Säkerhet och genomförbarhet av en ny perkutan lokoregional injektionsteknik för njurcellterapi för kronisk njursjukdom av diabetes

Tidiga cell- och genterapier visar löfte om att uppnå positiva behandlingsresultat, främst för cancer och ärftliga tillstånd; det finns dock en brist på terapeutiska alternativ för kronisk organsvikt, såsom kronisk njursjukdom (CKD).1,2 CKD representerar en växande global hälsokris, som förutspås drabba mer än 250 miljoner människor med typ 2-diabetes som den främsta orsaken i mer än 40 procent av utvalda populationer och den dominerande orsaken till njursjukdom i slutstadiet.3,4

De flesta CKD-terapier är småmolekylära mediciner som är inriktade på en biokemisk väg eller enzymmodulator i en skadad njurstruktur. Däremot erbjuder prekliniska och tidiga kliniska CKD-cellterapier potentialen att återställa och reparera den glomerulära-tubulära enheten för att förbättra den inneboende njurfunktionen och minska sekundära komorbiditeter.5,6 De flesta cellbaserade CKD-studier i tidig fas använder autologa mesenkymala stamcellinjer levereras genom intravenösa injektioner, men sannolikheten för mekanistiska effekter är oförutsägbar sekundärt till systemisk cirkulationsutspädning och blodinfångning. Vidare, i den diabetiska njuren, kan intravenös celltillförsel också försvagas av underliggande fibros och mikrovaskulär sjukdom.

En alternativ metod för celltillförsel är en lokoregional injektion direkt i den sjuka njuren. Direkta cellinjektioner har utförts med kronisk leversjukdom och, på senare tid, via transendokardiell leverans i hjärtsviktstudier, medan det finns begränsade rapporter om direkt cellinjektion i njurar med CKD.7–9, S1. Vi beskriver en ny teknik och preliminära observationer angående injektionssäkerhet och genomförbarheten av precisionsleverans av homologa autologa njurfamiljer till njurbarken hos patienter med typ 2-diabetes CKD.

Diabetes är en metabol sjukdom som hänvisar till hyperglykemi orsakad av otillräcklig insulinsekretion eller insulinresistens. Under människans matsmältning och ämnesomsättning bryts maten ner till socker och andra energiämnen, varav socker tas upp i blodet och dess ämnesomsättning regleras av insulin. Hos diabetespatienter, på grund av otillräcklig insulinutsöndring eller insulin oförmåga att fungera, kan sockret i blodet inte metaboliseras effektivt, vilket resulterar i förhöjda blodsockernivåer. I forskningen finns det något som heter Cistanche som effektivt kan hjälpa till att lindra symptomen hos milda diabetespatienter. Det beror på att ingredienserna i Cistanche kan öka utsöndringen av insulin och öka innehållet av insulin i kroppen och därigenom påskynda omsättningen av blodsocker och sänka blodsockernivåerna. Dessutom kan cistanche också förbättra leverns och njurarnas metaboliska funktion och hjälpa till att avlägsna avfall och gifter från kroppen och därigenom minska symtomen hos diabetespatienter.

Klicka cistanche violacea produkt

METODER

Mellan oktober 2017 och november 2020 analyserades 87 på varandra följande direkta parenkymala homologa autologa cellinjektioner med ett 20/25-gauge koaxialnålsystem i 51 inkluderade patienter från två fas II-studier (RMCL-002 [NCT0283574] och REGEN-003 [NCT03270956]) med typ 2-diabetes CKD-stadier 3-4 som uppfyllde behörighetskriterierna (se tilläggsmaterial). De uppskattade glomerulära filtrationshastigheterna (eGFR) för inskrivna patienter var 20 till 50 ml/min per 1,73 m2 (RMCL-002) och 14 till 20 ml/min per 1,73 m2 (REGEN-003). Det internationella normaliserade förhållandet för alla inskrivna patienter var mindre än 1,5. Efter en perkutan njurbiopsi från varje patient och cellexpansion genom Good Manufacturing Practice, formulerades stamceller i en termolabil hydrogelkoncentration av 100 106 celler/ml och återinjicerades i den biopsierade njuren 6 veckor senare.

Njurvolymen mättes med magnetisk resonanstomografi för att bestämma celldos (3–8 ml). Cellinjektion utfördes med hjälp av datortomografisk (CT) vägledning. En koaxial 20- yttre styrnål (COOK, Inc, Bloomington, Indiana) sattes in i det subkapsulära parenkymet i den nedre polen av den tidigare biopsierade njuren och en 25-inre injektionsnål ({{ 4}}.51 mm diameter, IMD Inc, Huntsville, Utah) in i njurbarken, inom 5 mm från kapseln (Figur 1). För patienter med två efterföljande injektioner utfördes proceduren i samma njure med sex månaders mellanrum. Alla procedurer utfördes av erfarna interventionsradiologer som fick utbildning och proctoring på plats. Patienterna genomgick medveten sedering och skrevs ut från dagkirurgiska enheten efter återhämtning.

Protokollet krävde hemoglobin, hematokrit och njurkemi före och efter injektion. Intermittent CT-skanning inom och i slutet av förfarandet ägde rum för att vägleda injektionerna och bedöma blödning. Renal ultraljud utfördes under återhämtning efter injektion och på dag 1 efter proceduren för att bedöma hematom. Patienterna avstod också tillfälligt från antikoagulations- och trombocytmediciner. De primära effektmåtten var förändringar i eGFR och komplikationer relaterade till injektionen och cellprodukten. Större njurblödningar definierades som de som kräver blodtransfusion, förlängd sjukhusvistelse eller ett interventionsförfarande. Statistiska analyser utfördes med användning av R (4.0.5, R Core Team, 2021, Wien, Österrike).

RESULTAT

Denna analys inkluderade 87 cellinjektioner i 51 patienter (tabell 1). Sextionio injektioner fullbordades hos 41 patienter och 18 av 1{{20}} patienter med eGFRs 20 till 50 ml/min per 1,73 m2 (RMCL{{12 }}) respektive 14 till 20 ml/min per 1,73 m2 (REGEN-003). Alla patienter förblev hemodynamiskt stabila under hela proceduren. Alla lokoregionala injektioner i njurbarken var tekniskt framgångsrika, och CT-skanningar dokumenterade slutliga nålplatser i den subkapsulära njurbarken (Figur 1). Det fanns inga signifikanta skillnader i hemoglobin (P ¼ 0.3 [RMCL-002, första injektion], P ¼ 0.2 [RMCL-002, andra injektion], P ¼ 0.2 [REGEN-003, första injektionen], P ¼ 0.14 [REGEN-003, andra injektionen]) och hematokrit (P ¼ 0.2 [RMCL002, första injektionen], P ¼ 0,3 [RMCL-002, andra injektion], P ¼ 0,3 [REGEN-003, första injektion], P > 0,9 [REGEN-003, andra injektion]) mellan pre- och postcell injektioner (tabell 2). Skillnader i kreatinin, blodureakväve och eGFR var inte heller signifikanta (tabell 2, figur 2). Det fanns inga procedurrelaterade blödningar eller cellextravasation dokumenterade under de CT-ledda injektionerna. Ett fördröjt subkapsulärt hematom som krävde sjukhusvistelse utan transfusion fanns dock på ett ultraljud efter injektion hos en kvinnlig patient (1/1 procent [1 av 87 patienter]) med eGFR på 15 ml/min per 1,73 m2 (REGEN{{59 }}).

Figur 1. Axiella datortomografibilder med sned projicering av maximal intensitet visar en 49-årig man med typ 2-diabetes och kronisk njursjukdom som genomgår homolog autolog njurstamcellsinjektion i den vänstra njurbarken. (a) En yttre styrnål med koaxial 20-gauge (dubbla pilar) är placerad vid cortex på den vänstra njuren (stjärna), och en 25-gauge inre nål (enkel pil) förs in i subkapseln parenkym. (b) 25-G inre nålen (enkel pil) förs vidare genom 20-G yttre nålen (dubbla pilar) in i cortex, med spetsen placerad ungefär 5 mm från den vänstra kapseln njure (stjärna) och homologa autologa njurfaderceller injiceras.

RESULTAT

Denna analys inkluderade 87 cellinjektioner i 51 patienter (tabell 1). Sextionio injektioner fullbordades hos 41 patienter och 18 av 1{{20}} patienter med eGFRs 20 till 50 ml/min per 1,73 m2 (RMCL{{12 }}) respektive 14 till 20 ml/min per 1,73 m2 (REGEN-003). Alla patienter förblev hemodynamiskt stabila under hela proceduren. Alla lokoregionala injektioner i njurbarken var tekniskt framgångsrika, och CT-skanningar dokumenterade slutliga nålplatser i den subkapsulära njurbarken (Figur 1). Det fanns inga signifikanta skillnader i hemoglobin (P ¼ 0.3 [RMCL-002, första injektion], P ¼ 0.2 [RMCL-002, andra injektion], P ¼ 0.2[REGEN-003, första injektion], P ¼ 0.14 [REGEN-003, andra injektion]) och hematokrit (P ¼ 0.2 [RMCL002, första injektion], P ¼ 0,3 [RMCL-002, andra injektion], P ¼ 0,3 [REGEN-003, första injektion], P > 0,9 [REGEN-003, andra injektion]) mellan pre- och postcell injektioner (tabell 2). Skillnader i kreatinin, blodureakväve och eGFR var inte heller signifikanta (tabell 2, figur 2). Det fanns inga procedurrelaterade blödningar eller cellextravasation dokumenterade under de CT-ledda injektionerna. Ett fördröjt subkapsulärt hematom som krävde sjukhusvistelse utan transfusion fanns dock på ett ultraljud efter injektion hos en kvinnlig patient (1/1 procent [1 av 87 patienter]) med eGFR på 15 ml/min per 1,73 m2 (REGEN{{59 }}).

DISKUSSION

Vi presenterar resultat om säkerheten och genomförbarheten av en ny lokoregional precisionsleveransmetod för en cellbaserad terapi som för närvarande befinner sig i kliniska fas II-prövningar. Cellbaserade terapier är en snabbt växande klassificering av avancerade terapiläkemedel, och dessa terapier har visat uppmuntrande kliniska resultat, framför allt vid behandling av hematologisk cancer. Den vanligaste metoden för leverans av cellprodukter är via intravenösa injektioner med den framväxande användningen av tekniker för direkt vävnadsavsättning vid benigna tillstånd (t.ex. ortopediska, dermala och hjärtindikationer).S2

Försök i tidiga faser pågår med intravaskulär injektion av mesenkymala stamceller för att regenerera CKD, även om tillförlitligheten av cellsekretoriska effekter på målceller är okänd. Diabetisk mikrovaskulär sjukdom, systemisk recirkulationsutspädning och lunginfångning dämpar cellmängden i den glomerulära tubulimiljön, vilket minskar effektiviteten och dosnoggrannheten med intravenösa injektioner.

CT-vägledda perkutana procedurer har visat sig vara genomförbara och säkra för många indikationer men förblir obeskrivna i den lokala leveransen av cellterapier för att behandla CKD.S7 I våra försök utfördes tunnsektions CT-skanningar genom njurarna för att identifiera en säker väg och mål i njurbarken i den nedre polen. Trots den lilla injektionsnålens kaliber tillåter CT-bildrekonstruktioner vid 1 till 5 mm verifiering av nålspetsen i den förtunnade njurbarken under varje injektion samtidigt som det möjliggör säkerhetsövervakning i realtid för utveckling av hematom. Njurpatofysiologi och relaterade komorbiditeter av stadium 3/4 typ 2 diabetisk CKD, främst anemi, högre eGFR-stadium och kvinnor, är riskfaktorer för ökad blödning under perkutana ingrepp. S8, S9 Blödningsriskerna för postrenal biopsi har beskrivits väl i tidigare studier , med stora intervall på grund av sjukdomens heterogenitet, biopsitekniker och sjukhusstatus.S9, S10

Även om inga komplikationer har publicerats specifikt för vår studies intervention, kan perkutan biopsi för medicinsk njursjukdom och tumörmassor ge ett riktmärke för riskuppskattning. Poggio et al.S10 rapporterade en frekvens på 11 procent (intervall, 9 procent till 16 procent) av hematom som den vanligaste komplikationen för biopsi av inneboende njursjukdomar i en systematisk översikt och metaanalys. Samtidigt har andra komplikationsrelaterade behandlingar noterats, såsom transfusionshastigheter (1 procent till 5,7 procent ), angiografiska ingrepp (0,2 procent till 0,6 procent ), nefrektomi ( 0 till 0,1 procent ), och död (0 till 0,06 procent ).S8, S9, S10, S11 Bland biopsiprover från njurtumörmassa var medianfrekvensen av totala komplikationer 8,1 procent (interkvartilt intervall, 2,7 procent till 11,1 procent), med perirenalt hematom som det vanligaste och ett fåtal rapporterade behandlingar som uppfyller Clavien Surgical Complication-graderna högre än IIIa.S7, S12

Noggrannheten av procedurrelaterade blödningar i vår studie verifierades genom före och efter injektion och 24-timmes uppföljningsultraljud med jämförande hemoglobin/hematokritnivåer och intraprocedurella CT-skanningar för att fastställa akuta eller dolda subkliniska hematom. Den låga blödningskomplikationsfrekvensen på 1,1 procent i en högriskpopulation för kronisk nyck-sjukdom tillskrivs den lilla nålplattformen och CT-vägledning jämfört med större skärande njurbiopsinålar med flera pass.

Säkerheten och genomförbarheten av celltillförsel är kritiska faktorer som maximerar effektiviteten av cellbaserade nefronåterställande terapier. Förlust av cellprodukt under leverans kan påverka exakt doseringsbestämning och effekt på slutorganen. Få regulatoriskt godkända cellbehandlingar för kroniska sjukdomar använder direkt vävnadsinjektion, även om sen fas III-studier pågår vid kronisk hjärtsvikt med transendokardiella mekaniska kartläggningsinjektioner av mesenkymallinjeceller.7, S13 CTguided nålinsättning och cellinjektion i förtunnade njurbarkar är möjliga med låga, acceptabla risker för blödning. Dessutom bidrar den perkutana, minimalt invasiva karaktären av proceduren med medveten sedering till säkerheten för celltillförsel i högrisk-CKD-stadium 3-4-populationer med banor mot njursjukdom i slutstadiet. Lokoregional bildstyrd leverans av autologa cellterapier vid CKD erbjuder potentialen för njurfunktionsstabilisering eller förbättring och fördröjning av njurersättningsterapier. Framtida rättegångar pågår.

TACK

Författarna tackar alla deltagare i ProKidney-försöket för att de har utvecklat vetenskapen om cellterapi för CKD, Brenda McGrath för statistikförberedelser, Dr Victor Silva Ritter för statistisk analys och Dr Maria Díaz-González de Ferris för manuskriptgranskning.

Figur 2. Boxplots av laboratorietestvärden i RMCL-002- och REGEN-003-försöksgrupper. Det finns inga signifikanta skillnader i kreatinin, uppskattad glomerulär filtrationshastighet (eGFR), hematokrit, hemoglobin och blodureakväve (BUN) mellan de två grupperna.

ETISK FÖRKLARING

Försöken har censurerats av institutionell granskningsnämnds godkännande och deltagarnas informerade samtycke.

FÖRFATTARBIDRAG

HY och JMS har gjort betydande bidrag till utformningen av manuskriptet, utarbetandet och revideringar av innehållet och kommit överens om att vara ansvariga för riktigheten och tolkningen av resultatdata och godkänt den slutliga versionen för publicering. PDS, PRB, MPL, FSN, GJW, CTH, RDM, RN, EMC, ACE och BST granskade och gick med på manuskriptinnehållet och godkände den slutliga versionen för publicering.

JMS är anställd av ProKidney och är medlem i Executive Committee. Alla andra författare har inte deklarerat någon intressekonflikt.

EXTRAMATERIAL

Kompletterande inkluderings- och uteslutningskriterier Kompletterande referenser

REFERENSER

1. Godkända cell- och genterapiprodukter. Food and Drug Administration. Tillträde 17 januari 2021.

2. Läkemedel för avancerad terapi: Översikt. Europeiska läkemedelsmyndigheten. Tillträde 17 januari 2021.

3. Xie Y, Bowe B, Mokdad A, et al. Analys av studien om den globala sjukdomsbördan belyser de globala, regionala och nationella trenderna för kronisk njursjukdom från 1990–2016. Kidney Int. 2018;94:567–581.

4. Centers for Disease Control and Prevention. Nationell hälso- och näringsundersökning, 2013–2014. Åtkomst 17 januari 2021.

5. Little M, Kairath P. Regenerativ medicin vid njursjukdom. Kidney Int. 2016;90:289–299.

6. Kelley R, Werdin E, Bruce A. Tubulära cellberikade subpopulationer av primära njurceller förbättrar överlevnaden och förstärker njurfunktionen i en gnagarmodell av kronisk njursjukdom. Am J Physiol Renal Physiol. 2010;299:F1026–F1039.

7. Bartunek J, Terzic A, Davidson B, et al. Kardiopoetisk cellterapi för avancerad ischemisk hjärtsvikt: resultat efter 39 veckor av den potentiella randomiserade, dubbelblinda, skenkontrollerade CHART-1 kliniska studien. Eur Heart J. 2017;38:648–660.

8. Forbes SJ, Gupta S, Dhawan A. Cellterapi för leversjukdom: från transplantation till cellfabrik. J Hepatol. 2015;62(suppl 1):S157–S169.

9. Stavas J, Diaz-Gonzalez de Ferris M, Johns A, et al. Protokoll och baslinjedata för injektion av autolog njurcellsterapi hos vuxna med kronisk njursjukdom sekundär till medfödda anomalier i njure och urinvägar. Blood Purif. Tillträde 17 januari 2021.

Hyeon Yu1, Paul D. Sonntag2, Peter R. Bream1, Michael P. Lazarowicz3, Francis S. Nowakowski4, Gregory J. Woodhead5, Charles T. Hennemeyer5, Ryan D. Muller6, Rakesh Navuluri7, Elaine M. Caoili8, Aaron C. , Brandon S. Tominna10 och Joseph M. Stavas11

Institutionen för radiologi, University of North Carolina vid Chapel Hill School of Medicine, Chapel Hill, North Carolina; 2 Institutionen för radiologi, St. Luke's Regional Medical Center, Boise, Idaho; 3 Institutionen för radiologi, University of Florida, Gainesville, Florida; 4 Institutionen för radiologi, Icahn School of Medicine vid Mount Sinai Hospital, New York, New York; 5 Institutionen för medicinsk bildbehandling, University of Arizona College of Medicine, Tucson, Arizona; 6 Institutionen för radiologi, Vanderbilt University Medical Center, Nashville, Tennessee; 7 Institutionen för radiologi, University of Chicago, Chicago, Illinois; 8 Institutionen för radiologi, University of Michigan Medical Center, Ann Arbor, Michigan; 9 Institutionen för radiologi, University of Wisconsin School of Medicine, Madison, Wisconsin; 10Department of Radiology, Premier Radiology, Kalamazoo, Michigan; och 11ProKidney och Institutionen för radiologi Creighton University School of Medicine, Omaha, Nebraska.

Korrespondens:

Hyeon Yu, avdelningen för vaskulär och interventionell radiologi, Institutionen för radiologi, University of North Carolina vid Chapel Hill School of Medicine, 2016 Old Clinic, Campus Box 7510, North Carolina 27599.

Kidney Int Rep (2021) 6, 2486–2490.

ª 2021 International Society of Nephrology. Publicerad av Elsevier Inc. Detta är en artikel med öppen tillgång under licensen CC BYNC-ND.

NYCKELORD: cellterapi; kronisk njursjukdom; datortomografi; intervention; typ 2 diabetisk njursjukdom.

For more information:1950477648nn@gmail.com