O transplante renal é o tratamento ideal para a doença renal terminal 1,2,3,4; no entanto, os rins transplantados são frequentemente perdidos prematuramente, com até 50% de perda do enxerto em 10 anos após otransplante 5. Os pacientes afetados têm maior morbidade e mortalidade e representam um grande fardo econômico para os sistemas de saúde6. Uma das principais causas de perda prematura do enxerto é a lesão sofrida pelo enxerto no momento do transplante, conhecida como lesão de isquemia-reperfusão (IRI). A IRI é uma lesão inevitável causada pela diminuição do fluxo sanguíneo, seguida de reperfusão7. A isquemia é caracterizada pelo acúmulo de succinato tecidual, que impulsiona o fluxo reverso de elétrons na cadeia respiratória mitocondrial, levando à produção de superóxido e subsequente lesão logo após a reperfusão8. A IRI em órgãos transplantados aumenta o risco de não função primária, função retardada do enxerto (FTE), rejeição e resultados inferiores do enxerto 8,9. A FTE, definida como a necessidade de diálise na primeira semana pós-transplante9, é uma manifestação de IRI grave10. Histologicamente, a FTE associada à IRI se manifesta como necrose tubular aguda (NTA) e lesão da microvasculatura. Funcionalmente, há diminuição da taxa de filtração glomerular (TFG) e do débito urinário, características de lesão renal aguda (LRA) no aloenxerto11. Apesar de sua importância, atualmente não existem tratamentos para LRA pós-transplante associada à isquemia-reperfusão. A falta de tratamentos decorre de uma compreensão incompleta dos mecanismos da doença e da falta de marcadores para identificar pacientes com maior risco de disfunção do enxerto durante os momentos críticos em que a lesão pode ser reversível12.
Evidências acumuladas sugerem que o metabolismo energético alterado no aloenxerto medeia a LRA e pode sustentar a FTE 13,14,15. As células renais geram energia por meio de dois mecanismos principais: respiração mitocondrial e glicólise16. Na IRI, a reperfusão resulta em disfunção mitocondrial17. Consequentemente, a glicólise torna-se a principal fonte de energia 13,18,19,20. A mudança metabólica na IRI promove a morte de células endoteliais tubulares e microvasculares, levando à LRA 21,22,23,24. Em um trabalho anterior, a NTA foi associada ao aumento da expressão de enzimas glicolíticas e níveis alterados de proteínas mitocondriais25, em consonância com a IRI no enxerto13,18. Além disso, em um modelo de autotransplante renal suíno, a isquemia seguida de armazenamento refrigerado levou à redução dos níveis de proteínas mitocondriais renais e aumento da excreção de lactato26. Em conjunto, esses achados solidificam a importância clínica do monitoramento do fenótipo metabólico dos aloenxertos renais, mesmo antes do transplante, uma vez que as características metabólicas basais no aloenxerto podem ser preditivas de disfunção do aloenxerto27.
Modelos de predição clínica de risco de rejeição e perda de aloenxerto em curto prazo foram desenvolvidos 28,29. No entanto, esses modelos carecem de precisão e não consideram as características moleculares do enxerto 30,31,32. Estudos recentes tiveram como objetivo atender a essa necessidade não atendida por meio da identificação de padrões moleculares no nível tecidual que estão associados a resultados inferiores do enxerto, como disfunção e rejeição do enxerto 13,14,15,25,33,34. Esses estudos dependem de medições moleculares em estado estacionário no gene 33,34,35, proteína25,26 e nível de metabólito13,14, deixando uma imagem incompleta do fenótipo metabólico do aloenxerto. Essa lacuna no conhecimento se deve em parte à incapacidade de medir a função metabólica e o estado energético de amostras derivadas de rins em um determinado momento. O desenvolvimento de um protocolo padronizado para determinar o fenótipo metabólico de células renais derivadas de biópsia, que pode potencialmente ser traduzido no estudo de amostras de pacientes, é justificado. Este artigo descreve um fluxo de trabalho exclusivo para avaliar a respiração mitocondrial (por meio da taxa de consumo de oxigênio), glicólise (taxa de acidificação extracelular) e níveis intracelulares de ATP em suspensões de células renais derivadas de biópsia. A metodologia foi otimizada usando núcleos de biópsia renal de suínos machos adultos saudáveis. Para facilitar a implementação clínica futura, os núcleos de biópsia foram obtidos com agulha 18 G, como nos protocolos clínicos padrão de amostragem de enxerto renal36,37. Finalmente, a utilidade da implementação do protocolo em condições experimentais discriminatórias foi validada em um modelo suíno de autotransplante.