Factorul de creștere epidermică urinară: un biomarker promițător de „generația următoare” în bolile de rinichi

Cuvinte cheieBiomarker · Factorul de creștere epidermică ·Boala de rinichi· Urina

Fundal abstract:

Thefactor de creștere epidermică (EGF)este o proteină globulară care este generată în rinichi, în special în ansa lui Henle și tubul contort distal. În timp ce EGF este inexistent sau greu detectabil în plasmă, este prezent în urina oamenilor normali. Până acum, stratificarea riscului șiboala cronica de rinichi (CKD)diagnosticul s-a bazat pe estimared rata de filtrare glomerulară (eGFR) și raportul albumină/creatinină urinară (ACR), ambele reflectând funcția glomerulară sau afectarea. Pe de altă parte, disfuncția tubulară poate fi asociată și cu insuficiența renală.

NOUA FORMULAȚIE PENTRU IERE PENTRUBOALA CRONICA DE RINCHI

Rezumat: Deoarece scăderea EGF în urină (uEGF) indică atrofie tubulară și fibroză interstițială, acest biomarker, împreună cu eGFR și uACR, poate fi folosit în populația generală pentru evaluarea riscului și diagnosticul de CKD. S-a demonstrat că nivelurile uEGF se corelează cu expresia ARNm EGF intrarenală și s-a constatat că scad într-o varietate de tulburări renale glomerulare și non-glomerulare.

Mesaj cheie: uEGF, uEGF/creatinină sau uEGF/peptidă chemotactică monocite-1 sunt posibili biomarkeri de „nouă generație” legați de o varietate de boli renale care merită investigații suplimentare ca un singur biomarker sau ca parte a unui multi-biomarker panou.

Introducere

Thefactor de creștere epidermică(EGF) a fost descoperit pentru prima dată de Stanley Cohen la începutul anilor 1950 [1]. Un complex cu greutate moleculară mare (MW) (MW: aproximativ 74,000 Da) a fost identificat aproape în întregime într-un omogen brut al glandei submaxilare a șoarecelui mascul, disociabil reversibil în EGF (MW: 6.045 Da) și un EGF- proteina de legare (MW: 29,000 Da) cu activitate arginil-esteraza [2]. În plus, EGF a fost găsit în multe țesuturi umane și fluide corporale, inclusiv rinichi (în special ansa Henle și tubii contorți distali) și urină [3], saliva [4], glandele parotide [5], lapte, lacrimi și numai într-o concentraţie minimă în plasmă [4]. Trombocitele sunt sursa principală de EGF din sânge la om, iar concentrația crește constant în timpul coagulării după recoltarea probei [6].

Fig. 1. un EGF este o polipeptidă cu catenă unică de 53-aminoacizi cu un MW relativ de aproximativ 6,000 Da. b Cromozomul 4 (q25–q27) include gena EGF, care are o dimensiune de aproximativ 120 kb. c Structura EGFR, un membru al familiei de receptori ErbB: domeniul extracelular cu patru subdomenii, regiunea transmembranară lipofilă și un domeniu intracelular alcătuiesc EGFR. d Căile de semnalizare în aval de activarea EGFR includ calea JAK-STAT, calea PI3K/Akt/NF-B, calea PI3K/Akt/PTEN/mTOR și rețeaua RAS-RAF-MEKERK MAPK. EGFR, receptorul factorului de creștere epidermic; PI3K, fosfoinozitid 3-kinază; JAK-STAT, traductor de semnal al kinazei Janus și activator al transcripției; ERK, kinaza reglată de semnal extracelular.

EGF este o polipeptidă umană nedializabilă, compactă, stabilă la căldură [7] de 53 de aminoacizi cu trei legături disulfurice intramoleculare (Fig. 1a) [8]. Toți aminoacizii sunt prezenți, cu excepția fenilalaninei, alaninei și lizinei, și are un reziduu de arginină C-terminal [2]. Gena EGF are 24 de exoni și 23 de introni și se găsește pe cromozomul 4q25–q27 (Fig. 1b) [9].

EGF promovează proliferarea celulară, diferențierea și supraviețuirea prin legarea 1:1 la domeniul extracelular solubil al receptorului EGF, rezultând un complex de domeniu extracelular solubil 2EGF:2 al receptorului EGF (Fig. 1c) [10, 11]. Această dimerizare indusă de ligand activează activitatea proteină-tirozin kinază intrinsecă a receptorului (Fig. 1d), declanșând o cascadă de semnalizare în interiorul celulei și ducând la o varietate de modificări biochimice. Acest lucru duce în cele din urmă la sinteza ADN și la proliferarea celulelor [12]. În rinichi, EGF exercită mai multe funcții biologice, cum ar fi reglarea metabolismului celular și a hemodinamicii glomerulare, modularea creșterii celulelor și repararea renală după leziune [13]. Un model experimental de insuficiență renală acută a arătat că EGF a ajutat la recuperarea juriului tubular prin activarea căilor de regenerare, ducând la reepitelizarea tubilor lezați [14]. Prin diafonia cu fosfoinozitid 3-kinaza, traductorul de semnal al kinazei Janus și activatorul transcripției și căile kinazei reglate de semnal extracelular [15, 16], se crede că niveluri urinare mai mari de EGF (uEGF) reflectă masa tubulară funcțională și potenţial de regenerare [17]. În schimb, concentrațiile mai scăzute de uEGF sunt asociate cu fibroza interstițială și atrofia tubulară (IFTA) [18]. În plus, proteina EGF detectată în urina pacienților cu boli renale și raportată în mai multe studii poate fi proEGF [19].

În această revizuire, vom oferi o privire de ansamblu asupra aspectelor analitice și a valorii potențiale a uEGF pentru a evalua funcția renală în populația generală, precum și la pacienții adulți cu boală renală cronică (CKD; boala renală diabetică [DKD], glomerulonefrită primară, transplant de rinichi, boală polichistică de rinichi). În plus, subliniem nevoile potențiale nesatisfăcute în acest domeniu de cercetare.

Aspecte analitice

Au fost dezvoltate mai multe metode pentru măsurarea concentrației EGF în fluidele corpului uman, pe baza diferitelor principii, cum ar fi testele radioimuno [20–22], testele radioreceptorilor [23], imunotestele enzimatice [24–26], testele imunosorbente legate de enzime (ELISA). ) [27–30] și testul ELISA ultramicro [31]. Tabelul 1 oferă o prezentare generală a caracteristicilor diferitelor tehnici

Because of serum protein matrix effects, the sensitivity of radioimmunoassays and radioreceptor assays for EGF analysis in the blood is insufficient without sample pretreatment (gel filtration or immunoaffinity chromatography) [33, 34]. Although no sample preparation is required for enzyme immunoassays, routine usage of these tests is problematic due to the fluorogenic substrates for the enzyme reaction [24–26]. ELISA is the gold standard for measuring EGF because of its great sensitivity and specificity. The effect of various storage conditions on uEGF stability, as well as other preanalytical techniques, has been investigated. VEGF concentrations were steady at 4°C for 48 h, as did variability as the standard deviation of mean uEGF values. Long-term storage at −80°C for 1 and 2 months did not affect the observed uEGF concentrations. However, after 6 months, there was an increase in VEGF levels in both participants and quality control samples. The mean VEGF levels were unaffected by repeated freeze-thaw cycles [35]. There is no diurnal variation in uEGF excretion, and its rate of excretion is similar when sampled on consecutive days, supporting its measurement in spot urine samples [32]. With age, the concentration of VEGF declines [36]. So, age should always be taken into account when investigating uEGF concentration [37]. EGF concentration is less likely than serum creatinine and albuminuria to be confounded by extrarenal factors, which may contribute to its evaluation and sensitivity as a biomarker for kidney failure [38]. In patients with very low or very high muscle mass, serum creatinine and estimated glomerular filtration rate (eGFR) do not correctly reflect renal function. EGF/Cr may provide a more realistic picture of the amount of chronic kidney impairment in such circumstances. When monitoring the uEGF/Cr ratio in the same individual over time, changes are considered significant when there is a difference of >30% comparativ cu valorile anterioare [19].

Populația generală

Tubular atrophy, interstitial fibrosis, and nephron loss define age-related glomerular filtration rate (GFR) reduction in seemingly healthy persons [39]. The amounts of mRNA EGF expressed by distal tubular epithelial cells are an indication of functional tubular mass and regeneration capability and are connected to GFR [17]. Aside from the traditional kidney damage indicators (eGFR and albuminutia), additional urine biomarkers of acute tubular injury have been identified [40]. However, only a few indicators reveal the persistent tubular injury. In population-level settings, uEGF could be a clinically applicable biomarker because it is stable over extended periods and can be reliably detected with just a few microliters of urine. In a prospective longitudinal study (follow-up of >5 years), the association between uEGF and rapid eGFR loss in subjects without diabetes mellitus (DM) or established CKD was investigated [38]. Because well-defined endpoints for CKD progression such as the incidence of end-stage kidney disease (ESKD), a doubling of serum creatinine, or a 30–40% decrease in eGFR are unlikely to occur in healthy subjects within a limited follow-up period [41], a fast eGFR decline was defined as a loss >3.0 mL/min/1,73 m2 pe an. UEGF scăzut a fost asociat în mod independent cu declinul rapid al funcției renale și cu incidenta CKD în două cohorte de populație europeană (Renal Iohexol Clearance Survey [RENIS], care a inclus 1.249 de pacienți, și Prevenirea bolii renale și vasculare terminale [PREVEND], care a inclus 4.534 de pacienţi). Concentrațiile de VEGF au fost puternic asociate cu apariția CKD, indiferent de alți factori de risc (Tabelul 2). Legătura a rămas (limită) semnificativă după controlul vârstei, sexului, cohortei, eGFR inițial și raportului albumină/creatinină în urină (ACR). În modelele ajustate, concentrația uEGFR a avut doar o relație marginală cu reducerea medie a eGFR în RENIS. În cercetarea PREVENT, grupa de vârstă cea mai tânără a înregistrat o scădere foarte mică a ratei de modificare a eGFR. Rezultatele ar fi putut fi afectate de o precizie mai scăzută a eGFR în intervalul normal și, în anumite cazuri, de o creștere anormală a eGFR în subpopulații din cauza prefiltrării. VEGF poate fi un factor de risc major care contribuie la CKD atunci când este combinat cu alte variabile genetice sau de mediu [38]. S-a descoperit că un SNP (rs11569017) din gena EGF este asociat cu ESKD la o populație coreeană [9]. Deoarece studiile RENIS și PREVENT au implicat în cea mai mare parte participanți albi europeni, credem că cercetările viitoare ar trebui să evalueze eficacitatea uEGF în cohortele de populație multietnică [38].

Tabelul 2. Relația dintre uEGF și funcția renală în populația generală