Analysis of machine perfusion benefits in kidney grafts: a preclinical study

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Machine perfusion (MP) has potential benefits for marginal organs such as from deceased from cardiac death donors (DCD). However, there is still no consensus on MP benefits. We aimed to determine machine perfusion benefits on kidney grafts.</p> <p>Methods</p> <p>We evaluated kidney grafts preserved in ViaspanUW or KPS solutions either by CS or MP, in a DCD pig model (60 min warm ischemia + 24 h hypothermic preservation). Endpoints were: function recovery, quality of function during follow up (3 month), inflammation, fibrosis, animal survival.</p> <p>Results</p> <p>ViaspanUW-CS animals did not recover function, while in other groups early follow up showed similar values for kidney function. Alanine peptidase and β-NAG activities in the urine were higher in CS than in MP groups. Oxydative stress was lower in KPS-MP animals. Histology was improved by MP over CS. Survival was 0% in ViaspanUW-CS and 60% in other groups. Chronic inflammation, epithelial-to-mesenchymal transition and fibrosis were lowest in KPS-MP, followed by KPS-CS and ViaspanUW-MP.</p> <p>Conclusions</p> <p>With ViaspanUW, effects of MP are obvious as only MP kidney recovered function and allowed survival. With KPS, the benefits of MP over CS are not directly obvious in the early follow up period and only histological analysis, urinary tubular enzymes and red/ox status was discriminating. Chronic follow-up was more conclusive, with a clear superiority of MP over CS, independently of the solution used. KPS was proven superior to ViaspanUW in each preservation method in terms of function and outcome. In our pre-clinical animal model of DCD transplantation, MP offers critical benefits.</p

Impact of hypothermia and oxygen deprivation on the cytoskeleton in organ preservation models

International audienceIschemia reperfusion (IR) lesions are an unavoidable consequence of organ transplantation. Researching new therapeutics against these lesions requires the definition of early mechanisms. The cytoskeleton is composed of 3 types of filaments: microfilaments, intermediate filaments, and microtubules. We aimed to characterize the influence of preservation on their phenotype. In an in vitro model using primary human endothelial cells reproducing the conditions of organ preservation, two aspects were explored: (a) the impact of IR and cold ischemia time on each filament type, evaluating the roles of temperature, solution, and oxygen; and (b) the potential of cytoskeleton-mediated therapy to alleviate cell death. Results showed that intermediary filaments were unaffected, while microfilaments showed radical changes with disappearance of the structure replaced by a disorganized array of nodules; moreover, microtubules almost completely disappeared with time. Furthermore, temperature, and not oxygen deprivation or the solution, was the determining factor of the cytoskeleton's loss of integrity during preservation. Finally, pharmaceutical intervention could indeed preserve fiber structure but did not alter survival. Our work shows that improvement of preservation must include a more adapted temperature before considering oxygen, as it could profoundly improve cytoskeleton organization and thus cell fate. This highlights the importance of this structure for the development of new therapeutics and the definition of graft quality biomarkers

Rôle de deux agents pharmacologiques dans la prévention des principales voies physiopathologiques de l ischémie reperfusion en transplantation rénale

Introduction : L'état des lieux de la greffe rénale en France est alarmante, la pénurie de greffons est telle que les critères de prélèvements sont aujourd'hui moins stricts, impactant la qualité des reins greffés. Les enjeux sont maintenant de diminuer à tout prix les dégâts subits par ces greffons limites pendant la phase de conservation. Les machines de perfusion ont d'ores et déjà montré leur intérêt. Dans cette étude nous avons cherché à savoir si l'adjonction dans les solutions de conservation d'agents pharmacologiques; la curcumine et l'EP217609, améliorait encore ces résultats encourageants. La curcumine a été choisie comme additif en raison de ses propriétés anti-oxydantes, de son action de régulation de l'immunité innée, de l'inflammation et de la fibrose. EP217609 est un anticoagulant et cible l'activation endothéliale et la coagulation. Matériel et méthodes : Nous avons cherché à documenter l'action de la curcumine en préservation statique puis en machine de perfusion. L'EP217609 a été étudié en conservation statique à la dose de 10mg/L puis à la dose de 16,3mg/L. Le modèle animal utilisé était le porc Large White. Dans chaque bras de l'étude, les porcs avec adjonction d'agent pharmacologique étaient comparés à des porcs témoins. Ces porcs ont tous subit le même protocole de transplantation rénale, incluant 1 heure d'ischémie chaude afin de les placer en conditions limites. La fonction rénale a été évaluée par dosage de la créatinine plasmatique tout au long du suivi. A 3 mois, les porcs étaient transplantectomisés puis sacrifiés. Nous avons évalué l'activité transcriptionnelle de marqueurs d'intérêt et le développement de la fibrose sur les tissus à 3 mois par rtPCR et immuno-histochimie. Résultats : L'adjonction de curcumine en préservation statique a un effet bénéfique sur les créatininémies plasmatiques à 1 et 3 mois. Les résultats de rtPCR suggèrent une action bénéfique sur le stress oxydatif, l'immunité innée et sur la phase d'initiation de la transition épithélio-mésenchymateuse à l'origine de la fibrose. Ces données sont confirmées par l'immuno-histochimie ; la curcumine a un effet préventif sur la phase précoce et tardive de la fibrose. En conservation par machine de perfusion, les résultats sont moins nets. Il existe bien un effet positif de la curcumine sur les créatinines plasmatiques et l'histologie mais les données de rtPCR suggèrent que la curcumine n'a qu'un effet retardataire sur la survenue des processus de dégénérescence du greffon. Cependant la machine améliorant déjà la qualité des greffons, la détection de l'effet curcumine a été plus délicate dans ce groupe. L'EP217609 démontre un bénéfice sur la fonction rénale de façon précoce et il existe par ailleurs un effet dose en faveur de la dose 16,3mg/L. Ces résultats n'ont pas été confirmés par les analyses en rtPCR et une investigation par Western Blot est prévue pour documenter le mécanisme protecteur de l'EP217609. Les explorations histologiques ont confirmé l'effet bénéfique de l'EP217609 et ont démontré un effet bénéfique sur la fibrose. Conclusion : La curcumine et l'EP217609 ne peuvent pas à eux seuls répondre à la problématique des greffons limites. Ces composés trouveront certainement leur place dans l'élaboration de solutions composites incluant plusieurs agents actifs.POITIERS-BU Médecine pharmacie (861942103) / SudocSudocFranceF

Vers une personnalisation de la conservation des greffons rénaux ?

The increased number of patients in waiting list for renal transplantation requires the establishment of recommendations regarding graft preservation techniques. The preservation method impacts graft function and survival particularly in case of extended criteria donors. Based on our experience, the aim of this review is to establish a decisional diagram to draw graft management to 5 years in relation to donor type and graft quality. Novel biomarkers are necessary to evaluate graft quality. Nuclear magnetic resonance or transcriptomic analyses are promising. Thus, good quality organs will be preserved in static condition associated to hypothermia; while grafts from extended criteria donors need to be assessed early during dynamic perfusion through an evaluation of perfusion solution to discriminate: good organs, with acceptable risks without perfusion conditions modifications; tolerable risk grafts for which it will be recommended to use a supplementation of perfusion solution with oxygen or pharmacologic additives such as mitochondrion protectors or oxygen carriers; and elevated risks graft which will not be used. This diagram based on experimental data needs to be assessed in clinical trials but highlights the crucial role of kidney graft quality assessment for its management and placed dynamic perfusion preservation as the protocol of choice for extended criteria donors.Le nombre grandissant de patients sur liste d’attente en vue d’une greffe rénale nécessite d’établir des recommandations en lien avec la méthode de conservation des organes. Il a été démontré que la technique de conservation influence le devenir du greffon et notamment dans le cas de greffons issus de donneurs à critères étendus. Sur la base de notre expérience, l’objectif de cette revue est d’établir un diagramme décisionnel afin de dessiner ce que pourrait être la prise en charge des greffons à 5 ans et cela, en fonction du type de donneur et de la qualité des greffons. Cette dernière doit être évaluée grâce à l’utilisation de biomarqueurs pertinents déterminés par résonance magnétique nucléaire ou transcriptomique. Ainsi, des greffons de bonne qualité seront préservés en condition usuelle de conservation statique associée à l’hypothermie ; des greffons issus de donneurs à critères étendus seront évalués précocement lors de la perfusion dynamique grâce à une évaluation de la solution de perfusion qui permettra de distinguer des greffons à risque acceptable sans modification des conditions de perfusion, des greffons à risque tolérable pour lesquels l’ajout d’oxygène ou d’additifs pharmacologiques sera fortement conseillée et des greffons à risque élevé où le greffon sera rejeté. Ce diagramme issu de données expérimentales doit être évalué en clinique, mais place l’évaluation du greffon et la perfusion machine comme une technique de choix pour les donneurs à critères étendus

L’ischémie reperfusion

L’ischémie reperfusion est une séquence incontournable en transplantation d’organe. Elle est à l’origine de processus physiopathologiques qui vont finalement agir de manière synergique et contribuer aux lésions du greffon. Ces lésions sont responsables de dysfonctionnements précoces et tardifs pouvant réduire la durée de vie du greffon. Les progrès engendrés par les traitements immunosuppresseurs expliquent, qu’aujourd’hui, l’ischémie reperfusion est une cible thérapeutique majeure. Cette revue développe les différentes étapes du processus physiopathologique et leurs conséquences sur la fonction du greffon rénal, en soulignant l’intérêt grandissant des stratégies visant à limiter ces dysfonctionnements

Neuville-en-Ferrain, ZAC du Berquier : apport du tamisage exhaustif de cinq structures funéraires au processus de crémation des Ménapiens: Rapport d'étude 2014

International audienceLa commune de Neuville-en-Ferrain se situe dans le département du Nord, en bordure communale de Tourcoing, à 15 km au nord-ouest de Lille. En 2004, une opération de diagnostic, menée sous la responsabilité d’Alain Henton en association avec Frédéric Thuillier, a livré trois occupations : la plus récente concerne les XVIe et XVIIe siècles, les deux plus anciennes couvrent la fin de l’âge du Fer et le début de l’époque romaine. C’est l’occupation funéraire attribuée au Ier siècle ou au début du IIe siècle de notre ère, qui fait l’objet de ce rapport d’étude. Elle se compose d’au moins cinq structures funéraires éparses sur les seize hectares que couvrent l’emprise de l’opération. Les indices disponibles sur le terrain n’incitaient guère à les assimiler à des tombes à dépôt de crémation, de sorte que plusieurs autres caractérisations typo-fonctionnelles ont été envisagées : un bûcher remanié partiellement vidé ou bien une fosse ayant réceptionné les restes d’une combustion humaine

Famars

International audienc

Influence of preservation temperature on endothelial cells and kidney phenotypes

Introduction: Ischemia reperfusion (IR) injury is unavoidable during organ transplantation and leads to complications. With the increased use of marginal donors, more sensitive to IR, solutions must be found to improve outcome. We hypothesized that a higher preservation temperature could offer better protection against IR.[br/]Methods: We tested this in an in vitro model of IR using primary endothelial cells and in ex vivo preserved pig kidneys. In both, 24 h preservation in University of Wisconsin solution was used.[br/]Results: In vitro, compared to 4°C, temperatures between 19 and 32°C provided higher protection against cell death (LDH release test), permitting better mitochondrial function (complexes II and V activity tests) and a lowerexpression of endothelial activation and inflammation markers TLR4, MCP1 and ICAM1. Ex vivo, however, the superiority of 19 or 32°C was lost, as preserved pig kidneys showed similar levels of tissue damage (both tubulardilatation, loss of brush border and endoluminal detachment) during preservation, and at 24 h the 4°C kidneys displayed a trend towards less damage. In addition, the tissular Monocyte/Macrophage infiltration was increased in the 19°C and more in the 32°C temperature conservation as compared to 4°C storage.[br/]Conclusion: Our study shows that although a higher preservation temperature is preferable for cell survival and function, whole organ testing demonstrates that conceptual work needs to be performed to harness the potential of sub-normothermia

Polynomial algebra reveals diverging roles of the unfolded protein response in endothelial cells during ischemia–reperfusion injury

AbstractThe unfolded protein response (UPR) – the endoplasmic reticulum stress response – is found in various pathologies including ischemia–reperfusion injury (IRI). However, its role during IRI is still unclear. Here, by combining two different bioinformatical methods – a method based on ordinary differential equations (Time Series Network Inference) and an algebraic method (probabilistic polynomial dynamical systems) – we identified the IRE1α–XBP1 and the ATF6 pathways as the main UPR effectors involved in cell’s adaptation to IRI. We validated these findings experimentally by assessing the impact of their knock-out and knock-down on cell survival during IRI