Identificarea diferitelor tipuri de boli renale cronice: markeri proteici și peptidici urinari

pentru mai multe informații:ali.ma@wecistanche.com

Partea Ⅰ: Markeri de proteine ​​și peptide urinare în boala cronică de rinichi

Natalia Chebotareva, Anatoliy Vinogradov și colab.

1. Introducere

In conformitate cuBoală de rinichi: Criteriile de îmbunătățire a rezultatelor globale (KDIGO),boală cronică de rinichi(CKD) este definită ca o anomalie a structurii sau funcției renale prezentă de mai mult de 3 luni, cu implicații asupra sănătății [1,2]. CKD (boală cronică de rinichi)este un factor de risc independent pentru deces, boli cardiovasculare, boală renală în stadiu terminal și leziune renală acută [3-7] și are o prevalență globală de 11-13 la sută [8]. CKD (boală cronică de rinichi) este o problemă semnificativă din punct de vedere social datorită riscului ridicat de dizabilitate precoce din cauza bolii și necesității unor tratamente cu costuri ridicate în cazul insuficienței renale în stadiu terminal, cum ar fi hemodializa, dializa peritoneală și transplanturile de rinichi [9,10] . Cele mai frecvente trei cauze ale CKD (boală cronică de rinichi)sunt diabetul zaharat, hipertensiunea arterială și glomerulonefrita, în special cu sindromul nefrotic [11].Boli de rinichipoate avea simptome clinice similare și poate varia de la ușoară și benignă la progresivă cu dezvoltarea rapidă a bolii renale în stadiu terminal. Severitatea manifestărilor clinice, însă, nu corespunde întotdeauna cu severitatea afectarii renale, care poate fi determinată prin biopsie renală [12]. Majoritatea pacienților sunt supuși unei singure biopsii de rinichi pentru a determina forma morfologică aboală de rinichi. În cazuri sporadice, biopsia se repetă pentru a evalua eficacitatea terapiei și prognosticul. Cu toate acestea, evaluarea regresiei activității nefropatice este crucială pentru evaluarea dinamică a tratamentului, inclusiv eficacitatea tratamentului, optimizarea și prognosticul.

Boli de rinichi:boală cronică de rinichi (CKD)

Click pentru efecte secundare cistanche și produse Cistanche

Urinăproteomicanalizăeste o opțiune mult mai sigură în comparație cu o biopsie și are un potențial bun pentru dezvoltarea unor metode de diagnostic non-invazive. Analiza urinei are mai multe avantaje în comparație cu sângeleproteomicanaliză[13]. În primul rând, proteomul urinar nu este foarte complicat și conține în principalproteineșipeptidede origine renală (până la 70 la sută). Dimpotrivă, markerii de afectare a rinichilor cuprind doar o mică parte din proteomul plasma/ser foarte divers, ceea ce face ca analiza acestora din urmă să fie dificilă. În al doilea rând, este mult mai ușor să normalizați concentrația de aproteinăbiomarker în urină decât în ​​sânge - de exemplu, pe baza concentrației de creatinine [14]. În al treilea rând, colectarea urinei este simplă și non-invazivă. În cele din urmă, probele de urină sunt stabile la o temperatură de -20 grade și sunt potrivite pentruproteomicanalizăchiar și după ani de depozitare[15]. Avantajele menționate mai sus ale urinei o fac un subiect popular pentru căutareproteinămarkeri pentru diverse patologii[16]. Aceste patologii includ patologii renale și genito-urinale și patologii asociate cu proteinurie, cum ar fiboli de rinichi[17-19; cancere de vezică urinară, de prostată și ovarian [20-23]; nefropatie diabetică [24]; și preeclampsie [25-27]. Urinarproteinămarkeri au fost descriși și pentru cancerele de colon și plămâni [28,29], colangiocarcinom [30, boli cardiovasculare [31, boli autoimune [32] și boli infecțioase [33]. Cu toate acestea, proteomul urinar ar trebui să fie cel mai informativ pentru patologiile renale și poate prezenta o amprentă digitală de diferiteboli de rinichi[34-39] (Tabelul 1).

Cu toate acestea, în ciuda unui număr mare de studii, încă nu există biomarkeri fiabili specifici bolii renale care să poată fi reproduși cu acuratețe în diferite studii. Diferiții factori care afectează compoziția proteomului includ condițiile și regimul de colectare (dimineața, zilnic, variabilitate pe mai multe zile etc.), activitatea fizică, alimentația, caracteristicile anatomice ale tractului urinar (absența unui singur rinichi etc.) , sex și vârstă [40-43]. Toți acești factori ar trebui luați în considerare atunci când se compară rezultatele diferitelor studii. În general, combinarea markerilor nefropatiilor specifice evidențiați în diferite studii ar putea facilita un progres mai bun în crearea unor panouri de diferențiere foarte specifice pentru o posibilă utilizare clinică după validarea prospectivă în mai multe etape [44].

Tabelul 1. Studii de proteom urinar în diferite tipuri de nefropatii

Abordările bazate pe spectrometrie de masă (MS), care prezintă o capacitate mare de multiplexare, sunt instrumentele cele mai imparțial și mai sensibile și au furnizat deja majoritatea informațiilor cunoscute în prezent despre urină.peptidășiproteinăconținut în diferite nefropatii, precum și panouri potențiale de biomarkeri pentru diferite boli [37-39]. Un număr de metode MS au fost aplicate cu succes (Tabelul 1). Cele mai frecvent utilizate abordări includ desorbția/ionizarea cu laser asistată de matrice (MALDI-TOF), electroforeza capilară (CE) și cromatografia lichidă (LC) MS. Cele mai avansate abordări cu etichete de masă izobarice sau tandem pentru cuantificare relativă și absolută (iTRAQ și TMT) facilitează identificarea markerilor dintre cei prezenți în mod obișnuit.proteineșipeptidecând sumele acestora variază semnificativ. În general, abordările MS nețintite enumerate sunt cele mai potrivite pentru căutarea primară a potențialilor biomarkeri, în timp ce MS vizată și testele imunologice pot fi utilizate pentru validare ulterioară.

Această revizuire rezumă datele din numeroase studii ale proteomului urinar în nefropatiile asociate cu CKD. (boală cronică de rinichi), cu accent pe studii recente din 2015 până în 2021. Bazele de date electronice MEDLINE, PubMed și Cochrane au fost căutate folosind cuvinte cheie precum"proteomica","peptidomice","biomarkeri","boală cronică de rinichi„, „urină”, „nefropatie membranoasă”, „nefropatie IgA”, „glomeruloscleroza segmentară focală”, „boală cu modificări minime”, „nefropatie diabetică” și „nefrită lupicală”. Listele de referințe ale articolelor au fost, de asemenea, investigate pentru a explora literatura de specialitate. . S-a analizat informația bibliografică a 1030 de articole preluate, iar lucrările cu informații irelevante sau nesigure, cele indisponibile în text integral și cele care nu erau în limba engleză au fost șterse. După ștergerea tuturor referințelor duplicate, au rămas 69 de articole.

2. Boală cronică de rinichi (CKD)

Mai multe studii cu proteom urinar au luat în considerare CKD (boală cronică de rinichi)grup de patologii fără subdiviziuni. Grupul lui Harald Mischak este lider în studiile SM privind peptidomul și proteomul urinar. Acest grup a descris 1580 urinare nativepeptide, arătând că 73 la sută au fost unice pentru urină și demonstrând valoarea clinică a urinei nativepeptidămarkeri pentru diagnosticarea mai multor boli, inclusiv cele asociate cu afectarea rinichilor[14,77,78].

Rossing K. și colab. dezvoltat primul panou format din 65 urinareproteine, inclusiv fragmente de colagen, albumină serică, o1-antitripsină (A1AT) și uromodulină, care au diferențiat nefropatia diabetică în 97 la sută din cazuri, prezentând sensibilitate și specificitate ridicate la 148 de pacienți cu DZ și DN de tip 2 [72]. Panoul a fost validat în continuare cu succes de către Alkhalaf A.et al. [79].

Bun DMet al. au analizat probe de urină de la 476 de pacienți cu BRC (boală cronică de rinichi)(în mare parte nefropatie diabetică) și 379 de controale și au dezvoltat un clasificator bazat pe 273peptide(CKD (boală cronică de rinichi)273) sub forma unei BRC compozite (boală cronică de rinichi)biomarker [45]. Panoul conținea fragmente de colagen de tip I și lanțuri ⅢI (181peptide), reflectând turnover-ul matricei extracelulare și activitate redusă de protează in situ. CKD (boală cronică de rinichi)pacienții au demonstrat, de asemenea, o excreție urinară crescută a plasmeiproteineși fragmentele acestora (de exemplu, A1AT, albumină serică, lanț de o-hemoglobină și lanț de fibrinogen), specifice rinichilorproteine(uromodulină, Nat/K cu lanț gamma plus -ATPază și componenta 1 a receptorului de progesteron asociat membranei) șiproteineexcretată de tubuli, ceea ce poate reflecta deteriorarea cronică a barierei de filtrare glomerulară, creșterea glomerulosclerozei și fibroză interstițială. Într-un studiu orb, CKD (boală cronică de rinichi) Clasificatorul 273 a făcut posibilă diferențierea pacienților cu BRC (boală cronică de rinichi)de diverse etiologii cu 85,5% sensibilitate și 100% specificitate și prezic mortalitatea în DZ de tip 2 cu microalbuminurie [45,80,81]. Aceste rezultate au fost validate în continuare de Schanstra .P.et al.[18] şi Pontillo C.et al. [46 care au confirmat valoarea acestui clasificator ca predictor al deteriorării funcției renale și au demonstrat o scădere a ratei de filtrare glomerulară a<60 ml/min="" over="" 5="" years="" of="" monitoring.="" zürbig="" p="" et="" alshowed="" that="" the="" ckd273="" classifier="" could="" predict="" the="" development="" of="" diabetic="" nephropathy="" 1.5="" years="" before="" the="" onset="" of="" microalbuminuria.="" argiles="" a.et="" al.="" used="" the=""> (boală cronică de rinichi) 273 clasificator pe 53 de pacienți cu BRC (boală cronică de rinichi)și pacienții diferențiați în funcție de gradele lor de afectare a funcției renale și de riscul de IRC în stadiu terminal (boală cronică de rinichi)sau moarte [17].

Catanese L.et al. a dezvoltat clasificatorul FPP_29BH, care conține 29 de biomarkeri specifici de fibroză pentru pacienții cu diverși imunitați și nonimuni.boli de rinichi. Pacienții cu fibroză renală au prezentat o creștere a proteazelor urinare (catepsină D, metaloproteinaza matricei 2, colagenaza 3 și metaloproteinaza matriceală-14), -2-HS-glicoproteina sau fetuina-A, precum și 19 colagen diferitpeptidăfragmente din opt lanțuri diferite de colagen cu intensități diferențiate între pacienții cu grade ridicate și scăzute de fibroză [47].

De când CKD (boală cronică de rinichi)este un termen umbrelă pentru mai multe afecțiuni care afectează rinichii, mulți dintre markerii menționați mai sus nu sunt specifici bolii. Un studiu pe 1180 de probe de urină de către Siwy J.et al. a arătat că mulți markeri rămân aceiași în diferite nefropatii și reflectă procese patologice comune [54]. Cu toate acestea, acest studiu pe scară largă a identificat o serie de markeri specifici. S-a demonstrat că trei fragmente de clusterină sunt crescute în nefropatia diabetică, -2-microglobulina a fost scăzută în cazul bolii cu modificări minime și un S100-A9proteinăfragment distins nefrită lupică [54]. Alte specificeproteomicași modificări peptidomice în diferite CKD (boală cronică de rinichi)tipurile, inclusiv boala cu modificări minime (MCD), glomeruloscleroza segmentară focală (FSGS), nefropatia membranoasă (MN), nefropatia IgA (IgAN), nefropatiile diabetice (DN) și nefrita lupica (LN), sunt analizate mai jos.

3. Boala cu modificări minime și glomeruloscleroza segmentară focală

Boală cu schimbări minime(MCD)iar glomeruloscleroza focală primară (FSGS) sunt boli cu leziune primară a podocitelor (podocitopatii primare), care se manifestă prin proteinurie ridicată și sindrom nefrotic 82,83]. Cu toate acestea, studiile morfologice ale unei biopsii de rinichi în stadiile incipiente ale FSGS pot ignora scleroza segmentară în glomeruli individuali și pot clasifica greșit boala ca MCD (Boală cu schimbări minime) [84]. Patogenia primară a FSGS este asociată cu factori de permeabilitate circulanți (cum ar fi receptorul activator al plasminogenului de tip urokinază solubil (SuPAR), corticotrofinăproteină-1 și exprimarea anticorpilor anti-CD40 CD-80), ceea ce duce la dezvoltarea sindromului nefrotic [85-91]. În general, în comparație cu FSGS, MCD (Boală cu schimbări minime) are un prognostic mai favorabil în ceea ce privește progresia disfuncției renale; Este mai probabil ca FSGS să dezvolte rezistență la terapie și să ducă la disfuncție renală rapidă și, de asemenea, este mai probabil să aibă nevoie de o strategie terapeutică agresivă și persistentă [83,92,93]. În plus, prezența FSGS secundar complică diagnosticul și tratamentul bolii. Datorită naturii sale neimune, această formă a bolii nu necesită terapie imunosupresoare [1.

Mai multe studii au urmărit identificareaproteomicdiferențele dintre aceste două nefropatii. În special, s-a demonstrat că nivelurile de calretinină și UBA52 au fost mai mari în FSGS [4849], în timp ce 39S ribozomalproteinăL17 a fost mai mare în MCD (Boală cu schimbări minime) [48](Tabelul 2). Niveluri semnificativ mai mari de catepsină B, catepsină C și anexină A3 au fost prezentate în cazurile de colaps a variantei FSGS (caracterizată prin colaps glomerular și o pierdere rapidă a funcției renale) decât în ​​MCD. (Boală cu schimbări minime), MN și alte variante FSGS [94]. Câțiva markeri potențiali specifici numai pentru FSGS includ niveluri crescute de 26 asemănător cadherinei, familia 1 de RNază A, exonucleaza 1[50] asemănătoare DIS3-, remodelarea matriceiproteină8[51], CD59, proteina de legare a factorului de creștere asemănătoare insulinei7 și omologul 4[52], precum și o scădere a receptorului polimeric de imunoglobuline și a regulatorului de semnalizare olfactiv asociat Golgi [54] sau absența completă a dipeptidazei 1 (DPEP1)[52]. Nivelurile crescute de CD14 s-au dovedit a fi specifice numai pentru MCD (Boală cu schimbări minime) [50] și nu au fost identificate în nicio altă nefropatie (Tabelul 2). În același timp, creșterile transferinei și histatinei-3 pot distinge atât FSGS, cât și MCD (Boală cu schimbări minime) [48] ​​din alte tipuri deboală de rinichi.

Printre markerii potențiali revelați, suprareprezentarea ribonucleazei 2 și subreprezentarea haptoglobinei pot sugera cel mai rău prognostic FSGS, în timp ce apolipoproteina A1 și remodelarea matriceiproteină8(MXRA8) a arătat schimbări semnificative între formele FSGS sensibile la steroizi și cele rezistente la steroizi[51].

În general, prezența celor mai multe dintre cele menționate mai susproteineîn urină și creșterea nivelului acestora poate reflecta moartea masivă a celulelor și eliberarea conținutului intracelular în timpul separării podocitelor de membrana glomerulară. Aceste rezultate pot sugera, de asemenea, roluri speciale pentru imunitate, inflamație și apoptoză în dezvoltarea FSGS. Proliferarea celulară, diferențierea și moartea pot fi implicate în MCD (Boală cu schimbări minime) dezvoltare [95]. Studiile dinamice efectuate folosind un model de glomeruloscleroză focală segmentară la șobolan (nefropatie indusă de adriamicină (ADR)) au evidențiat o creștere treptată a afaminei și ceruloplasminei, precum și o scădere treptată a cadherinei-2 și a miezului agrecan.proteinăîn FSGS și a sugerat că nivelurile scăzute de fetuină-B, -1-microglobulină și -2-HS-glicoproteină pot fi markeri promițători pentru detectarea precoce a FSGS [96]. Alte piețe promițătoare includ CD44, MXRA8, catepsine și apolipoproteina A1. CD44 reflectă activarea celulelor epiteliale parietale, care declanșează glomeruloscleroza. Cathepsinele MXRA8 sunt implicate în acumularea fibrozei și progresia bolii. Apolipoproteina A1 reflectă stresul oxidativ, este asociată cu hiperlipidemie și reprezintă unul dintre factorii patogenetici în dezvoltarea FSGS.

Testul bolii renale:Urinăproteomicanaliză

CLICK AICI PENTRU PARTEA Ⅱ