Böbrek nakli, son dönem böbrek hastalığı için en uygun tedavi yöntemidir 1,2,3,4; Bununla birlikte, nakledilen böbrekler genellikle erken kaybedilir ve nakilden 10 yıl sonra %50'ye varan greft kaybı olur5. Etkilenen hastalar morbidite ve mortaliteyi artırmıştır ve sağlık sistemleri üzerinde önemli bir ekonomik yük oluşturmaktadır6. Erken greft kaybının önemli bir nedeni, iskemi-reperfüzyon hasarı (IRI) olarak bilinen, transplantasyon sırasında greftin maruz kaldığı yaralanmadır. IRI, azalan kan akışının neden olduğu kaçınılmaz bir yaralanmadır ve bunu reperfüzyon7 takip eder. İskemi, mitokondriyal solunum zincirinde ters elektron akışını yönlendiren ve reperfüzyondan erken sonra süperoksit üretimine ve ardından yaralanmaya yol açan doku süksinat birikimi ile karakterizedir8. Nakledilen organlarda IRI, primer fonksiyon bozukluğu, gecikmiş greft fonksiyonu (DGF), reddedilme ve düşük greft sonuçları riskini artırır 8,9. Nakilsonrası ilk hafta diyalize ihtiyaç olarak tanımlanan DGF 9, şiddetli IRI10'un bir tezahürüdür. Histolojik olarak, IRI ile ilişkili DGF, akut tübüler nekroz (ATN) ve mikrovasküler sistemde yaralanma ile kendini gösterir. İşlevsel olarak, allogreft11'de akut böbrek hasarının (ABH) özellikleri olan glomerüler filtrasyon hızında (GFR) ve idrar çıkışında bir azalma vardır. Önemine rağmen, şu anda iskemi-reperfüzyon ile ilişkili nakil sonrası ABH için herhangi bir tedavi yoktur. Tedavi eksikliği, hastalık mekanizmalarının tam olarak anlaşılmamasından ve yaralanmanın geri dönüşümlü olabileceği kritik zaman noktalarında greft disfonksiyonu riski en yüksek olan hastaları belirlemek için belirteçlerin eksikliğinden kaynaklanmaktadır12.
Biriken kanıtlar, allogreftteki değişmiş enerji metabolizmasının AKI'ye aracılık ettiğini ve DGF 13,14,15'i destekleyebileceğini düşündürmektedir. Böbrek hücreleri iki ana mekanizma ile enerji üretir: mitokondriyal solunum ve glikoliz16. IRI'de reperfüzyon mitokondriyal disfonksiyonile sonuçlanır 17. Sonuç olarak, glikoliz ana enerji kaynağı haline gelir 13,18,19,20. IRI'deki metabolik değişim, tübüler ve mikrovasküler endotel hücre ölümünü teşvik ederek ABH 21,22,23,24'e yol açar. Önceki bir çalışmada, ATN, greft13,18'deki IRI ile uyumlu olarak, glikolitik enzimlerin artan ekspresyonu ve mitokondriyal proteinlerin25 değişen seviyeleri ile ilişkilendirildi. Ayrıca, bir domuz böbreği oto-transplantasyon modelinde, iskemi ve ardından soğuk hava deposu, böbrek mitokondriyal protein seviyelerinin azalmasına ve laktat atılımının artmasına neden olmuştur26. Toplamda, bu bulgular, allogreftteki bazal metabolik özellikler allogreft disfonksiyonunun öngörücüsü olabileceğinden, nakilden önce bile böbrek allogreftlerinin metabolik fenotipinin izlenmesinin klinik önemini sağlamlaştırmaktadır27.
Allogreft reddi ve kaybı ile ilgili kısa dönem riskin klinik tahmin modelleri geliştirilmiştir28,29. Bununla birlikte, bu modeller hassasiyetten yoksundur ve greft30,31,32'nin moleküler özelliklerini dikkate almaz. Son çalışmalar, allogreft disfonksiyonu ve reddi gibi alt greft sonuçlarıyla ilişkili doku düzeyinde moleküler paternlerin tanımlanması yoluyla bu karşılanmamış ihtiyacı ele almayı amaçlamıştır 13,14,15,25,33,34. Bu çalışmalar, 33,34,35 geni, protein25,26 ve metabolit seviyesi 13,14'teki kararlı durum moleküler ölçümlerine dayanır ve allogreftin metabolik fenotipinin eksik bir resmini bırakır. Bilgideki bu boşluk, kısmen, belirli bir zamanda böbrek kaynaklı örneklerin metabolik fonksiyonunu ve enerji durumunu ölçememekten kaynaklanmaktadır. Biyopsi ile türetilmiş böbrek hücrelerinin metabolik fenotipini belirlemek için standart bir protokolün geliştirilmesi ve potansiyel olarak hasta örneklerinin çalışmasına çevrilmesi gerekmektedir. Bu makale, biyopsi kaynaklı böbrek hücresi süspansiyonlarında mitokondriyal solunum (oksijen tüketim oranı aracılığıyla), glikoliz (hücre dışı asitleşme oranı) ve hücre içi ATP seviyelerini değerlendirmek için benzersiz bir iş akışını açıklamaktadır. Metodoloji, sağlıklı yetişkin erkek domuzlardan alınan böbrek biyopsi çekirdekleri kullanılarak optimize edilmiştir. Gelecekteki klinik uygulamayı kolaylaştırmak için, biyopsi çekirdekleri, renal greft örneklemesinin standart klinik protokollerindeolduğu gibi 18 G'lik bir iğne kullanılarak elde edildi 36,37. Son olarak, protokol uygulamasının deneysel koşulları ayırt etmedeki faydası, bir domuz oto-transplantasyon modelinde doğrulanmıştır.