle animals could never recover proper kidney function (p<0.05 AUC comparison). Urinary NGal measurements showed elevated levels that did not differ between groups, indicating that the treatment did not influence IR-mediated tubular cell necrosis. With regards to chronic graft outcome (Fig2), rhC1INH treatment prevented fibrosis development compared to vehicle (p<0.05), in association with improved function at months 1 and 3 (p<0.05). Immunohistochemistry analyses showed a decreased number of invading macrophages within the graft and a reduction of epithelial to mesenchymal transition activation. In this preclinical model of kidney transplantation, while tubular necrosis was similar between the groups the inhibition of complement activation by rhC1INH at reperfusion permitted the limitation of immune system activation, preserving graft integrity on the short and long term and significantly improving outcomes.Figure: No Caption available.Figure: No Caption available.DISCLOSURE:van Amersfoort, E.: Employee, Pharming BV. Oortwijn, B.: Employee, Pharming BV.

Le réseau vasculaire est reconnu comme une cible majeure au cours de l’ischémie reperfusion avec les conséquences à cours et long terme sur le devenir des organes. Il a été démontré que l’évolution péjorative de fonction des reins peut être liée à réponse discordante entre hypoxia inducible factor-1α (HIF-1α) et vascular endothelial growth factor (VEGF). Dans cette perspective, nous avons étudié différents isotypes de VEGF. Deux isotypes de VEGF (165 et 121) ont été étudiés après ajout dans la solution Viaspan (UW solution) à la posologie de 25 μg par litre de solution de conservation. L’évaluation s’est faite dans un modèle d’autotransplantation rénale chez le porc Large White (6 animaux par groupe) avec un suivi à 3 mois et comparée à un groupe témoin et un groupe néphrectomisé. La reprise de fonction rénale et la réaction inflammatoire (détermination des marqueurs pro inflammatoires) et les marqueurs de lésions tubulaires. À trois mois, les animaux étaient sacrifiés. L’expression de HIF-1α ; VEGF et TGF-β et l’évaluation de la fibrose tubulo-interstitielle étaient effectuées. Après 24 h de conservation, la reprise de fonction s’est faite plus précocement dans le groupe conservé avec Viaspan + VEGF 121 et durant le suivi des animaux (Fig. 1). Les fonctions tubulaires ont également été significativement améliorées. Au niveau tissulaire, le tenuer en eau était moins importante avec le groupe Viaspan + VEGF 121. L’utilisation du VEGF 121 a limité l’expression des marqueurs pro-inflammatoire de façon significative pour TNF-α, Il-1 et HMGB1 (Fig. 2). L’excrétion urinaire et la détermination plasmatique de NGAL est diminuée significativement dans les deux groupes traités mais de façon plus marquée dans le groupe traité avec VEGF 121. Trois mois après la transplantation, la fibrose interstitielle et l’atrophie tubulaire étaient réduites de façon plus marquée dans le groupe Viaspan + VEGF 121 (Tableau 1). Ce travail l’importance des facteurs intervenant sur les lésions vasculaires et leur intérêt dans la réparation. De plus, le type de la molécule concernée est important avec un impact différent en fonction des isotypes. Ce travail souligne que la cellule endothéliale est une cible qui mérite une approche thérapeutique conjuguée et complémentaire, pouvant avoir des conséquences sur l’aspect tubulaire.