TIR8, un membro dei Toll/IL-1Receptors, modula il danno da ischemia e riperfusione nel trapianto di rene, inibendo l’espansione dei leucociti residenti

1. RIASSUNTI 
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1. RIASSUNTI 
 
1.1 RIASSUNTO IN ITALIANO 
 
In un trapianto si verificano due eventi inevitabili: l’ischemia/riperfusione (I/R), che provoca un 
danno tissutale, scatenando una risposta dell’immunità innata e un processo infiammatorio e la 
reazione del sistema immunitario del ricevente contro gli alloantigeni del donatore, che 
coinvolge l’immunità adattativa. Nel trapianto di rene l’I/R è una delle cause principali del 
malfunzionamento dell’organo trapiantato e di complicazioni post-trapianto, quali il ritardo della 
ripresa funzionale del rene trapiantato ed il rigetto acuto. L’I/R causa il rilascio nel tessuto di 
diverse molecole che legano i recettori Toll-like (TLRs) e IL-1Receptor-like (ILRs), attivando 
una risposta immunitaria. TIR8 è un regolatore negativo dei TLRs e degli ILRs altamente 
espresso nel rene, sia nelle cellule immunitarie residenti che nelle cellule epiteliali tubulari. ¨ 
stato visto un ruolo protettivo di TIR8 in un modello di trapianto allogenico di rene nel topo 
(Noris et al., 2009). Dai risultati di questa tesi emerge che, anche in assenza di alloantigeni, in 
un contesto di trapianto singenico di rene che ha subito ischemia, TIR8 ha effetti positivi, 
attenuando l’infiammazione. La delezione di TIR8 nel rene, infatti, portava ad un’espansione 
delle cellule immunitarie residenti del donatore 10 giorni dopo ischemia e trapianto, in 
particolare di cellule F4/80
+
CX3CR1
+
. E questo era in parallelo con uno stress ossidativo piø 
elevato, un maggiore danno tissutale ed una peggiore funzione renale. TIR8 potrebbe quindi 
rappresentare un meccanismo di difesa nel rene per contenere un’attivazione dell’immunità 
innata che risulterebbe eccessivamente distruttiva per il tessuto. Il potenziamento della funzione 
di TIR8 potrebbe rappresentare una strategia per contenere l’infiammazione, riducendo il danno 
tissutale e favorendo la riuscita del trapianto di organi che inevitabilmente subiscono I/R.
2. INTRODUZIONE 
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2. INTRODUZIONE 
 
2.1 IL TRAPIANTO 
2.1.1 CHE COS’¨ UN TRAPIANTO? 
Un trapianto è un “trasferimento di cellule, di tessuti o di organi da un organismo ad un altro, o 
da una parte ad un’altra dello stesso organismo, allo scopo di compensare una deficienza o un 
difetto funzionale”. 
Questo trasferimento viene effettuato attraverso un intervento chirurgico, che, grazie 
all’affinamento progressivo delle tecniche di medicina e chirurgia, rappresenta al giorno d’oggi 
un’alternativa terapeutica efficace o l’unica soluzione terapeutica in molte situazioni altrimenti 
incompatibili con la sopravvivenza, per esempio in presenza di insufficienza cronica terminale 
di uno o piø organi. 
Quando si parla di trapianto, si definisce donatore il soggetto da cui si esegue il prelievo 
dell’organo, mentre il soggetto che riceve il trapianto è chiamato ricevente. 
Per quanto riguarda il donatore, il prelievo dell’organo o tessuto da trapiantare può essere 
effettuato da un donatore cadavere, del quale sia stata accertata la morte encefalica o morte 
cerebrale, stato definitivo e irreversibile, oppure da un donatore vivente, per quanto riguarda 
organi rigenerabili o non rigenerabili, ma presenti per esempio in quantità doppia, come i reni. 
L’idoneità dell’organo al trapianto è scrupolosamente valutata dai medici con specifici esami. 
Gli organi prelevati vengono trapiantati ai pazienti selezionati tra tutti quelli iscritti in lista di 
attesa. La selezione del ricevente è effettuata in base a criteri oggettivi (compatibilità clinica ed 
immunologica) che favoriscono la massima riuscita del trapianto. 
 
2.1.2 PRELIEVO E CONSERVAZIONE DI ORGANI 
Per garantire la conservazione degli organi solidi e la loro ripresa funzionale dopo il trapianto è 
necessaria l’induzione dell’ipotermia. Questa è ottenuta mediante la rapida perfusione, al 
momento del prelievo, con particolari soluzioni cristalloidi o colloidi, che permettono anche il 
lavaggio dell’organo e la liberazione dal sangue in circolo. L’organo prelevato è poi conservato 
a basse temperature (4 °C), normalmente in ghiaccio. 
Tuttavia, l'ipotermia comporta anche una serie di effetti indesiderati, inducendo in particolare un 
edema (rigonfiamento) cellulare. Questo è dovuto all'inibizione della pompa ionica di membrana 
che normalmente, consumando adenosintrifosfato (ATP), mantiene una concentrazione 
intracellulare bassa di sodio (Na
+
) e una elevata di potassio (K
+
). PoichØ questa pompa non è 
funzionale in condizioni di ipotermia, la concentrazione intracellulare di sodio rimane alta e 
provoca un richiamo di acqua intracellularmente attraverso la membrana plasmatica per osmosi,
2. INTRODUZIONE 
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con un conseguente rigonfiamento cellulare. Per questo motivo, tutte le soluzioni per la 
perfusione ipotermica contengono sostanze che ne innalzano l'osmolarità contribuendo in questo 
modo a ridurre l’edema. In genere si tratta di anioni (fosfato, solfato, glicerofosfato, gluconato, 
lattobionato e citrato) o di zuccheri (glucosio, mannitolo, saccarosio e raffinosio). 
Le diverse soluzioni di conservazione sono utilizzate al fine di preservare al meglio possibile 
l’organo prelevato, ma quest’ultimo è sottoposto comunque ad un danneggiamento. Subisce 
infatti un’ischemia, ovvero una riduzione di afflusso di sangue con relativo contenuto di 
ossigeno e nutrienti, seguita da una riperfusione al momento dell’anastomosi dei vasi 
dell’organo con i vasi del ricevente durante il trapianto. Inizialmente si ha un’ischemia fredda, 
per tutto il tempo in cui l’organo è conservato a 4°C. Successivamente, da quando è interrotta la 
conservazione dell’organo a freddo al momento in cui è effettuata l’anastomosi con i vasi del 
ricevente, durante l’intervento di trapianto, si parla di ischemia a caldo, che termina con la 
riperfusione. Questa ischemia e riperfusione (I/R) può avere degli effetti negativi e provocare 
dei danni nei tessuti trapiantati. In seguito questo argomento sarà affrontato piø 
dettagliatamente. 
 
2.1.3 TIPI DI TRAPIANTO 
Esistono diversi tipi di trapianto. 
A seconda di come è effettuato il trapianto si differenzia: 
• un trapianto ortotopico, quando è effettuato nella stessa sede fisiologica, mentre l’organo 
originario malfunzionante viene rimosso; 
• un trapianto eterotopico, se è collocato in sede diversa da quella normale; un nuovo organo 
viene affiancato a quello vecchio non piø funzionante, il quale rimane al proprio posto. 
In base ai rapporti che legano il donatore e il ricevente si distinguono diverse tipologie di 
trapianto. 
• Autotrapianto: la parte trapiantata viene spostata da un punto ad un altro dello stesso 
organismo. 
• Trapianto singenico o isotrapianto: è effettuato tra due individui geneticamente identici, 
come tra due gemelli monozigoti o, negli animali, tra individui appartenenti ad un ceppo 
“inbred”, cioè geneticamente omogenei. 
• Trapianto allogenico o allotrapianto: tra due diversi soggetti della stessa specie. 
• Xenotrapianto: trapianto tra organismi che appartengono a specie diverse.
2. INTRODUZIONE 
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2.2 TRAPIANTO DI RENE 
I primi tentativi di trapianto furono condotti con i reni ed il trapianto d’organo a cui oggi si 
ricorre piø frequentemente a scopo terapeutico è proprio il trapianto di rene. 
I reni, insieme alle vie urinarie (uretere, vescica, uretra), costituiscono l’apparato escretore, il cui 
compito è quello di filtrare il sangue dai prodotti di scarto del metabolismo che vi si accumulano 
e di eliminarli all’esterno tramite l'urina. Nel processo di produzione dell’urina, mediante il 
riassorbimento e la secrezione di diverse sostanze, acqua e soluti, il rene contribuisce inoltre a 
regolare l'equilibrio idrico ed elettrolitico dell’organismo e a controllare il pH ematico. In 
aggiunta il rene svolge anche funzioni endocrine, producendo ormoni coinvolti nella regolazione 
della pressione sanguigna (renina, angiotensina, prostaglandine), nell’eritropoiesi 
(eritropoietina) o nella regolazione del metabolismo del calcio (calcitriolo, forma attiva della 
vitamina D3). Quando i reni perdono la loro funzione, ovvero in condizioni di insufficienza 
renale cronica, tutte queste attività non sono piø svolte correttamente con conseguenze anche 
molto gravi. Il trattamento preferenziale per i pazienti affetti da questa patologia attualmente è 
rappresentato dal trapianto di quest’organo, in quanto è capace di restituire una normale 
funzione renale e permette alla maggior parte dei pazienti di condurre una migliore qualità di 
vita, non essendo costretti alla dialisi. 
 
2.2.1 STORIA DEL TRAPIANTO DI RENE 
La storia dei trapianti può essere fatta cominciare nel 1902 a Chicago, quando un chirurgo di 
nome Alexis Carrel riuscì per primo a mettere a punto una tecnica chirurgica di sutura in grado 
di permettere il collegamento di vasi sanguigni, tappa fondamentale nello sviluppo della tecnica 
del trapianto d'organo (www.corit.org; www.aido.it). Il primo trapianto di rene sperimentale 
venne eseguito nello stesso anno dal chirurgo austriaco Ulmann su un cane. L’organo fu 
alloggiato nel collo dell’animale e l’arteria e la vena renali furono anastomizzate rispettivamente 
con l’arteria carotide e la vena giugulare. 
Intorno al 1950 diversi trapianti di rene da uomo a uomo furono eseguiti trapiantando il rene nei 
vasi del braccio in anestesia locale, da parte di Hufnagel, Hume e Landsteiner, tre giovani 
chirurghi statunitensi, al Peter Bent Brigham Hospital di Boston, dando vita all'interesse di 
questo centro per i trapianti. 
Il primo ostacolo che questi pionieri dovettero affrontare fu il rigetto: l’organismo ospite 
rifiutava i tessuti e gli organi estranei. Durante la II Guerra Mondiale, il dottor Peter Medawar 
dimostrò che l’incompatibilità era di origine genetica. I risultati dei suoi studi portarono l’Øquipe 
del professor Joseph Murray, il 23 dicembre 1954 a Boston, ad eseguire il primo trapianto di 
rene portato a termine con successo. Questo fu eseguito fra gemelli monozigoti, geneticamente
2. INTRODUZIONE 
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identici e per la prima volta l'organo venne alloggiato nella fossa iliaca. Grazie a questo 
intervento e per il suo contributo alla medicina dei trapianti, Murray ottenne nel 1990 il Premio 
Nobel per la medicina. 
Negli anni successivi al 1954 furono eseguiti un gran numero di trapianti da donatore vivente 
con risultati soddisfacenti. Nel frattempo si erano compiuti esperimenti di trapianto di reni da 
soggetti appena morti: il cosiddetto trapianto da donatore cadavere. Nel 1965 si raggiunse la 
certezza che questo tipo di intervento era possibile e centri di trapianto renale si aprirono in tutto 
il mondo. Da allora questi interventi furono effettuati in numero sempre maggiore e con sempre 
migliori risultati, fino a diventare operazioni di routine. 
Il primo trapianto di rene in Italia fu effettuato nel 1966 dall’èquipe del dottor Paride Stefanini, a 
Roma. 
Il miglioramento qualitativo e quantitativo dei risultati dei trapianti è stato possibile grazie al 
perfezionamento delle tecniche chirurgiche e di conservazione degli organi, nonchØ 
all’introduzione di nuovi farmaci immunosoppressori e all'evoluzione dei protocolli di terapia 
immunosoppressiva. 
Nel corso degli ultimi anni la ricerca sul trapianto d'organi sta proseguendo e sta ottenendo 
ulteriori progressi. 
 
2.2.2 L’INTERVENTO CHIRURGICO 
Il trapianto renale si esegue con un intervento chirurgico che consiste nell'inserire un rene sano, 
prelevato da un donatore cadavere o da un donatore vivente, nella parte anteriore dell’addome 
del paziente. I candidati al trapianto devono sottoporsi ad una serie di esami, per escludere 
l'eventuale presenza di malattie che controindichino l'intervento e la successiva terapia 
immunosoppressiva antirigetto. Ugualmente anche il rene prelevato viene esaminato, per 
accertare l’assenza di patologie trasmissibili e per valutare la funzionalità dell’organo. 
Il trapianto renale può essere eseguito su pazienti di età compresa tra pochi mesi di vita fino a 
oltre 75 anni di età e non è escluso neanche per coloro che hanno già subito un trapianto. Gli 
unici fattori in grado di precludere il trapianto di rene sono la presenza di neoplasie maligne o di 
infezioni in atto. 
Generalmente, l'intervento di trapianto dura dalle 2 alle 4 ore ed è di tipo eterotopico: il rene 
trapiantato è posizionato in un’area diversa da quella del rene nativo e precisamente in una delle 
due fosse iliache in sede extraperitoneale, senza ledere il peritoneo (la membrana che riveste la 
cavità addominale). Il trapianto renale in fossa iliaca presenta indubbiamente dei vantaggi 
rispetto ad un trapianto renale ortotopico, essendo tecnicamente piø semplice da eseguire e 
ponendo il rene trapiantato in un sito anatomico facilmente raggiungibile per eventuali