Teràpia gènica amb hHGF en models de dany renal

Abstract

La isquèmia renal és una de les principals causes del Fracas Renal Agut i en el context del trasplantament renal predisposa l’òrgan a un dany crònic i a una possible pèrdua de l’empelt.

La cèl•lula epitelial tubular representa una de la unitats renals principalment afectades en el dany per isquèmia reperfusió. Al mateix temps, és una de les principals efectores del dany mitjançant la secreció de citoquines inflamatòries, reclutament de cèl•lulas inflamatòries infiltrants (que contribueixen a la generació d’inflamació i fribrosi).

El factor de creixement dels hepatòcits (HGF) és una citoquina multifactorial que ha estat estudiat, des del seu descubriment fa 25 anys, per les seves propietats anti-apoptòtiques anti-inflamatòries, anti-fibròtiques i regeneratives. L’expressió d’aquest factor es veu augmentat immediatament després d’un insult (tòxic, isquèmic o inflamatori) però és ràpidament desplaçat per la generació de factors inflamatoris i fibròtics.

Per pal•liar aquest desequilibri, l’ús terapèutic de la proteïna recombinant d’HGF com a suplement, és efectiva tot i que la seva curta vida mitja resulta problemàtica.

La teràpia gènica in vivo mitjançant electroporació permet aconseguir elevats nivells de proteïna circulants i evitar els problemes de citotoxicitat, oncogenicitat, immunogenicitat o baixa eficiència asociats a altres mètodes de transferència gènica (virals, liposomes, xoc osmòtic).

La transferència gènica in vivo d’HGF mitjançant electroporació intramuscular o intrarenal és altament efectiva per l’obtención de nivells sostinguts de la proteïna circulant i en el teixit.

En models experimentals de dany per isquèmia/reperfusió i trasplantament renal l’electrotransferència amb HGF ha resultat en una disminució de l’apoptosi, disminució de l’expresió de citoquines inflamatòries i fibròtiques i menor infiltració de cèl•lules inflamatòries i per tant en una millor funció renal i una major conservació del parènquima renal.

Mitjançant la modelització d’aquest dany in vitro mitjançant un cultiu de cèl•lules tubulars epiteliales transfectades amb HGF i sotmeses a hipòxia s’ha observat l’efecte inflamatori de la deprivació d’oxígen sobre la cèl•lula tubular i l’efecte antiinflamatori d’HGF.

En conclusió, la teràpia gènica amb HGF es demostra efectiva en el tractament de diferents insults o danys renals en el context del transplantament mitjançant el seu efecte anti-apoptòtic i anti-fibròtic.

Kidney ischemia/reperfusion injury is one of the main causes of Acute Renal Failure, and in the transplant setting leads the organ to a chronic disease and a probable graft lost.

Tubular epithelial cell is one of the kidney compartments mainly affected in the ischemia/reperfusion injury. On the other hand it is also one of the injury effectors by the secretion of inflammatory cytokines, mobilization of infiltrating inflammatory cells (contributing to the inflammation and fibrosis).

Hepatocyte Growth Factor (HGF) is a multifactorial cytokine studied, since its discovery 25 years ago, for its anti-apoptotic, anti-inflammatory, anti-fibrotic and regenerative properties. The expression of this factor is up-regulated immediately after the insult (toxic, ischemic or inflammatory) but it is quickly displaced by the generation of inflammatory and fibrotic factors.

To solve this desequilibrium the suplemmentation with recombinant HGF protein is effective but has a very short half life in circulation.

In vivo gene therapy by electroporation allows high and sustained levels of circulating protein, and avoids the cytotoxicity, oncogenicity and immunogenicity or low efficiency associated to other gene transfer methods (viral, liposomes, osmotic shock) In experimental models of ischemia /reperfusion injury and renal transplantation, HGF electrotransfer results in a lowered apoptosis, lowered expression of inflammatory and fibrotic cytokines, lower number of infiltrating cells and therefore a better renal function and a better preserved renal parenchyma.

An in vitro model of the renal disease using rat tubular epithelial cells stably transfected with HGF and under hypoxia shows how the oxigen deprivation can transform the epithelial cells in an inflammatory cytokine secretor and how the HGF overexpression can revert this effect.

Altogether these results show a beneficial efect of gene therapy with HGF in renal diseases mainly though its anti-inflammatory and anti-fibrotic actions.