Efficacia e biocompatibilità dell’elettro-ossidazione del dialisato peritoneale in un rene artificiale indossabile per dialisi peritoneale. Influenza della temperatura del dialisato sulla clearance peritoneale di piccole molecole in dialisi peritoneale

Introduzione. La dialisi peritoneale (PD) rappresenta oggi la principale scelta per il trattamento sostitutivo domiciliare per i pazienti con insufficienza renale cronica terminale. Un rene artificiale indossabile (WAK), basato sulla rigenerazione di una piccola quantità di dialisato, potrebbe permettere un trattamento dialitico continuo, con potenziali vantaggi in termini di morbilità, sopravvivenza e qualità della vita. Un WAK per PD consentirebbe di aumentare le clearances, di diminuire il numero di scambi con un minor rischio di peritonite, di utilizzare una concentrazione di glucosio inferiore. L'elettro-ossidazione (EO) converte l'urea nei suoi metaboliti attraverso l'applicazione di una corrente al dialisato; il processo può portare alla produzione di gas e al minimo rilascio di prodotti clorinati. Obiettivo. Valutare l'efficacia in vitro e la biocompatibilità di un device WAK che applica una combinazione di sorbenti a base di nanomateriali ed EO dell’urea. Metodi. Due sacche di effluente usato di PD provenienti da due pazienti sono state trattate dal dispositivo WAK in modalità tidal per 8 ore con EO-on e con EO-off; sono stati eseguiti prelievi dal sistema in tempi diversi. Sono state valutate le rimozioni di urea, creatinina, PO43-, K+, Beta2-microglobulina (Beta2m) dal dialisato. La genotossicità è stata valutata mediante il test di Ames. Per valutare la citotossicità, le cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC) e le cellule mesoteliali umane (Met-5A) sono state incubate con una soluzione contenente dialisato trattato, sia con EO-on che off. La vitalità cellulare (su PBMC e Met-5A), lo stress ossidativo e la massa mitocondriale e il potenziale di membrana (su PBMC) sono stati valutati tramite citometria di flusso. Lo “scratch wound healing assay” è stato utilizzato per valutare la migrazione cellulare in colture di Met-5A incubate con le soluzioni sopra descritte. Il contenuto di aldeidi del dialisato è stato valutato tramite “Abcam’s Aldehyde Quantification Assay Kit”. Risultati. Il dispositivo WAK ha rimosso 140,43 mmol di urea con EO-on e 167,39 mmol di urea con EO-off, corrispondenti a un tasso di riduzione dell'urea del 53,37% e 65,66%, rispettivamente. Altre piccole (creatinina, PO43-, K+) e medie molecole (Beta2m) sono risultate adeguatamente rimosse. Il test di Ames sul dialisato trattato con EO è risultato negativo. Il dialisato trattato con EO per 8 ore ha ridotto nettamente la vitalità cellulare a quattro giorni (solo il 4% di vitalità per PBMC e l'1% per Met-5A). Il dialisato trattato con EO-off per 8 ore non ha avuto effetti sulla vitalità cellulare. PBMC incubati con dialisato trattato per 8 ore con EO hanno mostrato un elevato indice di stress ossidativo intracellulare, un aumento del numero di cellule viventi con membrana mitocondriale depolarizzata ed un aumento concomitante della massa mitocondriale. Le cellule Met-5A incubate con dialisato trattato con EO hanno mostrato una ridotta capacità di chiusura dello scratch; questo effetto è risultato assente con EO-off. Si è riscontrato un aumento della concentrazione di aldeidi nel dialisato trattato con EO, e questo potrebbe riflettere la generazione di prodotti di degradazione del glucosio. Conclusioni. Il dispositivo WAK ha mostrato una buona rimozione delle tossine dal dialisato peritoneale sia con EO-on che off. EO sembra influenzare la vitalità cellulare e la capacità di chiusura dello scratch; le cellule hanno mostrato un aumentato stress ossidativo e disfunzione mitocondriale, possibilmente correlati all'aumento della produzione di aldeidi. Il dialisato peritoneale trattato con EO-off non ha indotto questi effetti. La biocompatibilità di EO deve essere messa in discussione, e sono necessari ulteriori studi per chiarire i meccanismi di citotossicità dell'EO.