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Gaetano La Manna

Professore associato confermato

Dipartimento di Medicina Specialistica, Diagnostica e Sperimentale

Settore scientifico disciplinare: MED/14 NEFROLOGIA

Direttore Scuola di Specializzazione Nefrologia (DI 68/2015)

Temi di ricerca

  1. Fattori di rischio genetici per la patologia cardiovascolare dopo trapianto di rene: ruolo dei polimorfismi delle citochine
  2. Prevenzione del danno da ischemia/riperfusione nel trapianto di rene: modelli animali di piccola/media taglia. Preservazione dell'organo e utilizzo di antiossidanti
  3. Riduzione del danno ossidativo e outcome del trapianto di rene
  4. Espressione del VDR sui progenitori delle cellule endoteliali nei pazienti in dialisi
  5. Effetti dell'eparina sui livelli di osteoprotegerina e RANKL nei pazienti in dialisi.
  6. Sindrome delle gambe senza riposo nell'uremia
  7. Cellule staminali nella rigenerazione renale: modelli in vitro ed in vivo per il differenziamento in senso nefrogenico
  8. NGAL (lipocalina associata alle gelatinasi dei neutrofili) urinaria alla nascita predice la funzione renale iniziale nei neonati di peso alla nascita molto basso 
  9. Rischio di nefropatia da contrasto nei pazienti sottoposti a coronarografia
  10. Iperomocisteinemia nel paziente in dialisi: strategie terapeutiche


1) Fattori di rischio genetici per la patologia cardiovascolare dopo trapianto di rene: ruolo dei polimorfismi delle citochine

La malattia cardiovascolare (CVD) rappresenta un importante fattore di morbilità e mortalità nei pazienti sottoposti a trapianto renale. Da diverso tempo è stato individuato un link patogenetico tra infiammazione, aterosclerosi e CVD: per questo, i fattori genetici in grado di modulare la produzione delle citochine e di controllare l'equilibrio tra quelle pro-infiammatorie e quelle anti-infiammatorie potrebbero avere un potenziale impatto sul rischio cardiovascolare dopo trapianto. Finalità dello ricerca è stata l'identificazione di profili di rischio cardiovascolare in una popolazione di trapiantati renali attraverso la valutazione di polimorfismi genetici delle citochine pro-infiammatorie TNF-α, IL-6, IFN-γ e IL-8 e delle citochine anti-infiammatorie IL-10 e TGF-β. Nello studio sono stati inclusi 798 pazienti sottoposti a trapianto renale da donatore cadavere tra il 1997 e il 2008 (follow-up minimo di 12 mesi): di questi 196 erano andati incontro ad un evento cardiovascolare maggiore (infarto o ictus) dopo trapianto (Gruppo CVD) e 602 non avevano avuto complicanze cardiovascolari dopo trapianto (Gruppo no-CVD). Tutti i pazienti sono stati genotipizzati mediante tecniche di PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism) ed SSP (Sequence Specific Primer) per i polimorfismi delle citochine TNF- α (-308G/A), IL-6 (-174 G/C), IFN-γ (+874 A/T), IL-8 (-251 T/A), IL-10 (-1082 A/G, -819 T/C, -592 A/C) e TGF-β (codon 10 T/C, codon 25 G/C. Dal confronto delle frequenze dei polimorfismi tra il Gruppo CVD ed il Gruppo no-CVD, sono state riscontrate differenze significative nelle distribuzioni dei polimorfismi di IL-10 e TNF-α. Applicando un'analisi multivariata, il genotipo alto produttore della citochina pro-infiammatoria TNF-α risulta associato significativamente con un rischio cardiovascolare aumentato di 4.41 volte. Al contrario, il genotipo alto produttore della citochina anti-infiammatoria IL-10 sembra proteggere da eventi cardiovascolari nel post-trapianto, con un OR aggiustato di 0.07 (0.02-0.29). Tali dati sembrano indicare un'influenza dei polimorfismi citochinici sul rischio cardiovascolare dopo trapianto di rene. Sono necessari ulteriori studi per valutare se i pazienti portatori di un particolare genotipo “di rischio” siano da sottoporre a profilassi primaria più aggressiva.

 

2) Prevenzione del danno da ischemia/riperfusione nel trapianto di rene: modelli animali di piccola/media taglia. Preservazione dell'organo e utilizzo di antiossidanti

Esiste l'evidenza che la preservazione dell'organo tramite perfusione automatica sia in grado di limitare il danno da ischemia/riperfusione nel trapianto renale. Lo studio è stato disegnato per comparare l'efficienza di preservazione ipotermica dell'organo tramite perfusione continua o conservazione semplice in un modello animale di autotrapianto renale. Dodici maiali hanno subito nefrectomia sinistra dopo un certo periodo di ischemia calda: gli organi sono stati preservati o nella macchina da perfusione (n=6) o in ipotermia semplice (n=6), poi autotrapiantati con un'immediata nefrectomia controlaterale. Sono stati confrontati i seguenti parametri nei due gruppi di animali: indici ematologici ed urinari di funzione renale, istologia, contenuto di ATP tissutale, espressione genica di perforina nelle biopsie renali e alterazioni del peso dell'organo. La quantità di ATP cellulare è significativamente maggiore negli organi preservati nella macchina da perfusione continua. Inoltre, lo studio dell'apoptosi ha rivelato un'aumentata espressione di perforina nei reni che sono stati conservati in ipotermia semplice. Il peso del rene è diminuito significativamente dopo ipotermia semplice, ma è rimasto pressoché stabile nei reni conservati in perfusione continua. Il modello sembra suggerire che la preservazione dell'organo in perfusione continua è in grado di controllare meglio la stabilità cellulare, in paragone con l'ipotermia semplice. Uno studio parallelo è in corso anche su animali di piccola taglia, in cui sarà valutato il ruolo di molecole anti-ossidanti nella preservazione dal danno.

 

3) Riduzione del danno ossidativo e outcome del trapianto di rene

La frammentazione del DNA è una delle caratteristiche tipiche dell'apoptosi, spesso indotta da stress ossidativo. L'aumento dello stress ossidativo è noto per essere legato a diversi processi patologici. In questo studio il danno ossidativo nel follow-up a breve termine del trapianto renale è stato valutato misurando l'ossidazione e la frammentazione del DNA nelle cellule mononucleate del sangue e i livelli circolanti di citochine infiammatorie. I campioni di sangue dai 30 trapiantati di rene sono stati raccolti prima del trapianto e dopo 2 giorni, 1 mese e 6 mesi. La frammentazione del DNA da danno ossidativo è stata misurata mediante test Comet, mentre l'ossidazione del DNA è stata valutata misurando i livelli di 8-OHdG nei leucociti. Le concentrazioni nel siero di IL-1beta, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IFN-gamma e TNF-alfa sono state determinate mediante un'analisi ELISA multiplex. A 6 mesi dopo il trapianto, è stata osservata una significativa riduzione della frammentazione del DNA e dei livelli circolanti di IL-6, l'ossidazione del DNA è stata maggiore nei pazienti con un outome del trapianto peggiore, con ritardata ripresa funzionale dell'organo trapiantato (DGF) e peggior stato nutrizionale. Abbiamo anche trovato una correlazione di IL-6 e IL-10 livelli con la frammentazione del DNA e di IL-10 livelli con l'ossidazione del DNA.

Tali risultati sembrano suggerire che i livelli più bassi di ossidazione e di apoptosi a 6 mesi dopo il trapianto correlato con un miglior recupero funzionale del graft nel trapianto renali.

 

4) Espressione del VDR sui progenitori delle cellule endoteliali nei pazienti in dialisi

Il deficit di vitamina D nei pazienti uremici è stato associato a disfunzione endoteliale. Alla base di tale legame vi è verosimilmente un'alterazione dei progenitori delle cellule endoteliali (EPCs), sia in termini di funzione che di numero. Scopo del presente studio era quello di valutare in una popolazione di 89 pazienti in emodialisi, i fattori associati con il numero di EPCs circolanti, sia meno differenziate (CD45±/CD34+/CD133+/KDR+) che più tardive (CD45-/CD34+/CD133-/KDR+), la presenza del recettore della vitamina D (VDR) in tali cellule e i fattori in grado di influenzare l'espressione del VDR nelle EPCs, in particolare la terapia con calcitriolo.

La conta delle EPCs, la percentuale di cellule EPCs positive per il VDR e l'espressione del VDR nelle EPCs sono state determinate in citometria a flusso. Cellule isolate da un sottogruppo di pazienti sono state messe in coltura per l'analisi delle colony-forming units, immunofluorescenza per markers specifici (CD34, CD133, KDR), citofluorimetria per CD34, CD133, KDR, VDR, CD14, CD31 e test per la capacità di formazione di strutture tubularo-simili su Matrigel.

Lo studio dimostra per la prima volta la presenza del VDR sulle EPCs. Nei pazienti in dialisi, l'espressione di VDR sia sulle cellule meno differenziate che su quelle più tardive, sembra essere influenzata da fattori legati all'uremia, come l'anemia, l'infiammazione, il diabete, i livelli di vitamina D 25(OH) e la terapia con calcitriolo.

 

5) Effetti dell'eparina sui livelli di osteoprotegerina e RANKL nei pazienti in dialisi

É stato eseguito uno studio crossover per investigare gli effetti dell'eparina non-frazionata e dell'eparina a baso peso molecolare sui livelli intra e post-dialitici di osteoprotegerina, RANKL e citochine infiammatorie. Sono stati studiati 40 pazienti in trattamento dialitico da almeno 12 mesi. I risultati hanno mostrato che l'infusione di eparina, a prescindere dal tipo, determinava un incremento dei livelli di osteoprotegerina entro 8 ore che poi tornavano ai livelli basali entro 24 ore dalla somministrazione. Non si osservava alcun effetto sui livelli di RANKL e citochine infiammatorie. Tale andamento pulsatile dell'osteoprotegerina in seguito alla somministrazione di eparina potrebbe giocare un ruolo chiave nella patologia vascolare dei pazienti in trattamento dialitico cronico.

 

6) Sindrome delle gambe senza riposo nell'uremia

La sindrome delle gambe senza riposo (Restless Legs Sindrome, RLS) è un disturbo neurologico del movimento nel sonno caratterizzato da un bisogno incoercibile di muovere le gambe, spesso accompagnato da disturbi di sensibilità, difficili da definire. La RLS può presentarsi in 2 forme: idiomatica o secondaria ad altre condizioni tra le quali l'insufficienza renale terminale (End Stage Renal Disease, ESRD). Tale patologia ha una elevata prevalenza nei pazienti in dialisi e nei pazienti con ESRD, nei quali si associa anche con un'alta mortalità. La finalità del presente studio è stata la valutazione dell'effetto dell'infiammazione cronica sulla RLS in una popolazione di pazienti in trattamento emodialitico. Nello studio sono stati inclusi 100 pazienti in emodialisi da almeno 3 mesi. Un questionario specifico basato sui criteri del International Restless Legs Syndrome Study Group (IRLSSG) è stato somministro ai pazienti per stabilire la prevalenza di RLS nella popolazione arruolata. Per ciascun paziente sono stati raccolti sesso, età al momento dell'inizio del trattamento emodialitico, pressione arteriosa, fumo, comorbidità e terapie. Sono stati inoltre misurati emocromo completo e valori basali di VES, proteina C reattiva (CRP), paratormone (PTH), calcio, fosforo, albumina, fosfatasi alcalina, colesterolo totale, HDL ed LDL, trigliceridi, acido urico, fibrinogeno, sideremia, ferritina, transferrina e elettroliti. La RLS è stata diagnosticata in 31/100 (31%). I risultati dell'analisi univariata hanno mostrato correlazioni positive tra RLS e sesso femminile (p=0.048), polineuropatia (p=0.031), conta leucocitaria (p=0.023), VES (p=0.004), CRP (p=0.025), albumina (p=0.018) e fibrinogeno (p=0.004). Dall'analisi multivariata, aggiustata per età del paziente all'inizio del trattamento emodialitico, età dialitica, sesso e score di Charlson, sono risultati fattori predittivi indipendenti associati a RLS la conta dei globuli bianchi (p=0.022), la VES (p=0.005), ed i livelli sierici di CRP (p=0.041), fibrinogeno (p=0.002) e albumina (p=0.026). Questo studio conferma l'elevata prevalenza di RLS nei pazienti in emodialisi e suggerisce che l'infiammazione cronica, accanto ai già noti effetti sull'aterosclerosi, sulla sindrome da malnutrizione, sull'allungamento dei tempi di ospedalizzazione e sulla mortalità cardiovascolare, possa giocare un ruolo anche nella patogenesi di tale disordine neurologico.

 

7) Cellule staminali nella rigenerazione renale: modelli in vitro ed in vivo per il differenziamento in senso nefrogenico

La distruzione di un tessuto è alla base di moltissime patologie che affliggono la popolazione. Al momento, la soluzione terapeutica migliore è il trapianto d'organo, ma con due limiti fondamentali: la scarsità di organi da trapiantare e la necessità di immunosoppressione cronica per prevenire il rigetto. In quest'ottica, le cellule staminali costituiscono una possibilità promettente per la rigenerazione di organi malati, incluso il rene. L'interesse è focalizzato su nuove molecole sintetiche a logica differenziativa per indurre un transdifferenziamento in senso nefrogenico di cellule staminali mesenchimali isolate da membrane fetali (FMhMSCs) di placenta a termine. Il razionale per la scelta di suddette molecole, costituite da monoesteri di acido ialuronico con acido butirrico (HB) ed esteri misti di acido ialuronico, butirrico e retinoico (HBR), si basa sulle rispettive attività di internalizzazione, mediata dal recettore CD44, dell'acido ialuronico, di apertura della cromatina da parte dell'acido butirrico e di potenziamento dell'espressione genica dell'acido retinoico. La fase in vitro prevede il trattamento delle cellule con tali esteri e la successiva analisi del profilo di espressione genica per alcuni marcatori molecolari specifici del mesenchima metanefrico. Successivamente, la capacità rigenerazione tissutale è stata esaminata mediante studi in vivo, su ratto, delle cellule trattate con le suddette molecole, in un modello di danno renale indotto. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Cell Transplantation con impact factor 5,126.

 

8) NGAL (lipocalina associata alle gelatinasi dei neutrofili) urinaria alla nascita predice la funzione renale iniziale nei neonati di peso alla nascita molto basso

I neonati prematuri sono esposti a condizioni che possono compromettere la funzione renale. È stata valutata la capacità predittiva di NGAL nel siero e delle urine (sNGAL e uNGAL) sulla funzione renale durante le prime settimane di vita. Nei neonati con peso alla nascita ≤ 1500 g senza anomalie congenite maggiori o sepsi, sono stati misurati i livelli di sNGAL e uNGAL alla nascita. Per valutare la funzione renale, è stato determinato l'andamento della creatinina sierica (sCreat) e della velocità stimata di filtrazione glomerulare (eGFR) dalla nascita al 21° giorno. Quaranta neonati (età media gestazionale, 27 ± 2 settimane) hanno completato lo studio. La funzione renale risultava migliorata in 32 dei 40 (80%) bambini (funzione renale normale, gruppo NRF) (range sCreat:, da 0,97 ± 0,2 mg/dl a 0,53 ± 0,13 mg/dl; range eGFR: da 15,3 ± 4,1 ml/min a 28,6 ± 7,9 ml/min), mentre la funzione renale era peggiorata in 8 su 40 (20%) neonati (insufficienza renale, IRF di gruppo) (range sCreat: da 0,71 ± 0,27 mg/dl a 0,98 ± 0,43 mg/dl; range eGFR: da 23,0 ± 14,7 a 16,4 ± 9,1 ml/min). Il rapporto uNGAL/creatinina urinaria (uCreat) alla nascita era più alto nel gruppo IRF (31,05 ng/mg) rispetto al gruppo NRF (6,0 ng/mg), e uNGAL era significativamente incrementato nel gruppo IRF, considerando come cutoff il valore di 100 ng/mL. Questo studio suggerisce che i livelli di uNGAL alla nascita possono avere un ruolo predittivo sulla funzione renale precoce dei neonati.con peso alla nascita molto basso.

 

9) Rischio di nefropatia da contrasto nei pazienti sottoposti a coronarografia

Un'altra ricerca ha analizzato l'incidenza di nefropatia indotta da mezzo di contrasto in terapia intensiva Cardiologica. La nefropatia da mezzo di contrasto è la terza in prevalenza tra le cause di insufficienza renale acuta. Lo studio ha reclutato pazienti sottoposti a coronarografia presso l'ospedale di Bentivoglio tra aprile 2007 e aprile 2008 che hanno richiesto almeno 3 giorni di permanenza in ospedale a causa della presenza di potenziali fattori di rischio; 136 su 784 pazienti sono stati inclusi nello studio. Tra i pazienti selezionati, 21 (15,44%) hanno sviluppato una insufficienza renale compatibile con nefropatia da mezzo di contrasto. I fattori di rischio che sembravano mostrare la migliore correlazione con il rischio di nefropatia da contrasto erano l'età avanzata e l'insufficienza ventricolare (frazione di eiezione <40%), tuttavia, la condizione critica non sembra essere legata ad un singolo fattore di rischio, ma al risultato dell'associazione di più fattori di rischio contestuali. In particolare, la presenza concomitante di insufficienza ventricolare, anemia, diabete, infarto precedente ed età avanzata (>70 anni) si associava ad un rischio di nefropatia da contrasto aumentato di tre volte. Questi dati suggeriscono che lo sviluppo di nefropatia da contrasto dopo coronarografia si correla ad una peggiore funzione renale durante il ricovero e alla dimissione.

 

10) Iperomocisteinemia nel paziente in dialisi: strategie terapeutiche

Uno studio nel campo della dialisi ha analizzato i fattori di rischio di morbilità e mortalità cardiovascolare in 341 pazienti in pazienti sottoposti ad emodialisi. Dato il ruolo di iperomocisteinemia come fattore di rischio cardiovascolare, lo studio ha anche esaminato se il trattamento con alte dosi di folati o 5 metiltetraidrofolato (5-MTHF) sia in grado di migliorare la sopravvivenza nei pazienti in emodialisi. I pazienti sono stati divisi in due gruppi: il gruppo A è stato trattato con 50 mg i.v. 5-MTHF, mentre il gruppo B è stato trattato con 5 mg/die di acido folico. A tutti i pazienti sono state somministrate anche vitamina B6 e B12 i.v. Dividendo i pazienti per quartili dei livelli di proteina C-reattiva (CRP), il gruppo A mostrava una sopravvivenza più alta per CRP <12 mg/l, mentre non è stata osservata nessuna differenza di sopravvivenza per il gruppo B. La CRP si è dimostrata l'unico fattore di rischio predittivo di mortalità. L'età, la dialisi, l'iperomocisteinemia, il polimorfismo della metilentetraidrofolato reduttasi, l'albumina, la lipoproteina(a) e il folato non erano significativamente correlati con il rischio di mortalità cardiovascolare. La sopravvivenza del gruppo A si è mostrata significativamente superiore a uellao del gruppo B. Questi dati suggeriscono che la CRP, ma non l'iperomocisteinemia, è il principale fattore di rischio di mortalità nei pazienti in emodialisi trattati con integratori vitaminici. L'infusione endovenosa di 5-MTHF sembra migliorare la sopravvivenza nei pazienti in emodialisi indipendentemente dalla riduzione dell'omocisteina.

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