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Linee di ricerca

In pazienti con malattia policistica renale autosomica dominante ed insufficienza renale il trattamento con sirolimus non rallenta la progressione della malattia e non è sicuro (studio SIRENA II)
Nei pazienti con malattia policistica renale autosomica dominante (ADPKD) e funzione renale normale o lieve insufficienza renale è stato suggerito che sirolimus, un inibitore dell’enzima mammalian target of rapamycin (mTOR), possa rappresentare un’opzione terapeutica adeguata per rallentare la progressiva crescita delle cisti renali. Per verificare gli effetti a lungo termine del trattamento con sirolimus sulla progressione della malattia renale, è stato disegnato uno studio clinico accademico, prospettico e randomizzato in 41 pazienti con ADPKD e insufficienza renale severa, randomizzati a sirolimus in aggiunta alla terapia convenzionale (n=21) o alla sola terapia convenzionale (n=20). L’outcome primario era il cambiamento rispetto al basale della velocità di filtrazione glomerulare (GFR) misurata mediante la clearance plasmatica dello ioexolo al primo e al terzo anno di follow-up. Un’analisi ad interim pianificata al termine del primo anno ha mostrato che il trattamento con sirolimus, in confronto alla terapia convenzionale, non migliorava il declino progressivo del GFR ed era associato ad un aumento dell’escrezione urinaria dell’albumina e delle proteine totali. L’aumento medio del volume totale del rene è risultato comparabile nei due gruppi di studio. Queste osservazioni, unitamente all’evidenza di un rischio eccessivo di effetti collaterali riconducibili al trattamento con sirolimus, che includevano edema periferico, afte, infezioni del tratto respiratorio superiore, e acne hanno indotto il Data and Safety Monitoring Board a raccomandare la fine anticipata dello studio clinico. Questi risultati indicano la mancanza di efficacia di sirolimus nel rallentare il deterioramento della funzione renale nei pazienti con ADPKD ed insufficienza renale severa, e sono indicativi di un rapporto rischio/beneficio sfavorevole per sirolimus.

 

Infusione sistemica di cellule mesenchimali staminali per riparare il rene e migliorare la funzione renale in pazienti con tumori solidi a rischio di sviluppare insufficienza renale acuta dopo trattamento con cisplatino
L’introduzione del cisplatino nella pratica clinica ha contribuito ad aumentare la sopravvivenza dei pazienti in numerosi tipi di tumori. Sfortunatamente, questo composto causa nefrotossicità, un effetto tossico dose-dipendente e cumulativo che in alcuni casi richiede la riduzione della posologia o l’interruzione del trattamento. Le strategie finora proposte per il trattamento dell’insufficienza renale acuta indotta da cisplatino in modelli sperimentali si sono focalizzate sull’inibizione dei meccanismi che contribuiscono al danno renale, ma nessuna ha portato a risultati significativi nella pratica clinica. Un’altra possibilità consiste nell’adottare strategie volte a favorire la rigenerazione del tessuto renale danneggiato. I tentativi finora si sono concentrati sull’impiego di fattori di crescita. Nonostante risultati promettenti in modelli sperimentali, non sono stati riportati benefici nella pratica clinica. L’abilità delle cellule extrarenali di partecipare al processo rigenerativo nell’insufficienza renale acuta secondaria a ischemia/riperfusione potrebbe essere sfruttata anche nel danno renale acuto causato da cisplatino. Il razionale di questo approccio si basa sui risultati di recenti studi in modelli animali in cui le cellule staminali midollari hanno consentito la proliferazione di cellule muscolari nel tessuto cardiaco danneggiato in seguito a infarto del miocardio. Anche gli studi condotti nell’uomo hanno documentato in modo consistente i benefici della terapia con cellule midollari in pazienti con ischemia cardiaca. Queste osservazioni suggeriscono che la somministrazione di cellule staminali adulte di derivazione midollare può favorire il riparo del rene danneggiato. Lo scopo dello studio attualmente in corso è di valutare se l’infusione di cellule mesenchimali staminali del donatore espanse ex-vivo accelera la rigenerazione delle cellule tubulari renali, e quindi favorisce il recupero della funzione renale, in pazienti con insufficienza renale acuta indotta da cisplatino. La diagnosi di insufficienza renale acuta verrà stabilita sulla base delle concentrazioni urinarie e sieriche di neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) una delle proteine maggiormente sovraespresse dal rene in seguito a danno acuto.

 

Caratterizzazione funzionale e biochimica dei linfociti B e degli anticorpi diretti contro gli antigeni di istocompatibilità (HLA) nel trapianto renale
La scoperta che la risposta alloimmune mediata dagli anticorpi diretti contro gli antigeni di istocompatibilità del donatore (DSA) svolge un ruolo chiave nel fallimento del trapianto renale ha contribuito notevolmente al progresso della medicina del trapianto. Nonostante i DSA siano considerati dannosi, esiste un ampio spettro di lesioni renali che correla con lo sviluppo di questi anticorpi, che va dall’assenza di un danno riconoscibile al rigetto severo. Osservazioni preliminari in una coorte di 60 pazienti sottoposti a trapianto di rene presso il nostro Istituto hanno mostrato che il 30% sviluppava DSA dopo il primo anno dal trapianto; tuttavia la funzione renale si deteriorava progressivamente solo nel 60% dei pazienti durante un follow-up di 5 anni. Una tale variabilità di effetti sottolinea la necessità di definire outcome renali distinti in funzione della presenza e delle caratteristiche dei DSA che si sviluppano dopo il trapianto. Da un punto di vista prognostico, i fattori predittivi potrebbero essere: i) il peculiare fenotipo dei linfociti B che emergono nel sangue periferico dopo il trapianto e che possono generare risposte umorali aberranti; ii) l’alterazione del profilo di glicosilazione dei DSA, poichè piccole variazioni nella componente zuccherina possono convertire l’attività antinfiammatoria di un anticorpo IgG a pro-infiammatoria; iii) la capacità di attivare la cascata terminale del complemento che potrebbe determinare la potenziale citotossicità dei DSA. Utilizzando campioni bioptici, sierici e di cellule mononucleate del sangue periferico già raccolti sequenzialmente a diversi tempi dal trapianto presso il nostro Istituto, verrà valutato il ruolo relativo del fenotipo delle cellule B, dello stato di glicosilazione degli anticorpi e/o della loro capacità di legare e attivare la cascata del complemento nell’identificare i pazienti a rischio di deterioramento progressivo della funzione renale nel lungo periodo dal trapianto. E’ ipotizzabile che sottogruppi di cellule B circolanti nel breve periodo dopo il trapianto possano predire lo sviluppo di DSA dannosi per l’organo trapiantato nel lungo periodo a causa del loro peculiare profilo di glicosilazione e/o della loro capacità di attivare il complemento. Si prevede che l’identificazione di sottotipi di cellule B effettrici o regolatorie e di DSA con glicosilazione anomala e/o con la capacità di legare il complemento possano migliorare la stratificazione del rischio di insufficienza renale nel lungo periodo dal trapianto di rene.

 

Infusione di cellule mesenchimali stromali autologhe nel trapianto di rene per indurre tolleranza
Le cellule mesenchimali stromali (MSC) inibiscono la risposta alloimmune in vitro ed esercitano importanti funzioni immunomodulatorie in vivo in modelli sperimentali. L’applicazione clinica di questi concetti al trapianto d’organo nell’uomo richiede tuttavia una valutazione critica. A tale scopo abbiamo condotto uno studio pilota che ha previsto l’infusione di MSC autologhe di origine midollare (ClinicalTrials.gov, NCT00752479) in due pazienti sottoposti a trapianto di rene da donatore vivente per valutare la tollerabilità e la fattibilità clinica della terapia cellulare. Entrambi i pazienti hanno ricevuto terapia di induzione con Basiliximab e basse dosi di timoglobuline (RATG) e terapia di mantenimento con basse dosi di ciclosporina e micofenolato mofetil. Le MSC sono state somministrate per via endovenosa al settimo giorno dal trapianto. I pazienti sono stati sottoposti a monitoraggio clinico e immunologico nel corso del primo anno dal trapianto. E’ stato osservato un progressivo aumento della percentuale di linfociti T regolatori CD4+CD25+FoxP3+CD127- ed una marcata inibizione dell’espansione di linfociti T memoria CD45RO+RA-CD8+ nel corso del primo anno dal trapianto. E’ stata anche riscontrata una profonda riduzione dell’attività citotossica dei linfociti T CD8+. Nel primo paziente la biopsia renale prevista dal protocollo clinico ad un anno dal trapianto non ha evidenziato segni particolari di danno. Tuttavia in entrambi i pazienti è stato documentato un aumento dei livelli sierici di creatinina da 7 a 14 giorni dopo il trattamento con MSC. In uno dei pazienti la biopsia renale ha escluso lo sviluppo di rigetto acuto ma ha evidenziato un infiltrato infiammatorio caratterizzato prevalentemente da granulociti. Abbiamo ipotizzato che l’ambiente infiammatorio subclinico che si instaura nel rene nei primi giorni dopo il trapianto possa aver favorito il reclutamento e l’attivazione delle MSC infuse, con conseguente amplificazione del processo infiammatorio e deterioramento acuto della funzione renale. Questa ipotesi è stata recentemente confermata in un modello murino di trapianto di rene (Casiraghi et al, American Journal of Transplantation 2012; 18:51-58). In questo modello si è poi dimostrato che è possibile prevenire la comparsa di insufficienza renale acuta quando le MSC vengono infuse nel ricevente il giorno prima del trapianto. In base a questi dati abbiamo modificato il protocollo clinico per verificare se l’infusione di MSC autologhe il giorno prima del trapianto di rene da donatore vivente in due pazienti potesse prevenire il deterioramento acuto della funzione renale osservato nei pazienti che avevano ricevuto MSC al settimo giorno dal trapianto. Inoltre, in questi pazienti è stato rimosso Basiliximab dalla terapia di induzione nel tentativo di ottenere un’espansione dei linfociti T regolatori maggiore rispetto a quella precedentemente riportata nei pazienti a cui era stato somministrato l’anticorpo. Abbiamo osservato che il protocollo di infusione di MSC pre-trapianto, rispetto a quello post-trapianto, forniva vantaggi in termini di sicurezza in quanto i pazienti non hanno sviluppato insufficienza renale acuta mantenendo al contempo le proprietà immunomodulatorie delle MSC. La rimozione di Basiliximab dalla terapia di induzione non ha determinato un’ulteriore espansione dei linfociti T regolatori rispetto a quella riportata nei pazienti che avevano ricevuto terapia di induzione con questo anticorpo. Inoltre la rimozione di Basiliximab dalla terapia immunosoppressiva espone i pazienti ad un maggiore rischio di rigetto acuto nel breve periodo post-trapianto. I risultati di questo studio sono stati pubblicati sulla rivista Transplant International 2013; 26:867-879. Sulla base di questi risultati abbiamo modificato il protocollo clinico e nei prossimi pazienti le MSC autologhe di origine midollare verranno infuse il giorno prima del trapianto di rene e la terapia di induzione consisterà nella combinazione di Basiliximab-basse dosi di RATG.

 

Infusione di cellule mesenchimali stromali allogeniche nel trapianto di fegato da donatore cadavere per indurre tolleranza
Per ragioni tecniche la terapia cellulare con cellule mesenchimali stromali (MSC) autologhe può essere impiegata come strategia per indurre immunomodulazione solo nell’ambito del trapianto d’organo da donatore vivente. Infatti, nei programmi di trapianto d’organo da donatore cadavere la preparazione di MSC autologhe non può essere programmata e, teoricamente, tutti i pazienti in lista d’attesa dovrebbero sottoporsi ad un prelievo di midollo osseo per isolare, espandere e conservare le MSC da utilizzare successivamente quando si rende disponibile un donatore cadavere. Pertanto, la preparazione di MSC autologhe su misura per ciascun paziente sarebbe eccessivamente onerosa in termini di tempo e costi. Sulla base di queste evidenze è stato avviato uno studio clinico di fase I con lo scopo di testare l’infusione di MSC allogeniche midollari come strategia per indurre tolleranza immunologica nei pazienti sottoposti a trapianto di fegato da donatore cadavere. Dieci pazienti verranno randomizzati a ricevere una singola infusione di MSC allogeniche (1-2 x 106/Kg di peso corporeo) poche ore prima del trapianto di fegato mentre 10 pazienti saranno randomizzati a non ricevere l’infusione cellulare (gruppo di controllo). Tutti i pazienti riceveranno terapia di induzione con basse dosi di Timoglobuline e terapia immunosoppressiva di mantenimento con tacrolimus e micofenolato mofetil. Le MSC saranno ottenute a partire da residui di midollo derivanti dalla donazione convenzionale di midollo osseo. Per verificare se il trattamento MSC ha un effetto tollerogenico verranno effettuati studi biologici/meccanicistici. In particolare, verranno valutati la percentuale ed il numero delle cellule del sangue periferico (linfociti T CD4+, linfociti T CD8+, linfociti T naive e memoria, linfociti B e NK) pre-trapianto, 7 e 14 giorni, 1, 6 e 12 mesi dopo l’intervento chirurgico. Inoltre sarà valutata la presenza di cellule T con fenotipo immunoregolatorio (CD4+CD25+FoxP3+CD127-) prima del trapianto, 1, 6 e 12 mesi dopo il trapianto. Studi funzionali di citotossicità dei linfociti T verranno eseguiti prima del trapianto, 6 e 12 mesi dopo il trapianto. Infine verrà quatificata l’espressione dell’RNA messaggero dei geni Transferrin receptor CD71 (TFRC) e Hepcidin antimicrobial peptide (HAMP) in piccoli campioni di tessuto epatico ottenuti mediante biopsie effettuate a 12 mesi dal trapianto, poiché è stato riportato che l’espressione di questi geni aumenta selettivamente nei pazienti con tolleranza operazionale dopo il trapianto di fegato. Le stesse valutazioni saranno ripetute in caso di rigetto acuto. Questo studio è attualmente in corso di svolgimento.

 

Il progetto superpig
Superpig è un programma di Ricerca & Sviluppo co-finanziato dal Fondo per la Promozione di Accordi Istituzionali di Regione Lombardia, Struttura Università e Ricerca, a cui partecipa anche il Dipartimento di Medicina Renale dell’Istituto Mario Negri. Il progetto ha lo scopo di realizzare una piattaforma tecnologica per l’utilizzo del suino in campo biomedico (per trapianto d’organo e tessuti) e biotecnologico (modello animale). Il progetto ha una durata di due anni e comprende diversi sottoprogetti, tra cui “Fisiologia comparativa e immunologia”. A riguardo, la generazione di suini knock-out (KO) per α-1,3-galactosyl transferasi (GAL) e transgenici per l’espressione di CD55 e CD39 umani rappresenta un notevole passo avanti nello xenotrapianto. L’eliminazione della catena di carboidrati che rappresenta il maggiore xenoantigene e l’espressione transgenica della proteina di regolazione del complemento CD55 e dell’antiaggregante piastrinico CD39 hanno permesso di superare le barriere del rigetto umorale iperacuto e dello xenotrapianto in primati non umani. La risposta cellulare allo xenotrapianto resta ancora da definire. Abbiamo voluto caratterizzare la risposta dei linfociti T umani in presenza di xenoantigeni di maiali in reazioni linfocitarie miste (MLR). I linfociti T umani hanno una risposta proliferativa inferiore (sia in termini di uptake di timidina triziata che di carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester dilution assay) verso gli xenoantigeni (cellule mononucleate del sangue periferico isolate da suini wild-type) rispetto alla risposta proliferativa che subiscono in seguito all’attivazione con alloantigeni (cellule mononucleate del sangue periferico isolate da soggetti sani). Parallelamente, i linfociti T CD8+ hanno una ridotta attivazione, valutata in ELISPOT per granzima B, verso gli xenoantigeni rispetto agli alloantigeni. Sia la risposta proliferativa sia il numero di linfociti T CD8+ che producono granzima B si riducono ulteriormente in risposta a cellule isolate da animali GAL-KO. Sono stati condotti anche esperimenti ex-vivo. Campioni di sangue prelevati da soggetti sani sono stati perfusi per un periodo di circa 30 minuti in reni isolati da suini wild-type (n=3) e da suini GAL-KO (n=3). Al termine della perfusione sono state isolate le cellule mononucleate dal sangue refluo e ne è stata valutata la risposta a xeno- ed allo-antigeni in MLR. La perfusione di sangue umano in reni da suini wild-type si associa ad un aumento della risposta proliferativa e della attivazione delle cellule T CD8+ in termini di spots per granzima B. Questa attivazione è molto ridotta in seguito alla perfusione di sangue umano in reni da suini GAL-KO. Questi risultati suggeriscono che la risposta cellulare agli xenoantigeni è ridotta rispetto alla risposta agli alloantigeni sia nel contesto di suini wild-type che GAL-KO. L’assenza dell’espressione di galattosio-α(1-3)-galattosio sulla superficie cellulare si traduce in una risposta cellulare ulteriormente ridotta. La risposta cellulare potrebbe quindi non rappresentare una maggiore barriera allo xenotrapianto. Questo studio è attualmente in corso di svolgimento.

 

Mortalità globale, regionale e nazionale specifica per età e sesso per qualsiasi causa e per cause specifiche per 240 cause di morte, 1990-2013: un’analisi sistematica del Global Burden of Disease Study 2013
Evidenze aggiornate riguardanti l’andamento della mortalità specifica per età e sesso per qualsiasi causa e per cause specifiche sono essenziali nella formazione di politiche di salute pubblica globali, regionali e nazionali. Nello studio Global Burden of Disease 2013 (GBD 2013) è stata stimata la mortalità annuale per 188 paesi tra il 1990 ed il 2013. I risultati sono stati utilizzati per verificare l’esistenza di una convergenza epidemiologica tra i diversi paesi. Per tutte le quantità riportare è stato computato l’intervallo di confidenza al 95%. L’aspettativa di vita globale per maschi e femmine è aumentata da 65.3 anni (65.0-65.6) nel 1990 a 71.5 anni (71.0-71.9) nel 2013, mentre il numero di decessi è aumentato da 47.5 milioni (46.8-48.2) a 54.9 milioni (53.6-56.3) durante lo stesso intervallo di tempo. Il progresso globale ha mascherato la variazione per età e genere: nei bambini sono diminuite le differenze medie assolute tra i paesi ma sono aumentate le differenze relative. Per le donne di età compresa tra 25 e 39 anni e superiore a 75 anni e per gli uomini di età compresa tra 20 e 49 anni e superiore a 65 anni, sono aumentate sia le differenze assolute sia quelle relative. La scomposizione dell’aspettativa di vita globale e regionale ha mostrato un ruolo importante della riduzione dei tassi di mortalità standardizzati per età per malattie cardiovascolari e neoplasie nelle regioni ad alto reddito, e della riduzione della mortalità infantile per diarrea, infezioni del tratto respiratorio inferiore, e cause neonatali nelle regioni a basso reddito. HIV/AIDS hanno ridotto l’aspettativa di vita nel sud dell’Africa sub-Sahariana. Per la maggior parte delle cause di morte trasmissibili sono diminuiti sia il numero di decessi sia i tassi di mortalità standardizzati per età, mentre per la maggior parte delle cause di morte non trasmissibili i cambiamenti demografici hanno comportato l’aumento del numero di decessi ma la diminuzione dei tassi di mortalità standardizzati per età. La mortalità globale per infortuni è aumentata del 10.7%, da 4.3 milioni di morti nel 1990 a 4.8 milioni nel 2013; tuttavia i tassi standardizzati per età sono diminuiti del 21% durante lo stesso periodo. Per alcune cause dei più di 100000 decessi riportati nel 2013, i tassi di mortalità standardizzati per età sono aumentati tra il 1990 e il 2013, tra cui HIV/AIDS, cancro al pancreas, fibrillazione atriale e flutter, disordini dovuti all’uso di medicinali, diabete, malattia renale cronica e anemia falciforme. Le malattie diarroiche, infezioni del tratto respiratorio inferiore, cause neonatali e malaria rimangono tra le prime cinque cause di mortalità nei i bambini di età inferiore a 5 anni. Gli agenti patogeni più coinvolti erano il rotavirus per la diarrea e lo pneumococco per le infezioni del tratto respiratorio inferiore. Le probabilità di morte specifiche per paese nell’arco di tre fasi della vita variavano sostanzialmente tra e all’interno delle regioni.
Per la maggior parte dei paesi, l’andamento generale di riduzione della mortalità specifica per età e sesso si associava ad un progressivo spostamento verso una quota maggiore dei restanti decessi dovuti a malattie non trasmissibili ed infortuni. L’esistenza di una convergenza epidemiologica tra i paesi dipende dall’uso di misure di disuguaglianza assolute o relative. Tuttavia, i tassi di mortalità standardizzati per età per le sette cause principali sono aumentati. Esistono tuttavia lacune importanti nei dati empirici delle cause di mortalità stimate per alcuni paesi. Il Dipartimento di Medicina Renale dell’Istituto Mario Negri, per conto della Società Internazionale di Nefrologia, ha contribuito alla raccolta dei dati relativi alle malattie renali in questo studio GBD 2013. I risultati di questo studio sono stati pubblicati in Lancet. 2014 Dec 17. pii: S0140-6736(14)61682-2.