Ischemia and reperfusion injury in renal transplantation: hemodynamic and immunological paradigms.

Ischemia and reperfusion injury is an inevitable event in renal transplantation. The most important consequences are delayed graft function, longer length of stay, higher hospital costs, high risk of acute rejection, and negative impact of long-term follow-up. Currently, many factors are involved in their pathophysiology and could be classified into two different paradigms for education purposes: hemodynamic and immune. The hemodynamic paradigm is described as the reduction of oxygen delivery due to blood flow interruption, involving many hormone systems, and oxygen-free radicals produced after reperfusion. The immune paradigm has been recently described and involves immune system cells, especially T cells, with a central role in this injury. According to these concepts, new strategies to prevent ischemia and reperfusion injury have been studied, particularly the more physiological forms of storing the kidney, such as the pump machine and the use of antilymphocyte antibody therapy before reperfusion. Pump machine perfusion reduces delayed graft function prevalence and length of stay at hospital, and increases long-term graft survival. The use of antilymphocyte antibody therapy before reperfusion, such as Thymoglobulin™, can reduce the prevalence of delayed graft function and chronic graft dysfunction.

INTRODUCTION

Acute kidney injury (AKI) of ischemic nature is the most common form of intrinsic renal disease in adults, and is associated with adverse clinical outcomes and high mortality rates.( The incidence of AKI in hospitalized patients varies from 2 to 7%, and can be higher than 10% in patients at intensive care units.( Currently, the mortality of AKI patients in native kidneys is approximately 50%, ranging from 30 to 70%.( In terms of pathophysiology, renal tubular ischemic disease was considered as resulting from tissue hypoxia.( hen observing that glomerular filtration would not start immediately after reestablishing oxygen supply to the damaged tissue, some studies demonstrated two important concepts. First, that reperfusion after ischemia was part of the pathophysiology of the lesion, by means of generation of free oxygen species, with modifications in the cell environment of the renal tubule. Second, that a determined time interval was necessary for recovery of the tubular structure.( In this way, the ischemia and reperfusion injury (IRI) became the central pathophysiologic mechanism of ischemic AKI, with the participation of various hormone systems.(

However knowledge about of the pathophysiology of IRI enhanced during the last decade, identifying components of the immune system as mediators of the lesion.( Thus, hypoxia is the initial insult and trigger of IRI, but the approach of a new paradigm for this lesion involves immune system cells, especially T cells and activation and cell adhesion molecules, that is, the immune paradigm. Despite not being frequent in native kidneys, IRI is an inevitable event in solid organ transplants. The relation between mortality and IRI is well established in native kidneys, but it is not clear in kidney transplantation. It is not possible to affirm that IRI is a factor independent from mortality in this mode of treatment, although it is related to increased risk of acute rejection (AR) and loss of renal graft in the long run. Therefore, some considerations about IRI in kidney transplant will be presented.

HEMODYNAMIC PARADIGM

The hemodynamic paradigm of IRI in organ transplants stems from the principle that the central factors involved in IRI are the imbalance between offer and consumption of oxygen in the graft, which involves management of the donor, especially the donor with encephalic death; the variables related to the removal of the organ; the manner of preservation; the time during which the organ remains without blood circulation; and the effects of reperfusion. The clinical results with kidney transplantation can be influenced by the prolonged storage of the organ, which is correlated with the initial delay in graft function, complications with managing immunosuppression and length of hospital stay, among other outcomes.(

Between the removal of the dead donor organ until reperfusion in the receptor, the renal tissue is exposed to two different processes: warm ischemia and cold ischemia. The time of warm ischemia is defined by the period between clamping of the donor’s artery until perfusion with the preservation solution. This is the period in which cell damage is more evident. During warm ischemia, there is an abrupt interruption of the oxygen supply to the cells, with a consequent reduction of aerobic metabolism, suspension of glucose and fatty acid oxidation, and transfer of glycolysis to the anaerobic route, which significantly reduces the quantity of intracellular adenosine triphosphate (ATP) (Figure 1). With little ATP available, there is reduction of Na/K/ATPase activity, with a hydroelectrolyte imbalance between the intra- and extracellular space, favoring the formation of cellular edema. Additionally, the anaerobic metabolism substantially increases the quantity of lactic acid, causing a drop in intracellular pH. Studies show that kidneys exposed to more than one hour of warm ischemia become unviable, and when for more than five minutes, they are already associated with unfavorable outcomes of IRI.(The period corresponding to the graft perfusion until unclamping of the anastomosis in the receptor is the of cold ischemia time (CIT).

Figure 1

Impact of warm ischemia on the intracellular environment

IMMUNE PARADIGM

There are at least five lines of evidence demonstrating the participation of T-lymphocytes and of their surface molecules in the lesion: (1) lymphocytes are found in tissues after ischemia;( (2) cytokines classically produced by these cells are amply expressed in tissue (upregulation) after the lesion;( (3) molecules such as CD11/CD18 and ICAM-1, responsible for leucocyte adhesion, are mediators of experimental IRI;( (4) the lymphocyte is the mediator of IRI in murine livers;( (5) blockage of lymphocyte costimulation routes, such as CD28-CD80, via CTLA4, significantly reduces the impacts of the lesion in experimental models.(

Corroborating this evidence, an elegant experiment performed in knockout mice for T CD4+/CD8+ cells demonstrated that, in the absence of the CD4+ phenotype, IRI was dramatically attenuated.(The proposed activation mechanisms of T-lymphocytes in IRI, on the other hand, follow three lines of evidence: (1) activation of the T-lymphocyte I an independent alloantigen manner; (2) mobilization of the T-lymphocyte from the circulation to the lesion site, by means of transendothelial migration; and (3) aggression to the target tissue of the initial insult.

It is speculated that the reactive species of oxygen could modify the structure of their own molecules, making them become antigens.(After reaching the lesion site, the role played by the lymphocyte is not known. Lai et al., however, demonstrated that the infiltration of T cells occurs in the first hour after the injury, remaining in the tissue for about 4 hours and leaving the tissue free after 24 hours, a model that has been called hit-and-run.(

CLINICAL ASPECTS

Clinically, IRI in kidney transplant is manifested as the delayed graft function (DGF), despite there not being a consensus for its clinical definition. In a study that analyzed 65 publications between 1984 and 2004, which covered the definition of DGF, the authors identified 18 different definitions based on two criteria: need for dialysis after transplant or the non-occurrence of creatinine reduction. However, the objective parameters, such as time of dialysis after the transplant or rate of creatinine reduction vary significantly (Table 1).( This absence of standardization in concepts has made it difficult to establish precise data, such as prevalence and its impact on short- and long-term outcomes.

Table 1

Different definitions used for delayed graft function

Definitions	Studies	Patients
Definitions based on dialysis
Need for dialysis in the first week after transplant	41	259,251
Need for dialysis in the first week after transplant, as long as the hyperacute rejection and vascular or urological complications are ruled out	2	760
Need for dialysis after transplant	2	737
Need for dialysis in the first 10 days after transplant	1	41
Absence of any type of renal function that might impose the need for 2 or more dialyses in the first week after transplant	1	547
Need for dialysis in the first week after transplant, having excluded a single dialysis immediately after transplant, if it was indicated for hyperkalemia	1	319
Return to maintenance dialysis in the first 4 days after transplant	1	263
Definitions based on creatinine
Increase in creatinine or reduction <10% in the 3 consecutive days after transplant	5	1471
Reduction in creatinine <30% and/or urinary creatinine <1,000mg on the second day of transplant	2	401
Creatinine >2.5mg/dL on the seventh day after transplant	1	99
Time necessary for clearance of creatinine to be >10mL/min superior to 1 week	1	843
Non-reduction of creatinine in the first 48 hours, in the absence of rejection	1	291
Combination
Non-reduction of serum creatinine at levels inferior to those pre-transplant, even with an adequate urinary volume	1	158
Increase in creatinine in the first 6-8 hours after the transplant or urinary volume <300 mL, despite adequate volemia and use of diuretics	1	143
Dialysis after transplant or creatinine >150 mcmol/L 8 days after the transplant	1	112
Urinary volume <1.0 L in 24 hours and <25% of reduction in creatinine in the first 24 hours after transplant	1	244
Urinary volume <75 mL/hour in the first 48 hours or non-reduction in creatinine >10% in the first 48 hours	1	66
Need for dialysis in the first week after transplant or non-reduction in creatinine in the first 24 hours after transplant	1	104

DGF is the most common complication in the immediate post-transplant period with a deceased donor, and it affects 8 to 50% of this type of transplant in the United States; in Brazil, it reaches 80%.(In a study conducted by our group with patients transplanted with deceased kidney donors at the Hospital Israelita Albert Einstein and Universidade Federal de São Paulo, between 2000 and 2005, we observed a 58.6% prevalence of DGF. When we compared these patients to those who also received grafts from dead donors, but who had immediate function, we noted that patients with more than 50 months on dialysis before the transplant had a risk of DGF 42% greater than those with less time on dialysis, and that a CIT superior to 24 hours increased this risk by 57%.( Despite the time or warm ischemia being more damaging to the organ, currently, with skilled teams, this time rarely exceeds 5 minutes, and CIT is one of the primary variables related to DGF.( There is an increase in incidence of DGF of about 8% for each 6-hour increase in CIT.( Other factors, such as HLA (human leukocyte antigen) compatibility, donor with expanded criterion (or isolated age of the donor), race and gender of the receptor, have also been implicated in the association with intensity of the IRI after kidney transplant.(

DGF causes prolonged hospitalization, increased costs and greater complexity in management of immunosuppressing drugs.( The longer length of stay add approximately US$ 25,000 per patient to the transplant cost.(Another immediate consequence is the difficulty in initial management of immunosuppressing agents, especially the calcineurin inhibitors and mTOR (mammalian target of rapamycin).(It is also speculated that DGF is associated with the risk of AR, as well as chronic graft dysfucntion (CGD). Some studies showed a correlation of prevalence between DGF and AR, in which the risk of AR may be duplicated in patients that present with DGF.(. Figure 2 shows the associations between DGF and AR, according to time of transplant. On the left bar the incidences of AR are shown as per DGF or immediate graft function among 628 patients transplanted in the city of São Paulo (SP).( On the other bars (demonstrated with the symbol # on figure 2), the incidences of AR between the transplant and hospital discharge, between discharge and 6 months after transplant, and the episodes of AR that occurred after the hospital discharge and up to 6 months after the transplant are shown.(

Figure 2

Correlation of prevalence between delayed graft function and acute rejection

When the long-term outcomes are evaluated, such as CGD or graft survival, it is debatable as to whether DGF, alone, would have a negative impact or if the impact would be caused by the effect of the AR or of the two superimposed variables. We evaluated the influence of DGF in the kidney function of patients transplanted with a deceased donor and observed worse function, by means of creatinine clearance measures, for up to two years of follow-up.( It is still not yet clear if this difference in function, however, can compromise the survival of the graft. Troppman et al.( observed that DGF, in the absence of AR, had no influence on the clinical outcomes. Ojo et al.,( however, observed a 14% reduction in graft survival one year after transplant in patients with DGF who did not have AR.

STRATEGIES TO ATTENUATE THE EFFECTS OF ISCHEMIA AND REPERFUSION INJURY

From the hemodynamic point of view, adequate care with the donor, especially to avoid hemodynamic instability and need for large quantities of vasoactive drugs, avoid large electrolytic variations and reduce the CIT, are effective strategies in reducing the prevalence of IRI. Still as strategies of better hemodynamics, the adequate preservation of the organ has a positive impact. With the objective of attenuating the negative impact of the cellular effects of oxygen privation (Figure 1), preservation solutions and organ cooling are used. The preservation solutions try to mimic the electrolytic and osmotic intracellular environment, with the objective of stabilizing the plasma membrane, avoid edema, and reduce as much as possible the cell damage caused by ischemia and acidosis.( Additionally, the kidneys to be implanted are presented at temperatures as low as 4ºC, which reduces the metabolism rates by 90 to 95% and with this, decreases the consumption of ATP and the deviation of the metabolism to anaerobic routs.(

Two strategies of preservation solution perfusion may be used: static, in which the kidney is preserved with hypothermic solution and stored in a thermal protection recipient, or the continuous mechanical perfusion which, besides using the hypothermic preservation solution, maintains the pulsatile flow of this solution circulating in the graft, mimicking blood flow circulation.(Mechanical perfusion seem to be associated with the reduction of negative impacts on IRI. In a study conducted by Moers et al., 672 kidneys of 336 deceased donors were paired 1:1 for two different types of perfusion.( There was a reduction in the prevalence of DGF (30.1% to 22.9%; p=0.03), primary absence of the graft function (4.8% to 2.1%; p=0.08), and of the time in DGF (13 to 10 days; p=0,04), that is, the results were favorable to mechanical perfusion. In a multivariate analysis, the use of this strategy reduced by 43% the risk of DGF. At the end of one-year follow-up (94% versus 90%; p=0.04) and of 3 years (91% versus 87%; p=0.04), graft survival was significantly better in the patients who received kidneys from mechanical perfusion.(

In Brazil, the prevention strategy used on a large scale is static perfusion. Recently, our group began to use a mixed strategy: we received the kidneys in static perfusion, which is the form in which they are distributed by the transplant center, and we maintained the kidney in pulsatile mechanical preservation until the time of surgery. The rationale for placing the kidney in the machine even after the static perfusion is that, within the hemodynamic paradigm, we observe regional alterations in blood flow, which can be confirmed by the increased intrarenal vascular resistance, with resulting reduction of plasma flow.(Analysis of the first transplants performed with this mixed strategy (placing the kidney in the machine after static perfusion) demonstrated a significant reduction in intrarenal resistance during the first 6 hours of mechanical perfusion (Figure 3A), and consequently presenting a significant increase in the intrarenal flow (Figure 3B). In both figures, T0 was the moment in which the kidney initiated machine perfusion, that is, the end of the CIT in static perfusion and Tf was the final time of machine perfusion. The time between T0 and Tf among these patients was 9.3 hours. We noted no reduction in prevalence of DGF, but in the first cases evaluated there was significant reduction in dialysis duration after the transplant, with consequent reduction in length of hospital stay (Figure 4). We noted a reduction in hospital stay from 21.4±12.6 days to 12.8±6.0 days (p=0.03), as well as a trend to reduced dialysis time from 8.0±7.8 days to 4.4±6.1 days (p=0.20).

Figure 3

Intrarenal hemodynamics after the use of perfusion machine

Figure 4

Length of hospital stay and dialysis time (D time) after transplant with the perfusion machine

Within the context of the immune paradigm, a series of studies, both experimental and clinical, demonstrated the benefit of using drugs that deplete leukocytes or antibodies directed against adhesion molecules, attenuating the effects of the IRI. Based on these concepts, Yokota et al., in an experimental study, demonstrated that the use of antibodies that deplete T CD4+ cells in mice attenuated IRI, and that this effect was potentiated by performing thymectomy prior to the lesion.( Since knowledge evolved on the primary mechanisms of action of the ALA antilymphocyte antibodies, especially in lymphocytic depletion and as T cell modulators, in parallel with the growing knowledge of the role of T cells in IRI, there has been interest in evaluating the benefit of these antibodies. The polyclonal antithymocyte antibody (ATG) is the most studied polyclonal antibody and has the characteristics of rapid action, antigen specificity, with consequent depletion and modulation of the immune response. The benefits of use of ATG in IRI would be supported by the reduction of the mass of circulating lymphocytes and by the blockage of the machinery necessary for the migration of the lymphocyte to the lesion site.(

Beiras-Fernandez et al., using a model of IRI in non-human primates, demonstrated that the use of ATG significantly reduced the infiltration of leukocytes in connective tissue, vessels, perivascular tissue, and muscle itself.( These findings were translated into lower lesion scores, with lower rates of necrosis, hemorrhage areas, and areas of diffuse infiltration, both in muscle tissue and in connective tissue of animals that used the drug. All these concepts gave support to the use of ATG with the objective of reducing the effects of IRI. Goggins et al. confirmed this hypothesis demonstrating that the use of the dose previous to unclamping the vascular anastomosis significantly reduced the occurrence of DGF (14.8% versus 35.5%), even though these results were not reproduced in other studies.( We compared two cohorts of paired patients, in which one received induction with Thymoglobulin® and the other, not, and we noted no reduction in the prevalence of DGF.(

CONCLUSION

The ischemia and reperfusion injury in kidney transplantation is currently understood in light of two different paradigms: hemodynamic and immune. In addition to the classic privation of circulation, with reduction of aerobic activity and of the lesion caused by the oxygen-free radicals in reperfusion and in involvement of hormone systems, the involvement of the immune system in the genesis of ischemia and reperfusion injury has been discussed, especially the central role of T cells and its surface molecules. The adequate management of donors, reduction in warm and cold ischemia time, and the more physiological strategies of storage of the kidneys are related to smaller impact of the ischemia and reperfusion injury in the evolution of kidney transplant. Likewise, the immune system block by means of activated T cell deprivation, as well as the neutralization of the surface molecules of these cells, with the use of polyclonal antibodies that deplete lymphocytes, may have a protective role on the grafts. This is still a field for further investigation on exploration to improve the short- and long-term outcomes, especially in kidney transplant of a deceased donor.

INTRODUÇÃO

A lesão renal aguda (LRA) de etiologia isquêmica é a forma mais comum de doença renal intrínseca em adultos, estando associada a desfechos clínicos adversos e a altas taxas de mortalidade.( A incidência de LRA em pacientes internados varia entre 2 a 7%, podendo ser superior a 10% em pacientes internados em unidades de terapia intensiva.( A mortalidade dos pacientes com LRA em rins nativos, atualmente, é da ordem de 50%, variando de 30 a 70%.( Do ponto de vista fisiopatológico, a doença isquêmica do túbulo renal era considerada como resultante da hipóxia tecidual.( Ao se observar que, com o restabelecimento do fornecimento de oxigênio ao tecido lesado, não ocorria o restabelecimento imediato da filtração glomerular, estudos passaram a demonstrar dois importantes conceitos: primeiro que a reperfusão após a isquemia fazia parte da fisiopatogenia da lesão, por meio da geração de espécies livres de oxigênio, com modificações no ambiente celular do túbulo renal; segundo que se fazia necessário um determinado tempo para recuperação da estrutura tubular.( Dessa forma, a lesão de isquemia e reperfusão (LIR) passou a ser o mecanismo fisiopatogênico central da LRA isquêmica, com a participação de diversos sistemas hormonais.(

Na última década, porém, o conhecimento da fisiopatogenia da LIR foi ampliado, identificando componentes do sistema imunológico como mediador da lesão.( Assim, a hipóxia é o insulto inicial e desencadeador da LIR, mas a abordagem de um novo paradigma para essa lesão envolve células do sistema imune, principalmente células T e moléculas de ativação e adesão celular, o paradigma imunológico. Apesar de pouco frequente em rins nativos, a LIR é um evento inevitável em transplantes de órgãos sólidos. A relação entre mortalidade e LIR está bem estabelecida em rins nativos, porém não é tão clara no transplante de rim, e não é possível afirmar que a LIR seja um fator independente de mortalidade nessa modalidade de tratamento − apesar de haver relação com aumento no risco de rejeição aguda (RA) e de perda do enxerto renal a longo prazo. Dessa forma, apresentaremos aqui algumas considerações sobre a LIR no transplante renal.

PARADIGMA HEMODINÂMICO

O paradigma hemodinâmico da LIR no transplante de órgãos parte do princípio de que os fatores centrais envolvidos na LIR são o desbalanço entre oferta e consumo de oxigênio no enxerto, o que envolve o manejo do doador, sobretudo o doador em morte encefálica; as variáveis relacionadas à retirada do órgão; a forma de preservação; o tempo que o órgão permanece sem circulação sanguínea; e os efeitos da reperfusão. Resultados clínicos com transplante renal podem ser influenciados pelo tempo prolongado de armazenagem do órgão, o que se correlaciona com o atraso inicial na função do enxerto, complicações com o manejo da imunossupressão e tempo de hospitalização, entre outros desfechos.(

Entre a retirada do órgão do doador falecido até a reperfusão no receptor, o tecido renal é exposto a dois processos diferentes: isquemia quente e isquemia fria. O tempo de isquemia quente é definido pelo período entre o clampeamento da artéria no doador até a perfusão com solução de preservação. Esse é o período em que o dano celular é mais evidente. Durante a isquemia quente, ocorre a interrupção abrupta da oferta de oxigênio para as células, com consequente redução do metabolismo aeróbico, suspensão da oxidação de glicose e ácidos graxos, e transferência da glicólise para a via anaeróbia, o que reduz, de forma significativa, a quantidade de trifosfato de adenosina (ATP) intracelular (Figura 1). Com pouco ATP disponível, ocorre redução da atividade da Na/K/ATPase, com desbalanço hidroeletrolítico entre o intra e o extracelular, favorecendo a formação de edema celular. Além disso, o metabolismo anaeróbio aumenta substancialmente a quantidade de ácido lático, causando queda no pH intracelular. Estudos mostram que rins expostos a mais de 1 hora de isquemia quente tornam-se inviáveis e, quando por mais que 5 minutos, já estão associados com os desfechos desfavoráveis da LIR.(O período correspondente à perfusão do enxerto até o desclampeamento da anastomose no receptor é o tempo de isquemia fria (TIF).

Figura 1

Impacto da isquemia quente no ambiente intracelular

PARADIGMA IMUNOLÓGICO

Existem pelo menos cinco linhas de evidências demonstrando a participação dos linfócitos T e de suas moléculas de superfície na lesão: (1) linfócitos são encontrados nos tecidos após isquemia;( (2) citocinas classicamente produzidas por essas células estão amplamente expressadas no tecido (upregulation) após a lesão;( (3) moléculas como CD11/CD18 e ICAM-1, responsáveis pela adesão leucocitária, são mediadores de LIR experimental;( (4) o linfócito T é mediador de LIR em fígados murinos;( (5) o bloqueio de vias de coestimulação dos linfócitos, como a CD28-CD80, via CTLA4, reduz significantemente os impactos da lesão em modelos experimentais.(

Corroborando essas evidências, um elegante experimento realizado em camundongos knockout para células T CD4+/CD8+ demonstrou que, na ausência do fenótipo CD4+, a LIR era dramaticamente atenuada.( Os mecanismos de ativação do linfócito T na LIR propostos seguem, por sua vez, três linhas de evidências: (1) ativação do linfócito T de forma aloantígeno independente; (2) mobilização do linfótico T da circulação para o local da lesão, por meio da migração transendotelial; e (3) agressão ao tecido-alvo do insulto inicial.

Especula-se que espécies reativas de oxigênio poderiam modificar a estrutura de moléculas próprias, tornando-as antigênicas.(Após alcançar o sítio da lesão, não se sabe qual o papel desempenhado pelo linfócito. Lai et al., entretanto, demonstraram que a infiltração de células T ocorre na primeira hora após o insulto, permanecendo no tecido por cerca de 4 horas e deixando o tecido livre após 24 horas, modelo que passou a ser chamado de hit-and-run.(

ASPECTOS CLÍNICOS

Clinicamente, a LIR no transplante renal manifesta-se como o retardo na função do enxerto (RFE), apesar de não haver um consenso para sua definição clínica. Em um estudo que analisou 65 publicações, entre 1984 e 2004, que abordavam a definição de RFE, os autores identificaram 18 diferentes definições baseadas em dois critérios: necessidade de diálise após o transplante ou a não ocorrência de redução da creatinina, entretanto os parâmetros objetivos, como tempo de diálise após o transplante ou taxa de redução da creatinina, variaram enormemente (Tabela 1).( Essa ausência de padronização nos conceitos tem dificultado estabelecer dados precisos, como a prevalência e seu impacto em desfechos de curto e longo prazo.

Tabela 1

Diferentes definições utilizadas para retardo na função do enxerto

Definições	Estudos	Pacientes
Definições baseadas em diálise
Necessidade de diálise na primeira semana após o transplante	41	259.251
Necessidade de diálise na primeira semana após o transplante, desde que rejeição hiperaguda e complicações vasculares ou urológicas sejam afastadas	2	760
Necessidade de diálise após o transplante	2	737
Necessidade de diálise nos primeiros 10 dias após o transplante	1	41
Ausência de qualquer tipo de função renal que imponha necessidade de 2 ou mais diálises na primeira semana após o transplante	1	547
Necessidade de diálise na primeira semana após o transplante, tendo-se excluído uma única diálise imediatamente após o transplante, caso tenha sido indicada por hipercalemia	1	319
Retorno à diálise de manutenção nos primeiros 4 dias após o transplante	1	263
Definições baseadas na creatinina
Aumento na creatinina ou redução <10% nos 3 dias consecutivos após o transplante	5	1471
Redução da creatinina <30% e/ou creatinina urinária <1.000mg no segundo dia de transplante	2	401
Creatinina >2,5mg/dL no sétimo dia após o transplante	1	99
Tempo necessário para o clearance de creatinina ser >10mL/min superior a 1 semana	1	843
Não redução da creatinina nas primeiras 48 horas, na ausência de rejeição	1	291
Combinação
Não redução da creatinina sérica a níveis inferiores aos do pré-transplante, mesmo com volume urinário adequado	1	158
Aumento da creatinina nas primeiras 6-8 horas após o transplante ou volume urinário <300mL, a despeito de volemia adequada e uso de diuréticos	1	143
Diálise após o transplante ou creatinina >150mcmol/L 8 dias após o transplante	1	112
Volume urinário <1,0L em 24 horas e <25% de redução na creatinina nas primeiras 24 horas após o transplante	1	244
Volume urinário <75mL/hora nas primeiras 48 horas ou não redução na creatinina >10% nas primeiras 48 horas	1	66
Necessidade de diálise na primeira semana após o transplante ou não redução na creatinina nas primeiras 24 horas após o transplante	1	104

O RFE é a complicação mais comum no período pós-transplante imediato com doador falecido, afetando de 8 a 50% desse tipo de transplante nos Estados Unidos, chegando a 80% no Brasil.(Em estudo realizado pelo nosso grupo com pacientes transplantados de rim de doador falecido entre 2000 a 2005 no Hospital Israelita Albert Einstein e na Universidade Federal de São Paulo, observamos prevalência de RFE de 58,6%. Quando comparamos esses pacientes àqueles que também receberam enxertos de doador falecido, mas que tiveram função imediata, observamos que pacientes com mais de 50 meses em diálise antes do transplante tiveram risco de RFE 42% maior do que aqueles com menor tempo em diálise, e que TIF superior a 24 horas aumentou em 57% esse risco.( Apesar do tempo de isquemia quente ser mais lesivo ao órgão, com equipes capacitadas, hoje em dia, raramente esse tempo ultrapassa 5 minutos, sendo o TIF uma das principais variáveis relacionadas com o RFE.( Há aumento na incidência de RFE da ordem de 8% para cada aumento de 6 horas no TIF.( Outros fatores, como compatibilidade do sistema de HLA (sigla do inglês human leukocyte antigen), doador de critério expandido (ou idade do doador isoladamente), raça e sexo do receptor, também têm sido implicados na associação com intensidade da LIR após o transplante renal.(

O RFE ocasiona hospitalização prolongada, aumento dos custos e maior complexidade no manejo de drogas imunossupressoras.( O aumento no tempo de hospitalização causado adiciona cerca de US$ 25.000 por paciente no custo do transplante.(Outra consequência imediata é a dificuldade no manejo inicial dos imunossupressores, especialmente os inibidores da calcineurina e os inibidores da mTOR (mammalian target of rapamycin).(Especula-se ainda que o RFE esteja associado ao risco de RA, bem como a disfunção crônica do enxerto (DCE). Alguns estudos têm observado correlação de prevalências entre RFE e RA, sendo que o risco de RA pode ser duplicado em pacientes que apresentam RFE.(. Na figura 2, estão apresentadas as associações entre RFE e RA, de acordo com o tempo de transplante. Na barra da esquerda estão apresentadas as incidências de RA de acordo com RFE ou função imediata do enxerto entre 628 pacientes transplantados na cidade de São Paulo (SP).( Nas demais barras (demonstradas com o símbolo # na figura 2) estão demonstradas as incidências de RA entre o transplante e a alta hospitalar, entre a alta e 6 meses após o transplante, e os episódios de RA ocorridos após a alta hospitalar e até 6 meses de transplante.(

Figura 2

Correlação de prevalências entre retardo na função do enxerto e rejeição aguda

Quando se avaliam desfechos de longo prazo, como DCE ou sobrevida do enxerto, é discutível se o RFE, isoladamente, teria impacto negativo ou se o impacto seria causado pelo efeito da RA ou das duas variáveis superajuntadas. Nós avaliamos a influência do RFE na função renal de pacientes transplantados com doador falecido e observamos pior função, por meio das medidas dos clearance de creatinina, em até 2 anos de seguimento.( Ainda não foi totalmente esclarecido se essa diferença de função, entretanto, pode comprometer a sobrevida do enxerto. Troppman et al.(31) observaram que RFE, na ausência de RA, não teve influência nos desfechos clínicos. Ojo et al.,(21) entretanto, observaram uma redução de 14% na sobrevida do enxerto após 1 ano de transplante de pacientes com RFE que não tiveram RA.

ESTRATÉGIAS PARA ATENUAR OS EFEITOS DA LESÃO DE ISQUEMIA E REPERFUSÃO

Do ponto de vista hemodinâmico, cuidado adequado com o doador, sobretudo para evitar instabilidade hemodinâmica e necessidade de grandes quantidades de drogas vasoativas, evitar grandes variações eletrolíticas e reduzir o TIF, são estratégias eficazes em reduzir a prevalência de LIR. Ainda como estratégias de melhora hemodinâmica, a preservação adequada do órgão também tem impacto positivo. Com o objetivo de atenuar o impacto negativo dos efeitos celulares da privação de oxigênio (Figura 1), são utilizadas soluções de preservação e resfriamento do órgão. As soluções de preservação tentam mimetizar o ambiente eletrolítico e osmótico intracelular, com o objetivo de estabilizar a membrana plasmática, evitar o edema e reduzir ao mínimo possível o dano celular ocasionado pela isquemia e pela acidose.( Além disso, os rins a serem implantados são preservados à temperaturas tão baixas quanto 4°C, o que reduz as taxas de metabolismo em 90 a 95% e, com isso, diminui o consumo de ATP e o desvio do metabolismo para as vias anaeróbias.(

Duas estratégias de perfusão de solução de preservação podem ser utilizadas: a estática, na qual o rim é preservado com solução hipotérmica e acondicionado em recipientes termoprotetores, ou a perfusão mecânica contínua, que, além de utilizar a solução hipotérmica de preservação, mantém fluxo pulsátil dessa solução circulando no enxerto, mimetizando a circulação de fluxo sanguíneo.(A perfusão mecânica parece estar associada à redução dos impactos negativos da LIR. Em um estudo conduzido por Moers et al., 672 rins de 336 doadores falecidos foram pareados 1:1 para os dois tipos diferentes de perfusão.( Houve redução na prevalência de RFE (30,1% para 22,9%; p=0,03), de ausência primária da função do enxerto (4,8% para 2,1%; p=0,08) e do tempo em RFE (13 para 10 dias; p=0,04), ou seja, os resultados foram favoráveis à perfusão mecânica. Em análise multivariada, o uso dessa estratégia reduziu em 43% o risco de RFE. Ao final de um ano de seguimento (94% x 90%; p=0,04) e de 3 anos (91% x 87%; p=0,04), a sobrevida do enxerto foi significativamente melhor nos pacientes que receberam rins de perfusão mecânica.(

No Brasil, a estratégia de preservação utilizada em larga escala é a perfusão estática. Recentemente, nosso grupo começou a utilizar uma estratégia mista: recebemos os rins em perfusão estática, que é a forma distribuída pela central de transplante, e mantemos o rim em preservação mecânica pulsátil até o momento da cirurgia. O racional para colocar o rim na máquina mesmo após o perfusão estática é de que, dentro do paradigma hemodinâmico, observam-se alterações regionais no fluxo sanguíneo, o que pode ser comprovado pelo aumento da resistência vascular intrarrenal, com consequente redução do fluxo plasmático.(A análise dos primeiros transplantes realizados com essa estratégia mista (colocar o rim na máquina, após a perfusão estática) demonstrou redução significativa na resistência intrarrenal nas primeiras 6 horas de perfusão mecânica (Figura 3A), tendo como consequência aumento significativo no fluxo intrarrenal (Figura 3B). Em ambas as figuras, T0 foi o momento em que o rim iniciou a perfusão em máquina, ou seja, final do TIF em perfusão estática e Tf o tempo final de perfusão em máquina. O tempo entre T0 e Tf entre esses pacientes foi 9,3 horas. Não observamos redução na prevalência de RFE, entretanto nesses primeiros casos avaliados houve redução significativa no tempo em diálise após o transplante, com consequente redução no tempo de internação hospitalar (Figura 4). Observamos redução no tempo de internação de 21,4±12,6 dias para 12,8±6,0 dias (p=0,03), bem como tendência à redução do tempo em diálise de 8,0±7,8 dias para 4,4±6,1 dias (p=0,20).

Figura 3

Hemodinâmica intrarrenal após o uso da máquina de perfusão

Figura 4

Tempo de internação e tempo em diálise (tempo D) após o transplante com a máquina de perfusão

No contexto do paradigma imunológico, uma série de trabalhos, tanto experimentais quanto clínicos, demonstraram o benefício do uso de drogas depletoras de leucócitos ou de anticorpos dirigidos contra moléculas de adesão, atenuando os efeitos da LIR. Com base nesses conceitos, Yokota et al., em estudo experimental, demonstraram que o uso de anticorpos depletores de células T CD4+ em camundongos atenuou a LIR, e que esse efeito foi potencializado pela realização de timectomia prévia à lesão.( Tendo evoluído o conhecimento dos principais mecanismos de ação dos anticorpos antilinfocitários ALA, principalmente na depleção linfocitária e como moduladores das células T, em paralelo com o crescente conhecimento do papel das células T na LIR, houve um interesse em avaliar o benefício desses anticorpos. O anticorpo policlonal direcionado contra timócitos de humanos (ATG) é o anticorpo policlonal mais estudado e tem como características uma ação rápida, antígeno-específica, com consequente depleção e modulação da resposta imune. Os benefícios do uso de ATG na LIR estariam suportados pela redução da massa de linfócitos circulantes e pelo bloqueio do maquinário necessário para a migração do linfócito para o sítio da lesão.(

Beiras-Fernandez et al., utilizando um modelo de LIR em primatas não humanos, demonstraram que o uso de ATG reduziu significativamente a infiltração de leucócitos no tecido conectivo, vaso, tecido perivascular e no próprio músculo.( Esses achados traduziram-se em menores escores de lesão, com menor índice de necrose, áreas de hemorragia e áreas de infiltração difusa, tanto no tecido muscular quanto no tecido conectivo dos animais que utilizaram a droga. Todos esses conceitos deram suporte para o uso de ATG com o objetivo de reduzir os efeitos da LIR. Goggins et al. confirmaram essa hipótese, demonstrando que o uso da dose anterior ao desclampeamento da anastomose vascular reduziu significantemente a ocorrência de RFE (14,8% x 35,5%), entretanto esses resultados não foram reproduzidos em outros estudos.( Comparamos duas coortes de pacientes pareadas, sendo que uma utilizou indução com Timoglobulina® e outra não, e não observamos redução na prevalência de RFE.(

CONCLUSÃO

A lesão de isquemia e reperfusão no transplante renal, hoje em dia, é entendida à luz de dois diferentes paradigmas: hemodinâmico e imunológico. Além da clássica privação da circulação, com redução da atividade aeróbica e da lesão causada pelos radicais livres de oxigênio na reperfusão e o envolvimento dos sistemas hormonais, tem-se discutido o envolvimento do sistema imune na gênese da lesão de isquemia e reperfusão, sobretudo o papel central das células T e suas moléculas de superfície. O manejo adequado de doadores, a redução nos tempos de isquemia quente e fria, e as estratégias mais fisiológicas de armazenagem dos rins estão relacionados com redução do impacto da lesão de isquemia e reperfusão na evolução do transplante renal. De igual modo, o bloqueio do sistema imune por meio da depleção das células T ativadas, bem como a neutralização das moléculas de superfície dessas células, com o uso de anticorpos policlonais depletores de linfócitos, pode ter um papel protetor dos enxertos e este ainda é um campo de exploração para melhorar os desfechos em curto e longo prazo, sobretudo no transplante renal de doador falecido.