Μελέτη μηχανισμών στένωσης αγγειακής προσπέλασης σε πειραματικά μοντέλα

Abstract

Arteriovenous fistula failure posts a significant mortality and morbidity factor for patients undergoing hemodialysis. The most significant pathologic lesion found in failed vascular access is the exuberant amount of neointimal hyperplasia in the venous limb of the fistula. As a result, there is an unmet medical need for treatments that control neointimal hyperplasia in arteriovenous fistulae in order to improve patient quality of life and reduce the high medical costs associated with the failure of hemodialysis vascular access.In the first part of our study we aimed to elucidate the source of neointimal cells.Experimental fistulas were created in Lewis wild-type and transgenic rats that constitutively expressed the green fluorescent protein in all tissues. Arteriovenous fistulae were created by anastomosing the left renal vein to the abdominal aorta. The contribution of bone marrow-derived cells to the neointima was examined in lethally irradiated WT rats that had been rescued with GFP BM cells. Neointimal cells in these chimeric rats were mostly GFP negative indicating the non-BM origin of those cells. Then, the contribution of arterial cells to the AVF neointima was assessed in a fistula made with a GFP aorta that had been implanted orthotopically into a WT rat. Most of the neointimal cells were also GFP negative demonstrating that AVF neointimal cells are not derived from the feeding artery. Finally to study local resident cells contribution to the formation of neointimal lesions, a composite fistula was created by interposing a GFP vein between the renal vein and the aorta in a WT recipient rat. GFP neointimal cells were only found in the transplanted vein.In the second part of our study, we evaluated the role of the receptor tyrosine kinase c-Kit in A-V fistula neointimal formation. The expression of c-Kit was found elevated in the neointima and adventitia of experimental fistulae compared to the native renal veins. Using Then, we analyzed the spatial and temporal pattern of c-Kit expression in the fistula wall. Interestingly, c-Kit immunoreactivity increased with time after anastomosis, which concurred with the accumulation of cells in the venous intima. Blocking of c-Kit with imatinib mesylate (Gleevec) prevented NIH in the outflow vein of experimental fistulae. These results suggest that the targeting ofc-Kit signaling is an effective approach to prevent neointimal formation and improve A-V fistula maturation and function.

Η αποτυχία της αγγειακής προσπέλασης στους αιμοκαθαρόμενους ασθενείς με χρόνια νεφρική ανεπάρκεια, αποτελεί συχνό αίτιο νοσηρότητας και θνησιμότητας. Σαν κύριος προδιαθεσικός- ενοχοποιητικός παράγοντας θεωρείται η ανεπαρκής διαστολή του φλεβικού σκέλους της αρτηριοφλεβώδους επικοινωνίας σε συνδυασμό με την τοπική ανάπτυξη της νεοεπιθηλιακής υπερπλασίας. Ειδικώτερα, η ισχαιμία κατα την διάρκεια του χειρουργείου σε συνδυασμό με την έκθεση του φλεβικού τοιχώματος στις υψηλές αρτηριακές πιέσεις, οδηγούν στην ενεργοποίηση ή/και μετανάστευση προγονικών κυττάρων από την εξώτατη στοιβάδα του φλεβικού τοιχώματος, τα οποία με την σειρά τους σχηματίζουν την υπερπλασία της νεοεπιθηλιακής στοιβάδας.Αρχικά, στην μελέτη μας εισηγηθήκαμε ένα νέο πειραματικό μοντέλο χειρουργικής αορτο- φλεβικής αναστόμωσης σε επίμυες για την μελέτη της νεοεπιθηλιακής υπερπλασίας με σκοπό την προσομοίωση της ανάλογης παθογενετικής διαδικασίας στον άνθρωπο. Επίσης, συνδυάζοντας το αρχικό μοντέλο με μεταμόσχευση γενετικά τροποποιημένου μυελού οστών και αγγειακών μοσχευμάτων, αναζητήσαμε την προέλευση των κυττάρων της νεοεπιθηλιακής στοιβάδας του φλεβικού σκέλους της αρτηριοφλεβικής επικοινωνίας. Στη συνέχεια, μελετήσαμε την έκφραση του μοριακού μονοπατιού “SCF/ c-kit” στις πειραματικές αρτηριοφλεβικές επικοινωνίες. Τελικά, αναστέλωντας το προαναφερθέν μοριακό μονοπάτι με συστηματική θεραπεία με αναστολέα της τυροσινικής κινάσης, μειώσαμε δραματικά την υπερπλασία του νεοεπιθηλιακού χιτώνα.Η μελέτη αυτή κρίθηκε αναγκαία, γιατί παρότι οι συνέπειες της νεοεπιθηλιακής υπερπλασίας στην θνησιμότητα και θνητότητα των αιμοκαθαρόμενων είναι γνωστές, εν τούτοις η παθογένεση της νόσου αυτής παραμένει αδιευκρίνηστη. Επιπροσθέτως, τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης θα βοηθήσουν για την καλύτερη κατανόηση και τον σχεδιασμό κατάλληλων θεραπειών, όχι μόνο στους αιμοκαθαρόμενους ασθενείς, αλλά και στους τομείς της αγγειοχειρουργικής και καρδιοχειρουργικής στους οποίους φλεβικά αγγειακά μοσχεύματα χρησιμοποιούνται για αγγειακές ανακατασκευές.