Transplantação hepática: novos fatores de prognóstico da regulação da função mitocondrial na isquemia/reperfusão

Abstract

A transplantação hepática é a única opção terapêutica com caráter definitivo, para situações de doença hepática crónica terminal ou falência hepática aguda. A insuficiência de órgãos é um dos principais obstáculos à transplantação, pelo que, todo o esforço realizado no sentido de aumentar a quantidade/qualidade dos órgãos disponíveis terá impacto na sobrevida dos doentes. Na transplantação hepática ocorre um processo específico de isquemia/reperfusão, onde o fígado é completamente revascularizado após um período de hipoxia, induzida inicialmente pelo frio e posteriormente pela reperfusão de sangue venoso. Em consequência deste processo de isquemia/reperfusão podem resultar lesões celulares. Dos mecanismos celulares e moleculares envolvidos, sabe-se que uma das principais alterações ocorre ao nível do metabolismo energético envolvendo a função mitocondrial. O objetivo desta dissertação foi identificar o papel da disfunção mitocondrial no contexto da transplantação hepática, realizando para tal, um estudo clínico em fígados humanos utilizados na transplantação hepática e transpor esses eventos para o modelo animal de modo a identificar estratégias de proteção da função mitocondrial. O estudo clínico consistiu em isolar mitocôndrias de fígados a partir de duas biópsias hepáticas de tecido vivo, tendo uma sido colhida no final do período de isquemia fria e a outra após reperfusão arterial. Esta análise permitiu identificar nos fígados dos doentes submetidos a transplante hepático, que a disfunção mitocondrial está intimamente relacionada com a lesão induzida pela isquemia/reperfusão e que a disponibilidade bioenergética se encontra diminuída após a reperfusão. Identificou-se que variações nos tempos de isquemia fria não interferem nas alterações dos parâmetros de função mitocondrial nem da disponibilidade bioenergética. Definiram-se biomarcadores clínicos (transaminase glutâmico-oxalacética, bilirrubina direta, lactato arterial) como novos fatores de prognóstico precoce da evolução clínica no pósoperatório do transplante hepático. No estudo experimental realizado no rato, como modelo animal, verificou-se que tal como no estudo clínico, a disfunção mitocondrial está intimamente relacionada com a lesão induzida pela isquemia/reperfusão. Verificou-se que a variação nos tempos de isquemia fria não agrava as alterações dos parâmetros de função mitocondrial nem da disponibilidade bioenergética. Os estudos sobre reperfusão hipotérmica demonstraram um efeito protetor sobre a função mitocondrial com repercussão na disponibilidade bioenergética tecidular. Foi estudado o efeito da adição de Berberina à solução de preservação identificando-se o seu papel protetor na atividade mitocondrial e na preservação bioenergética. Inferiuse que este papel se deve à expressão genética de genes que atuam como reguladores do metabolismo celular, interferindo na biogénese mitocondrial e no processo de mitofagia. Este estudo translacional permitiu identificar novos fatores de prognósticos clínicos e contribuiu para o desenvolvimento de novas estratégias de proteção mitocondrial, que poderão levar a uma melhoria dos resultados clínicos na transplantação hepática.

A liver transplantation is the only definitive therapeutic option for situations of chronic terminal liver disease or acute liver failure. Organ failure is one of the main hindrances to transplants, so any effort to increase the number of organs available will have an impact on the quality of life and patient survival. In the hepatic transplant, a specific process of ischemia/reperfusion occurs, in which the liver is completely revascularized after a period of hypoxia, initially induced by cold and then by the reperfusion of venous blood. Because of this ischemia/reperfusion process cellular lesions may result. Of the cellular and molecular mechanisms involved, it is known that one of the main alterations occurs at the level of energetic metabolism involving the mitochondrial function. The objective of this dissertation is to identify the role of the mitochondrial dysfunction in the context of a liver transplant, performing a clinical study on human livers used in liver transplants and to transfer these events to the animal model in order to identify strategies for protecting the mitochondrial function. The clinical study consisted of isolating mitochondria from livers from two liver biopsies of living tissue, one having been collected at the end of the cold ischemia period and the other after the arterial reperfusion. This analysis allowed to identify in livers of patients undergoing liver transplantation that mitochondrial dysfunction is closely related to injury induced by ischemia/reperfusion and that the bioenergetic availability is impaired after the reperfusion. It was identified that variations in the cold ischemia times do not interfere in alterations of the mitochondrial function parameters or bioenergetic availability. Clinical biomarkers (glutamic-oxalacetic transaminase, direct bilirubin, arterial lactate) were defined as new factors for an early prognosis of clinical evolution in the postoperative period of liver transplant. In the experimental study conducted in the mouse as an animal model, it was found that, as in the clinical study, mitochondrial dysfunction is closely related to an ischemia/reperfusion injury. It has been found that the variation in cold ischemia times does not aggravate changes in the mitochondrial function parameters nor those of bioenergetic availability. Studies on hypothermic reperfusion established a protective effect on the mitochondrial function with repercussion on tissue bioenergetic availability. The effect of adding Berberine to the preservation solution was studied and its protective role in mitochondrial activity and contributing to bioenergetic preservation identified. It was inferred that this role is due to the genetic expression of genes which act as regulators of the cellular metabolism, interfering in mitochondrial biogenesis and in the process of mitophagy. This translational study allowed to identify new factors of clinical prognosis and contributed to the development of new strategies of mitochondrial protection, which could lead to an improvement of clinical results in liver transplantation.