Diapositiva 1

Congreso de la Sociedad de Endocrinologia, Nutrición y Diabetes
de la Comunidad de Madrid
La Granja de San Ildefonso, 12-13 noviembre 2010
Trasplante de Islotes Pancreáticos
Eduard Montanya
Hospital Universitari Bellvitge
Universidad de Barcelona
IDIBELL
CIBERDEM
• Aspectos generales: contexto y técnica
• Resultados actuales. Beneficios y riesgos
• Retos, vías de investigación y progreso.
Pérdida de Células Beta y Diabetes
Diabetes tipo 1
Cel. T activadas, macrófagos
Citoquinas proinflamatorias
Diabetes tipo 2
Resistencia Insulina
Alteración de la
Función Beta
Hyperglucemia
Dislipemia
Destrucción cél. beta
(apoptosis)
Pérdida absoluta de
la masa beta
Restaurar la masa beta
Destrucción cél. beta
(apoptosis)
Reducción de la masa beta
(hallada en todos los modelos
animales de diabetes tipo 2, y en
los pacientes )
Restaurar la masa beta
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 …)
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
Etapas del trasplante de islotes
Extracción
páncreas
Trasplante
Aislamiento
y purificación
islotes
N Engl J Med 2004;350:694
Obtención de los islotes. Recursos necesarios
• Laboratorio: sala blanca
 presión positiva
 aire filtrado por HEPA
 cantidad partículas/m3: clase 10.000/100.000
 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 10-20 millones de
habitantes
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%
Resultados del Trasplante de Islotes
Pacientes
insulino-indpendientes (%)
Trasplante de islotes pre-Edmonton.
Pacientes insulino-independientes 7 dias.
100
80
60
40
20
0
1974-84
Trasplantes
56
1985-89
35
1990
37
1990-99 Edmonton
(2000)
287
7
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 >10.000 IEQ/kg
• Pauta inmunosupresora:
• sin corticoides
• baja dosis de inhibidores calcineurinas (tacrolimus)
• sirolimus (rapamicina)
• anticuerpo frente al receptor de la IL-2 (daclizumab)
Masa Beta Trasplatada
Se realizaron 2-3 trasplantes para restaurar la
normoglucemia en un único receptor.
Islet Mass required to achieve insulin independence is 11.910 IE/kg (799.912 IE)
-1 Tx (5): 502.211
-2 Tx (33): 792. 396
-3 Tx (6) 987.820
No insulin-independence (3): >16.000 IE7Kg
Ryan, Diabetes 2002 y Diabetes 2005
Protocolo de Edmonton: Resultados
Pacientes: 65 pacientes trasplantados en 128 ocasiones (1-3
trasplantes/paciente (47 habían finalizado el procedimiento)
Seguimiento: 35.5 meses (4.1-67.8)
• Insulino-independencia:
- 1 mes:
94%
- 1 año:
65%
- 2 años:
40%
- 5 años:
15%
Mantenimiento Función Injerto
Ryan, Diabetes 2005;54:2060
Protocolo de Edmonton: Resultados
Control Metabólico
Hipoglucemia
Labilidad Metabólica
(HbA1c)
- pre-trasplante
- pacientes sin insulina
- pacientes con insulina con función parcial
- pacientes con pérdida total injerto
HbA1c
8.5%
6.4%
6.7%
9.0%
Insulina
0.66±0.03
0
0.34±0.04
0.80±0.08
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
Resultados actuales.
50% insulino-independencia a 5 años del trasplante.
Todos los pacientes
Insulino-independencia
Injerto funcionante
Resultados según función inicial
Insulino-independencia
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 2009. 32:1473.
2
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
Resultados actuales con las nuevas pautas inmunosupresion.
Anticuerpo anti-LFA-1 efalizumab
Inducción: globulina antitimocito.
Mantenimiento: efalizumab y sirolimus o micofenolato
HbA1c
• 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.
Filtrado Glomerular
• F.G: 98±20 vs 103±21 mg/min/1.73 m2
• Proteinuria: 153±mg vs 103±21 mg/dia
(antes vs 1 año o más después del primer Tx)
Am J Transp 2010;10:1870
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, 19872007: UNOS registry analysis.
B: Pancreas graft survival by era for transplants
surviving more than 1 year, 1987-2007: UNOS registry
analysis.
Sin mejoria en la supervivencia del injerto (ni al año ni a los 5 años) desde 1995.
(trasplante renal en diabetes: mejoría de la supervencia aún en periodo 2000-05)
Diabetes Care 2010; 33:1789-1791
Diabetes Care 2010; 33:1718-1723.
2
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)
1984-87: 18 años después
del primer trasplante de
pancreas con éxito (1966)
Robertson Diabetes 2010;59:1287
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
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%)
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 (1999-2007) (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
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: 5.8-6.4%
- 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
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)
Trasplante de Islotes: obstáculos
•
Obtención de los islotes (aislamiento y purificación)
•
Falta de islotes para trasplantar
•
Lesión/Destrucción de los islotes trasplantados
•
Inmunosupresión
Escasez de islotes para trasplantar
 Falta de islotes para trasplantar
U.S.A:
5.500 donantes de órganos de cadáver/año, pero
- 35.000 nuevos casos de diabetes tipo 1 (y 350.000 tipo 2).
- 1.000.000 de pacientes con diabetes tipo 1
España:
~1400 donantes/año (tasa de donación más alta del mundo), pero
-2.000 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
Pérdida de la masa beta trasplantada
Masa beta normal
(donante)
100
Masa beta (% del normal)
Aislamiento: pérdida 20-40%
Cultivo: pérdida 20-30%
Trasplante: pérdida 60%
Diversas agresiones
50
25
Requerimiento de insulina
si la masa beta es <25%
Tiempo
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
Adaptado de Korsgren et al.
Diabetologia 2008;51:227
Pérdida tardía o crónica de islotes post-trasplante
• Rechazo
• Recurrencia autoinmunidad
• Toxicidad inmunosupresores
• Glucolipotoxicidad
• Localización heterotópica hepática
• Otros: amiloidosis
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
¿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
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: 0.15-0.18 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
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
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