Análisis de biomarcadores genómicos, celulares y serológicos como predictores de rechazo o tolerancia en el trasplante renal

Abstract

Objetivos: El objetivo principal de esta tesis es identificar y analizar nuevos biomarcadores que mejoren la detección precoz del rechazo y optimicen la terapia inmunosupresora en el contexto del trasplante renal. Para alcanzar este objetivo global, se plantean tres objetivos específicos: 1) Destacar, de entre los biomarcadores serológicos, celulares y genómicos emergentes, aquellos con mayor potencial para la detección temprana y precisa del rechazo en trasplantes renales. 2) Analizar la relación entre la activación de subpoblaciones de linfocitos T CD8+ y la necrosis tubular aguda (ATN) en pacientes trasplantados, y determinar si esta activación puede servir como biomarcador predictivo para identificar a los pacientes con mayor riesgo de desarrollar ATN en el primer mes postrasplante. 3) Evaluar la relación entre los niveles de antígenos de maduración de células B (BCMA) antes del trasplante y la reactivación temprana del citomegalovirus (CMV) en pacientes trasplantados, y analizar si los niveles elevados de BCMA pueden predecir una mayor carga viral de CMV tras el trasplante. Metodología: Este trabajo incluyó una revisión bibliográfica y dos estudios observacionales prospectivos en pacientes que recibieron trasplante renal. La revisión bibliográfica se basó en estudios publicados en los últimos 10 años en revistas revisadas por pares, centrados en biomarcadores serológicos, celulares y genómicos con aplicaciones clínicas en el trasplante renal. Para la búsqueda se utilizaron bases de datos científicas reconocidas como PubMed, Scopus y Web of Science. El primer estudio experimental incluyó a 31 pacientes trasplantados renales y 17 controles sanos. Se recolectaron muestras de sangre periférica durante el primer año postrasplante en diversos momentos: semanas 1 y 2, y meses 1, 2, 3, 6 y 12. Las células mononucleares fueron aisladas mediante gradiente de densidad y analizadas por citometría de flujo para cuantificar subpoblaciones de linfocitos T CD8+, midiendo los marcadores de activación CD25, CD69 y CD95. El segundo estudio incluyó a 30 pacientes seropositivos para CMV-IgG, todos ellos con injertos funcionantes al menos un mes después del trasplante. Los pacientes fueron seguidos durante los tres primeros meses postrasplante para monitorizar la reactivación del CMV mediante qPCR. Se recolectaron muestras de sangre periférica con EDTA antes del trasplante y a los 3 y 6 meses postrasplante. Las células leucocitarias se aislaron y se evaluaron los niveles de transcripción de BCMA, BAFF-R, TACI y otros marcadores mediante qPCR. Además, se analizaron las subpoblaciones de linfocitos B mediante citometría de flujo. Conclusiones: Los biomarcadores serológicos, celulares y genómicos emergentes han demostrado un gran potencial para mejorar la detección temprana y precisa del rechazo en trasplantes renales, superando las limitaciones de los métodos tradicionales. En particular, la activación de los linfocitos T CD8+, evaluada a través de los marcadores CD25, CD69 y CD95, se asocia directamente con la aparición de ATN en receptores de trasplante renal, lo que sugiere que estas células desempeñan un papel crucial en la lesión inmunomediada del injerto durante las primeras etapas postrasplante. Los niveles elevados de estos marcadores demostraron ser altamente predictivos para identificar a los pacientes con mayor riesgo de desarrollar ATN. Además, los niveles elevados de transcripción de BCMA antes del trasplante en pacientes receptores de injertos renales están asociados con la reactivación temprana del CMV postrasplante. La medición de estos niveles podría ser utilizada como un biomarcador clínico para predecir el riesgo de reactivación viral, facilitando una mejor gestión de las complicaciones asociadas al CMV tras el trasplante renal.

Objectives: The main objective of this thesis is to identify and analyze new biomarkers that can improve the early detection of rejection and optimize immunosuppressive therapy in the context of kidney transplantation. To achieve this overarching goal, three specific objectives are outlined: 1) To highlight, among emerging serological, cellular, and genomic biomarkers, those with the greatest potential for early and precise detection of rejection in kidney transplants. 2) To analyze the relationship between the activation of CD8+ T cell subpopulations and acute tubular necrosis (ATN) in transplanted patients, and to determine if this activation can serve as a predictive biomarker to identify patients at higher risk of developing ATN during the first month after transplantation. 3) To evaluate the relationship between pre-transplant B cell maturation antigen (BCMA) levels and early cytomegalovirus (CMV) reactivation in transplanted patients, and to assess whether elevated BCMA levels can predict a higher viral load of CMV after transplantation. Methodology: This work included a literature review and two prospective observational studies in patients who received kidney transplants. The literature review was based on studies published in the last 10 years in peer-reviewed journals, focusing on serological, cellular, and genomic biomarkers with clinical applications in kidney transplantation. The literature search used recognized scientific databases such as PubMed, Scopus, and Web of Science. The first experimental study included 31 kidney transplant patients and 17 healthy controls. Peripheral blood samples were collected during the first-year post-transplant at various time points: weeks 1 and 2, and months 1, 2, 3, 6, and 12. Mononuclear cells were isolated using a density gradient and analyzed by flow cytometry to quantify CD8+ T cell subpopulations, measuring the activation markers CD25, CD69, and CD95. The second study included 30 CMV-IgG seropositive patients, all with functioning grafts at least one month after transplantation. Patients were followed for the first three months post-transplant to monitor CMV reactivation using qPCR. Peripheral blood samples with EDTA were collected before transplantation and at 3- and 6-months post-transplant. Leukocytes were isolated, and BCMA, BAFF-R, TACI, and other markers were evaluated by qPCR. Additionally, B cell subpopulations were analyzed by flow cytometry. Conclusions: Emerging serological, cellular, and genomic biomarkers have shown great potential to improve the early and precise detection of rejection in kidney transplants, surpassing the limitations of traditional methods. In particular, the activation of CD8+ T cells, evaluated through the markers CD25, CD69, and CD95, is directly associated with the occurrence of ATN in kidney transplant recipients, suggesting that these cells play a crucial role in graft injury mediated by the immune system during the early post-transplant stages. Elevated levels of these markers have proven to be highly predictive in identifying patients at greater risk of developing ATN. Additionally, elevated BCMA transcription levels before transplantation in kidney transplant recipients are associated with early post-transplant CMV reactivation. Measuring these levels could be used as a clinical biomarker to predict the risk of viral reactivation, facilitating better management of CMV-related complications after kidney transplantation