Leukocytdysfunktion och inflammatoriska markörer vid njursvikt och dialysbehandling

Doktorsavhandling vid Karolinska Institutet
Disputation: 2010-06-04

Patienter med njursvikt och dialysbehandling löper en hög risk att drabbas av ett flertal allvarliga medicinska komplikationer. Hjärt-kärlsjukdomar och infektioner tillhör de vanligaste komplikationerna, vilka leder till en kraftigt ökad morbiditet och mortalitet hos dialyspatienter jämfört med den övriga befolkningen. Man har visat att patienter med njursvikt och patienter i dialysbehandling har ett kontinuerligt uppreglerat immunförsvar som samtidigt fungerar på ett ofysiologiskt sätt. Patienter med njursvikt har bland annat ett försämrat humoralt och cellulärt immunförsvar vilket leder till ökad infektionskänslighet. Den kontinuerliga immunologiska aktiveringen hos dessa patienter har visat sig kunna ge upphov till endoteldysfunktion och arterioskleros genom mekanismer som ännu inte är helt utforskade.

I detta avhandlingsarbete ville vi belysa orsakerna till varför leukocyter från patienter med njursvikt och patienter i dialysbehandling har en försämrad funktion och varför man även ser skillnad i nivåerna av inflammatoriska lösliga faktorer såsom cytokiner, chemokiner och faktorer som har betydelse för endotelfunktionen. Vi ville undersöka om leukocytdysfunktionen är orsakad av skillnader i lösliga faktorer ute i interstitiet vid en inflammation eller av cellulära och genetiska faktorer.

Patienter rekryterades från Njurmottagningen, Karolinska Universitetssjukhuset Solna, samt från Dialysmottagningen, Karolinska Universitetssjukhuset Solna. Studien prövades och godkändes av forskningsetisk kommitté resp. Etikprövningsnämnden

1. Leukocytfunktion: Vi använde en metod som också har använts inom allergiforskning och som innebär att man inducerar 2-3 hudblåsor som en modell för den inflammatoriska reaktion som sker i interstitiet. Hudblåsorna stimuleras med serum respektive buffert för att påverka utträdet av leukocyter från kapillärerna och det sker även en immunologisk leukocytaktivering. Blåsvätskan kan efter centrifugering analyseras avseende lösliga faktorer. De grupper som har studerats av vår grupp är patienter med njursvikt, patienter med peritonealdialys och patienter med lågpermeabel hemodialys. Jag har använt samma metod för att studera patienter med högpermeabel hemodialys och hemodiafiltration för jämförelse med resultat från de övriga grupperna.
Granulocyter och monocyter analyserades med flödescytometri avseende metabol aktivering (produktion av väteperoxid från cytoplasmatiska granulae), uttrycket av adhesionsmolekylen CD11b på cellytan och andelen apoptotiska celler (med Annexin V och propidium iodide).
2. Lösliga faktorer: Blåsvätskan analyserades med ELISA-teknik avseende vissa utvalda cytokiner och chemokiner samt faktorer av betydelse för endotelfunktionen.
3. Genetisk studie: Vi analyserade genuttryck (mRNA) i cirkulerande granulocyter (venblod) från patienter med grav njursvikt (GFR <25 ml/min), patienter med måttlig njursvikt (GFR 30-60 ml/min) och friska. Genom bioinformatik valde vi ut vissa grupper av gener som vid gene array (Affymetrix) visade sig uttryckas i högre eller lägre grad hos patienter med njursvikt jämfört med friska. Det gäller i första hand gener som är involverade i infektionsförsvaret och i arteriosklerosprocessen. Med hjälp av real time PCR analyserade vi dessa gener för att se om den ändrade funktionen hos de vita blodkropparna beror på ett under- eller överuttryck av vissa gener som har betydelse för infektionsförsvaret eller endotelfunktionen.

I tidigare studier hade vi funnit att det vid inflammation i interstitiet normalt sker en uppreglering av monocyters och granulocyters uttryck av CD11b, som är en adhesionsmolekyl med bland annat en kemotaktisk och fagocytosfrämjande funktion.
Hos patienter med njursvikt, i lågpermeabel hemodialys eller peritonealdialys krävs det ett starkare stimulus för att leukocyterna ska öka sitt uttryck av CD11b jämfört med leukocyter från friska individer. Vid jämförelse mellan en grupp patienter som går i högpermeabel dialys med en frisk kontrollgrupp såg vi att skillnaderna inte är lika stora som när vi tidigare har jämfört en grupp patienter som går i lågpermeabel dialys med en frisk kontrollgrupp. Detta för tanken till att behandlingsformen och dialysfiltrets biokompatibilitet liksom ett större konvektivt flöde skulle kunna innebära en bättre bevarad funktion hos de vita blodkropparna. Patienter i högpermeabel dialys hade också ett ökat clearance av olika markörer som är av betydelse för inflammation.

Denna och andra studier kan öka vår insikt om varför patienter med njursvikt har en ofysiologisk immunologisk aktivering, samt om denna immunologiska aktivering orsakas av cellulära eller lösliga faktorer. Resultaten kan hjälpa oss att förstå mekanismerna bakom de komplikationer som kan drabba patienter med njursvikt och patienter i dialysbehandling. Våra resultat kan bidra till att man i framtiden med hjälp av specifika markörer ska kunna upptäcka individer i riskzonen och sätta in profylaktiska åtgärder tidigare i förloppet. Samtidigt kan vi bidra till utveckling av en biokompatibel dialysbehandlingsform, d v s som orsakar mindre immunologiska förändringar.