Role of Hypothermic Oxygenated Perfusion with Extracellular Vesicles in an Experimental Model of Ischemic / Reperfusion Renal Injury.

The poor availability of kidneys for transplantation has led to a search for new strategies to increase the donor pool. The main option is the use of organs from extended criteria donors(ECD). We evaluated the effects of hypothermic oxygenated perfusion (HOPE) with and without extracellular vesicles (EV) derived from mesenchymal stromal cells on ischemic/reperfusion injury of marginal kidneys unsuitable for transplantation. For normothermic reperfusion (NR), we used artificial blood as an oxygen carrier. We evaluated the global renal ischemic damage score (GRS), analyzed the G6Pase, MCT-1 and CD73 renal expression, caspase-3 renal expression, the tubular cell proliferation index, hepatocyte growth factor (HGF) and vascular endothelial growth factor (VEGF) tissue levels, and effluent lactate and glucose levels in normothermic and hypothermic perfusion with and without EV. HOPE+EV kidneys showed a lower GRS, caspase-3 expression, and CD73 expression than HOPE kidneys, but they showed a higher HGF and VEGF levels than in HOPE group. During NR, HOPE+EV, the effluent showed lower lactate release and higher glucose levels than in HOPE effluent which is further confirmed by the increased G6Pase and MCT1 expression in normothermic HOPE+EV kidneys, suggesting that the gluconeogenesis system in HOPE+EV group was preserved. In conclusion, EV delivered during HOPE can be considered a new organ preservation strategy for increasing the donor pool and improving transplant outcome.

Ruolo della Perfusione Ossigenata Ipotermica con Vescicole Extracellulari in un Modello Sperimentale di Danno Renale da Ischemia/Riperfusione. La scarsa presenza di reni disponibili per il trapianto ha portato alla ricerca di nuove strategie per aumentare il pool di donatori. Tra le opzioni disponibili è possibile l'utilizzo di organi provenienti da donatori cui vengano applicati criteri estesi (ECD). In questo lavoro di tesi abbiamo valutato gli effetti della perfusione ossigenata ipotermica (HOPE) con e senza aggiunta di vescicole extracellulari (EV) derivate da cellule stromali mesenchimali sul danno da ischemia/riperfusione di reni marginali non idonei al trapianto. Per la riperfusione normotermica (NR), è stata usata come carrier dell’ossigeno emoglobina bovina. Abbiamo valutato lo score globale del danno ischemico renale (GRS), analizzato l'espressione renale G6Pase, MCT-1 e CD73, l'espressione della caspasi-3, l'indice di proliferazione delle cellule tubulari (IPT), il fattore di crescita degli epatociti (HGF) e il fattore di crescita dell'endotelio vascolare (VEGF), i livelli tissutali e nell’effluente di lattato e glucosio nella fase di perfusione ipotermica e normotermica. I reni HOPE+EV hanno mostrato un'espressione GRS, caspasi-3 e CD73 inferiore rispetto ai reni HOPE; mentre i livelli di HGF e VEGF erano più elevati rispetto ai reni HOPE. Durante NR, nell'effluente renale di HOPE + EV si aveva un rilascio di lattato inferiore e livelli di glucosio più elevati rispetto all'effluente renale HOPE, il che era ulteriormente confermato dall'aumentata espressione di G6Pase e MCT1 nei reni normotermici HOPE + EV, suggerendo che il sistema di gluconeogenesi nel gruppo HOPE + EV è stato preservato. In conclusione, la somministrazione di EV durante HOPE può essere considerata una nuova strategia di conservazione degli organi per aumentare il pool di donatori e migliorare l'esito del trapianto.