Trasplante de Islotes Pancreáticos

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1 Congreso de la Sociedad de Endocrinologia, Nutrición y Diabetes de la Comunidad de Madrid La Granja de San Ildefonso, noviembre 2010 Trasplante de Islotes Pancreáticos Eduard Montanya Hospital Universitari Bellvitge Universidad de Barcelona IDIBELL CIBERDEM

2 Aspectos generales: contexto y técnica Resultados actuales. Beneficios y riesgos Retos, vías de investigación y progreso.

3 Pérdida de Células Beta y Diabetes Diabetes tipo 1 Cel. T activadas, macrófagos Citoquinas proinflamatorias Diabetes tipo 2 Resistencia Insulina Hyperglucemia Dislipemia Alteración de la Función Beta Destrucción cél. beta (apoptosis) Destrucción cél. beta (apoptosis) Pérdida absoluta de la masa beta Restaurar la masa beta Reducción de la masa beta (hallada en todos los modelos animales de diabetes tipo 2, y en los pacientes ) Restaurar la masa beta

4 Estrategias para Restaurar la Masa Beta Sustitución y Regeneración Sustitución: aporte exógeno de nuevas células beta trasplante de páncreas terapia celular: - trasplante islotes - trasplante células productoras insulina Regeneración: generación de nuevas células beta a partir de fuentes endógenas replicación: a partir de células beta pre-existentes neogénesis: a partir de progenitores (células madre adultas, transdiferenciación )

5 Ventajas y Posibilidades de la Terapia Celular en Diabetes Comprobadas mediante el trasplante de islotes: No mortalidad y baja morbilidad Corta estancia hospitalaria Posibilidad de trasplantar repetidamente Teóricas: Evitar la inmunosupresión tratamiento de los islotes/células antes del trasplante encapsulación Generación ilimitada de islotes o de células productoras de insulina in vitro Objetivo: Trasplantar toda la población diabética, incluyendo los pacientes en fases iniciales de la enfermedad, antes de que desarrollen complicaciones crónicas

6 Etapas del trasplante de islotes Extracción páncreas Trasplante Aislamiento y purificación islotes N Engl J Med 2004;350:694

7 Obtención de los islotes. Recursos necesarios Laboratorio: sala blanca presión positiva aire filtrado por HEPA cantidad partículas/m 3 : clase / monitorización 24 h: Tª, humedad paredes, suelo y techo: pintura lavable solo muestras humanas equipamiento específico Banco Tejidos: cultivo de los islotes (GMP) Laboratorio de soporte para la valoración de la viabilidad, función (in vitro, in vivo) Equipo 3-4 personas/aislamiento Se recomienda un centro aislador para cada millones de habitantes

8 Obtención de los islotes. Estandarización del procedimiento. Colagenasa: diferencias entre lotes, donante, técnica del equipo. Curva de aprendizaje Annals of Surgery, 2003 Rendimiento usual: 60-80% de los islotes del donante recuperados en los mejores aislamientos 50% de los aislamientos cumplen criterios para permitir el trasplante (menos en muchos centros con la colagenasa actual) Pérdida de islotes en cultivo: 20-40%

9 Resultados del Trasplante de Islotes

10 Pacientes insulino-indpendientes (%) Trasplante de islotes pre-edmonton. Pacientes insulino-independientes 7 dias Trasplantes Edmonton (2000) 7

11 Protocolo de Edmonton Receptores: diabéticos tipo 1 con hipoglicemia graves o inestabilidad metabólica importante Aislamiento: - sin usar productos con xenoproteinas - tiempo de isquemia fría mínimo Trasplante: embolización portal percutánea el mismo día del aislamiento. Masa beta trasplantada: > 4000 IEQ/kg en cada trasplante. Retrasplante en caso de permanecer hiperglicémicos. En todos los casos > IEQ/kg Pauta inmunosupresora: sin corticoides baja dosis de inhibidores calcineurinas (tacrolimus) sirolimus (rapamicina) anticuerpo frente al receptor de la IL-2 (daclizumab)

12 Masa Beta Trasplatada Se realizaron 2-3 trasplantes para restaurar la normoglucemia en un único receptor. Islet Mass required to achieve insulin independence is IE/kg ( IE) -1 Tx (5): Tx (33): Tx (6) No insulin-independence (3): > IE7Kg Ryan, Diabetes 2002 y Diabetes 2005

13 Protocolo de Edmonton: Resultados Pacientes: 65 pacientes trasplantados en 128 ocasiones (1-3 trasplantes/paciente (47 habían finalizado el procedimiento) Seguimiento: 35.5 meses ( ) Insulino-independencia: - 1 mes: 94% - 1 año: 65% - 2 años: 40% - 5 años: 15% Mantenimiento Función Injerto Ryan, Diabetes 2005;54:2060

14 Protocolo de Edmonton: Resultados Control Metabólico (HbA1c) Hipoglucemia Labilidad Metabólica HbA1c Insulina - pre-trasplante 8.5% 0.66± pacientes sin insulina 6.4% 0 - pacientes con insulina con función parcial 6.7% 0.34± pacientes con pérdida total injerto 9.0% 0.80±0.08

15 Reproducibilidad del Protocolo de Edmonton. International Tolerance Network ITN ITN: ensayo multicéntrico (10 centros, 4 pacientes por centro) con el objetivo de confirmar los resultados de Edmonton Adquisición Insulino-Independencia Pérdida Insulino-Independencia Función Injerto Péptido C Resultados de 36 pacientes con seguimiento 1 año: Insulino-independencia: 44% 72% Función parcial: 28% Pérdida completa función: 28% (4 PNF, 2 pérdida precoz, 4 retirada inmunosupresión) Shapiro A et al. N Engl J Med 2006;355:1318

16 Resultados actuales. 50% insulino-independencia a 5 años del trasplante. Todos los pacientes Insulino-independencia Resultados según función inicial Insulino-independencia Injerto funcionante Injerto funcionante Insulino independencia y HbA1C 6.5% (A y B) Persistencia función injerto (C-péptido basal 0..5 ng/ml) (C y D). Toda la cohorte (14 basal y 2 años, 7 a 3 años, y 3 a 4 años) Función óptima inicial (n = 9) y subóptima (n = 5). -score: - glucosa ayunas - HbA1c 6.5% - Péptido C 0.3 nm - Sin insulino o ADO Diabetes Care :

17 Resultados actuales con las nuevas pautas inmunosupresion. Anticuerpo anti-lfa-1 efalizumab Inducción: globulina antitimocito. Mantenimiento: efalizumab y sirolimus o micofenolato - 100% insulino-independencia - 50% con un único trasplante * Interrupción del tratamiento con efalizumab (retirada mercado) EFA: anticuerpo monoclonal humanizado, CD11a específico que tiene como objetivo la vía LFA-1 (Leucocyte Function Antigen) - sin toxicidad para células beta ni para nefrotoxicidad - reduce necesidad de corticosteroides e inhibidores de calcineurina Am J Transp 2010;10:1870

18 Resultados actuales con las nuevas pautas inmunosupresion. Anticuerpo anti-lfa-1 efalizumab Inducción: globulina antitimocito. Mantenimiento: efalizumab y sirolimus o micofenolato HbA1c Filtrado Glomerular HbA1c: 7.4±0.7 vs 5.8±0.4% Los pacientes 1,2,4 y 8 recibieron un segundo trasplante 243, 123, 442 y 400 dias después del primero. F.G: 98±20 vs 103±21 mg/min/1.73 m 2 Proteinuria: 153±mg vs 103±21 mg/dia (antes vs 1 año o más después del primer Tx) Am J Transp 2010;10:1870

19 Supervivencia a largo plazo del injerto pancreático en el trasplante simultáneo de pancreas y riñón por épocas A: Pancreas graft survival by era for all transplants, : UNOS registry analysis. B: Pancreas graft survival by era for transplants surviving more than 1 year, : UNOS registry analysis. Sin mejoria en la supervivencia del injerto (ni al año ni a los 5 años) desde (trasplante renal en diabetes: mejoría de la supervencia aún en periodo ) Diabetes Care 2010; 33: Diabetes Care 2010; 33:

20 Comparación del ritmo de progreso en el trasplante de islotes vs el trasplante de páncreas Edmonton: 20 años despues del primer trasplante de islotes con éxito (1980) : 18 años después del primer trasplante de pancreas con éxito (1966) Robertson Diabetes 2010;59:1287

21 Complicaciones Asociadas a la técnica Asociadas a la inmunosupresión Riesgo de sensibilización Complicaciones asociadas a la técnica de trasplante Sangrado - transfusión (15%) - cirugía (2%) Hepáticas - trombosis vena porta: parcial (1%) vs completa (0.5%) - elevación transaminasas (30%) - esteatosis hepática focal (31% a los 2 años) Lesión de otros órganoss - punción vesícula biliar - punción colon

22 Complicaciones de la Inmunosupresión. Toxicidad para el paciente - nefrotoxicidad (tacrólimus): - aumento creatinina: si ya elevada inicialmente - aumento proteinuria - úlceras bucales (92%) - anemia (81%) (50% con Hb <10 en Edmonton) - leucopenia (75%) (25% con < 2500 en Edmonton) (Granuloc. Stimulating Factor) - diarrea (64%): generalmente transitoria. - dislipemia (60% precisan estatinas) - otras: - cefalea (56%), - nauseas (50%), vómitos (42%), - acné (39%), - astenia (39%)

23 Riesgo de sensibilización. Desarrollo de anticuerpos anti-hla del donante Potenciales causas elevado riesgo de sensibilización - múltiples donantes para un único receptor - compatibilidad ABO: múltiples incompatibilidades HLA entre receptor y donante - suspensión de la inmunosupresión cuando fracasa el trasplante Experiencia de Edmonton ( ) (98 pacientes) - 31% desarrollan anticuerpos específicos para el donante - 16% de pacientes no sensibilizados desarrollan una amplia sensibilización - aumento de sensibilización al suspender la inmunosupresión (71% de pacientes ámpliamente sensibilizados con elevados niveles de anticuerpos) Implicaciones: compromete la realización de futuros trasplantes Conducta - mantener dosis bajas de inmunosupresión (micofenolato) hasta descartar la necesidad de un nuevo trasplante - tratamientos desensibilizadores

24 Beneficios actuales del Trasplante de Islotes Desaparición de los episodios de hipoglucemia grave (coma), incluso en los pacientes que requieren insulina después del trasplante. Estabilidad del control metabólico (índice de labilidad) Consecución de la insulino-independencia: Al año: 80% Dos años: 70% Cinco años: 50%? Control metabólico (HbA1c): - sin insulina: % - con insulina, pero con función del injerto 6.7% Complicaciones crónicas diabetes: prevención, estabilización y reversión Mejoría de la calidad de vida Riesgo inferior al del trasplante de órgano sólido

25 Indicaciones Actuales Trasplante de Islotes En la actualidad el trasplante de islotes está limitado a una minoría de pacientes por dos motivos fundamentales: la toxicidad de la inmunosupresión y la escasez de islotes para trasplantar Indicaciones Pacientes con hipoglucemias graves repetidas o con inestabilidad metabólica grave (1-5% de pacientes con diabetes tipo 1) Pacientes con un trasplante (generalmente renal) y que ya requieren inmunosupresión: - primera indicación: trasplante de páncreas por su actual mejor evolución a largo plazo - los pacientes que no son candidatos a trasplante de páncreas se pueden beneficiar de un trasplante de islotes Autotrasplante: en pancreatectomía por causa no neoplásica (pancreatitis crónica)

26 Trasplante de Islotes: obstáculos Obtención de los islotes (aislamiento y purificación) Falta de islotes para trasplantar Lesión/Destrucción de los islotes trasplantados Inmunosupresión

27 Escasez de islotes para trasplantar Falta de islotes para trasplantar U.S.A: donantes de órganos de cadáver/año, pero nuevos casos de diabetes tipo 1 (y tipo 2) de pacientes con diabetes tipo 1 España: ~1400 donantes/año (tasa de donación más alta del mundo), pero nuevos casos de diabetes tipo 1 por año Destrucción de los islotes - en el proceso de obtención - en el post-trasplante inmediato - a medio-largo plazo

28 Masa beta (% del normal) Pérdida de la masa beta trasplantada 100 Aislamiento: pérdida 20-40% Cultivo: pérdida 20-30% Masa beta normal (donante) 50 Trasplante: pérdida 60% Diversas agresiones 25 Requerimiento de insulina si la masa beta es <25% Causas pérdida inicial de islotes - lesión islotes en el aislamiento - reacción inmune inmediata por sangre - hipoxia - inflamación en el lugar de implantación - pérdida de la matriz extracelular (anoikis) - hiperglucemia Tx Tx Tx Cada trasplante aporta un 10% de la masa beta de un páncreas normal Tiempo Adaptado de Korsgren et al. Diabetologia 2008;51:227

29 Pérdida tardía o crónica de islotes post-trasplante Rechazo Recurrencia autoinmunidad Toxicidad inmunosupresores Glucolipotoxicidad Localización heterotópica hepática Otros: amiloidosis

30 Immunosupresión. Toxicidad sobre la célula beta Diabetes post-trasplante en órgano sólido: hasta el 25% Niveles de inmunosupresores en vena porta x 2-3 los sistémicos Reducción Secreción Insulina Toxicidad de rapamicina (sirólimus) sobre célula beta (INS-1, rata y humano) a concentraciones terapéuticas - reducción de la secreción de insulina - pérdida de viabilidad - aumento de la apoptosis Apoptosis islotes Pérdida de viabilidad (rata) Pérdida de viabilidad (islotes humanos) Diabetes 2003;52:2731

31 Es el hígado el mejor lugar para implantar los islotes? La implantación hepática de los islotes puede compararse a la de las células cancerosas para dar metástasis hepáticas; un proceso con múltiples barreras y muy poco eficiente. Difícil revascularización de los islotes implantados en el interior de un vaso (es preciso que los nuevos vasos crezcan en la luz del vaso donde se han implantado los islotes) Los islotes implantados en el hígado están expuestos a: reacción inflamatoria instantánea mediada por sangre (IBMIR) relacionada con el trasplante intravascular. a los productos tóxicos provenientes del tracto gastrointestinal (glucolipotoxicidad) a altas concentraciones de inmunosupresores tóxicos para las células beta En roedores la cápsula renal es mejor que el hígado y en primates lo es el bazo Potenciales efectos nocivos de los islotes sobre el hígado: esteatosis peri-insular, en ratas BB se han visto adenomas e incluso carcinomas hepatocelulares) Diabetes 2004;53:1311

32 Alternativas a la implantación hepática de los islotes Intraperitoneal: creación de una bolsa en omento y trasplante por laparoscopia Intramuscular: Intramuscular autotransplantation of pancreatic islets in a 7-year-old child: a 2 year follow-up. Am J Transp 2008;8:459 Auto-Tx 3 dias después de pancreatectomía por pancreatitis crónica familiar. Lugar implantación: entre las fibras del músculo braquioradial del brazo derecho Evolución: - C-péptido indetectable después de la pancreatectomía, detectable a partir del trasplante (valores medios: 0.7 basal i 3.2 estimulado, ng/ml) - Insulinemia brazo trasplantado: 20-30% superiores a los brazo contralateral - HbA1c: 5.3% y - Dosis de insulina: UI/Kg/dia (0.75 UI/kg dia inmediatamente después del Tx) Ventajas trasplante intramuscular evita el contacto con la sangre (IBMIR) acceso fácil mejor vascularización del injerto permite el uso de matrices construidas por bioingeniería que contengan moléculas que favorezcan la implantación, la supervivencia o protejan a los islotes

33 Obstáculos clave para un uso más amplio del trasplante de islotes Inmunosupresión: limita número de candidatos a trasplante - desarrollar inmunosupresión menos tóxica (paciente y célula beta) - estrategias para reducir o evitar la inmunosupresión (encapsulación) Falta de islotes para trasplantar: limita el número de procedimientos - aumentar el rendimiento del aislamiento y calidad de los islotes - otras fuentes de islotes: xenotrasplante - generación de islotes o de células productoras de insulina: expansión in vitro islotes, diferenciación de células madre, ips Pérdida de islotes pre- y post-trasplante: - aislamiento: aumentar rendimiento y calidad islotes - pérdida inmediata: hipoxia, inflamación, lugar implantación - pérdida crónica: inmunológica, inmunosupresión, lugar de implantación

34 El trasplante de islotes de donantes multiorgánicos: - es la única terapia celular curativa actual para la diabetes - con las limitaciones actuales no se puede tratar más allá del 1-5% de los pacientes con diabetes tipos 1 (unos centenares anualmente) en los próximos años - proporciona beneficios claros a una mayoría de los receptores - puente hacia el futuro: proporciona una experiencia y conocimientos muy importantes para un futuro en el que se disponga: - de protección frente a la destrucción inmune de las células trasplantadas - de fuentes más abundantes de células productoras de insulina

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