Identifikacija različitih tipova hronične bolesti bubrega: proteinski i peptidni markeri u urinu

za više informacija:ali.ma@wecistanche.com

Dio Ⅰ: Markeri proteina i peptida u urinu u kroničnoj bubrežnoj bolesti

Natalia Chebotareva, Anatoliy Vinogradov i dr.

1. Uvod

PremaBolest bubrega: Kriterijumi za poboljšanje globalnih rezultata (KDIGO),hronična bolest bubrega(CKD) se definira kao abnormalnost u strukturi ili funkciji bubrega prisutna duže od 3 mjeseca, sa zdravstvenim implikacijama [1,2]. CKD (hronična bolest bubrega)je nezavisni faktor rizika za smrt, kardiovaskularne bolesti, završnu bubrežnu bolest i akutnu ozljedu bubrega [3-7] i ima globalnu prevalenciju od 11-13 posto [8]. CKD (hronična bolest bubrega) je društveno značajan problem zbog visokog rizika od ranog invaliditeta od bolesti i potrebe za skupim tretmanima u slučaju zatajenja bubrega u završnoj fazi, kao što su hemodijaliza, peritonealna dijaliza i transplantacija bubrega [9,10] . Tri najčešća uzroka CKD (hronična bolest bubrega)su dijabetes melitus, hipertenzija i glomerulonefritis, posebno sa nefrotskim sindromom [11].Bolesti bubregamogu imati slične kliničke simptome i mogu se kretati od blagih i benignih do progresivnih s brzim razvojem bubrežne bolesti u završnoj fazi. Ozbiljnost kliničkih manifestacija, međutim, ne odgovara uvijek težini oštećenja bubrega, što se može utvrditi biopsijom bubrega [12]. Većina pacijenata se podvrgava jednoj biopsiji bubrega kako bi se utvrdio morfološki oblikbolest bubrega. U sporadičnim slučajevima, biopsija se ponavlja kako bi se procijenila efikasnost terapije i prognoza. Međutim, procjena regresije nefropatske aktivnosti je ključna za dinamičku procjenu liječenja, uključujući učinkovitost, optimizaciju i prognozu liječenja.

Kidney diseases

Bolesti bubrega:hronična bolest bubrega (CKD)

Click to cistanche nuspojave i Cistanche proizvodi

Urinproteomskianalizaje mnogo sigurnija opcija u odnosu na biopsiju i ima dobar potencijal za razvoj neinvazivnih dijagnostičkih metoda. Analiza urina ima nekoliko prednosti u odnosu na krvproteomskianaliza[13]. Prvo, proteom urina nije jako kompliciran i uglavnom ga sadržiproteiniipeptidibubrežnog porijekla (do 70 posto). Naprotiv, markeri oštećenja bubrega čine samo mali dio vrlo raznolikog proteoma plazme/seruma, što njihovu analizu u posljednjem čini izazovnom. Drugo, mnogo je lakše normalizirati koncentraciju aproteinabiomarker u urinu nego u krvi – na primjer, na osnovu koncentracije kreatinina [14]. Treće, prikupljanje urina je jednostavno i neinvazivno. Konačno, uzorci urina su stabilni na temperaturi od -20 stepeni i pogodni su zaproteomskianalizačak i nakon godina skladištenja[15]. Gore navedene prednosti urina čine ga popularnim predmetom za potraguproteinamarkeri za različite patologije[16]. Ove patologije uključuju bubrežne i genitourinarne patologije i patologije povezane s proteinurijom, kao npr.bolesti bubrega[17-19; karcinom mokraćne bešike, prostate i jajnika [20-23]; dijabetička nefropatija [24]; i preeklampsiju [25-27]. Urinarniproteinamarkeri su također opisani za karcinom debelog crijeva i pluća [28,29], holangiokarcinom [30, kardiovaskularne bolesti [31, autoimune bolesti [32] i zarazne bolesti [33]. Ipak, proteom urina trebao bi biti najinformativniji za bubrežne patologije i može predstavljati otisak prsta različitihbolesti bubrega[34-39] (Tabela 1).

Međutim, uprkos velikom broju studija, još uvijek ne postoje pouzdani biomarkeri specifični za bubrežnu bolest koji se mogu precizno reproducirati u različitim studijama. Različiti faktori koji utiču na sastav proteoma uključuju uslove i režim sakupljanja (jutarnji, dnevni, varijabilnost tokom nekoliko dana, itd.), fizičku aktivnost, ishranu, anatomske karakteristike urinarnog trakta (odsustvo jednog bubrega, itd.) , spol i godine [40-43]. Sve ove faktore treba uzeti u obzir prilikom poređenja rezultata različitih studija. Općenito, kombiniranje markera specifičnih nefropatija navedenih u različitim studijama moglo bi olakšati bolji napredak u stvaranju visoko specifičnih diferencirajućih panela za moguću kliničku upotrebu nakon višestepene prospektivne validacije [44].

Tabela 1. Studije proteoma urina kod različitih tipova nefropatija

kidney disease assay: Urine proteomic analysis

Pristupi zasnovani na masovnoj spektrometriji (MS), koji imaju visok kapacitet multipleksiranja, najnepristraniji su i najosjetljiviji instrumenti i već su pružili većinu trenutno poznatih informacija o urinu.peptidiproteinasadržaj u različitim nefropatijama, kao i potencijalne ploče biomarkera za različite bolesti [37-39]. Uspješno je primijenjen veći broj MS metoda (Tabela 1). Najčešće korišteni pristupi uključuju lasersku desorpciju/jonizaciju uz pomoć matriksa, vrijeme leta (MALDI-TOF), kapilarnu elektroforezu (CE) i tečnu hromatografiju (LC) MS. Najnapredniji pristupi sa izobaričnim ili tandemskim oznakama mase za relativnu i apsolutnu kvantifikaciju (iTRAQ i TMT) olakšavaju identifikaciju markera među uobičajeno prisutnimproteiniipeptidikada se njihove količine značajno razlikuju. Generalno, navedeni neciljani pristupi MS su najprikladniji za primarnu pretragu potencijalnih biomarkera, dok se ciljani MS i imunoeseji mogu koristiti za dalju validaciju.

Ovaj pregled sažima podatke iz brojnih studija proteoma urina kod nefropatija povezanih s CKD (hronična bolest bubrega), sa fokusom na nedavna istraživanja od 2015. do 2021. godine. Elektronske baze podataka MEDLINE, PubMed i Cochrane pretražene su pomoću ključnih riječi kao što su "proteomika","peptidomika","biomarkeri","hronična bolest bubrega", "urin", "membranozna nefropatija" "IgA nefropatija", "fokalna segmentna glomeruloskleroza" "bolest minimalnih promjena", "dijabetička nefropatija" i "lupusni nefritis". Referentne liste članaka su također istražene kako bi se istražila srodna literatura Analizirane su bibliografske informacije 1030 preuzetih članaka, a radovi sa nerelevantnim ili nepouzdanim podacima, nedostupni u punom tekstu i oni koji nisu na engleskom jeziku su izbrisani.Nakon brisanja svih duplikata referenci ostalo je 69 članaka.

improve kidney function herb

2. Hronična bolest bubrega (CKD)

Nekoliko studija urinarnog proteoma razmatralo je CKD (hronična bolest bubrega)grupa patologija bez podjela. Grupa Haralda Mischaka je lider u studijama MS o peptidomu i proteomu u urinu. Ova grupa je opisala 1580 nativnih urinapeptidi, što pokazuje da je 73 posto jedinstveno za urin i dokazuje kliničku vrijednost prirodnog urinapeptidmarkeri za dijagnosticiranje nekoliko bolesti, uključujući one povezane s oštećenjem bubrega[14,77,78].

Rossing K. et al. razvio prvi panel koji se sastoji od 65 urinarnihproteini, uključujući fragmente kolagena, serumski albumin, o1-antitripsin (A1AT) i uromodulin, koji su razlikovali dijabetičku nefropatiju u 97 posto slučajeva, pokazujući visoku osjetljivost i specifičnost među 148 pacijenata sa DM i DN tipa 2 [72]. Panel je dalje uspješno potvrdio Alkhalaf A.et al. [79].

Dobar DMet al. analizirali uzorke urina od 476 pacijenata sa CKD (hronična bolest bubrega)(uglavnom dijabetička nefropatija) i 379 kontrola i razvio klasifikator na osnovu 273 mokraćnepeptidi(CKD (hronična bolest bubrega)273) u obliku kompozitne CKD (hronična bolest bubrega)biomarker [45]. Panel je sadržavao fragmente kolagena tipa I i ⅢI -lanaca(181peptidi), što odražava promet ekstracelularnog matriksa i smanjenu aktivnost proteaze in situ. CKD (hronična bolest bubrega)pacijenti su također pokazali povećano izlučivanje plazme urinomproteinii njihovi fragmenti (npr. A1AT, serumski albumin, lanac o-hemoglobina i lanac fibrinogena), specifični za bubregeproteini(uromodulin, gama-lanac Nat/K plus -ATPaza i komponenta 1 progesteronskog receptora povezana s membranom), iproteiniizlučuje se kroz tubule, što može odražavati kronično oštećenje barijere glomerularne filtracije, povećanu glomerulosklerozu i intersticijsku fibrozu. U zaslijepljenoj studiji, CKD (hronična bolest bubrega) 273 klasifikator je omogućio diferencijaciju pacijenata sa CKD (hronična bolest bubrega)različite etiologije sa 85,5 posto osjetljivosti i 100 posto specifičnosti i predviđaju mortalitet kod DM tipa 2 sa mikroalbuminurijom [45,80,81]. Ove rezultate su dalje potvrdili Schanstra .P.et al.[18] i Pontillo C.et al. [46 koji je potvrdio vrijednost ovog klasifikatora kao prediktora pogoršanja bubrežne funkcije i pokazao smanjenje brzine glomerularne filtracije<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=""> (hronična bolest bubrega) 273 klasifikator na 53 pacijenta sa HBB (hronična bolest bubrega)i diferencirani pacijenti prema stepenu oštećenja bubrežne funkcije i riziku od završnog stadijuma CKD (hronična bolest bubrega)ili smrt [17].

Catanese L.et al. razvio FPP_29BH klasifikator, koji sadrži 29 specifičnih biomarkera fibroze za pacijente sa različitim imunološkim i neimunimbolesti bubrega. Bolesnici sa renalnom fibrozom pokazali su povećanje urinarnih proteaza (katepsin D, matriks metaloproteinaza 2, kolagenaza 3 i matriks metaloproteinaza-14), -2-HS-glikoprotein, odnosno fetuin-A, kao i 19 različit kolagenpeptidfragmenti osam različitih kolagenih lanaca sa različitim intenzitetom između pacijenata sa visokim i niskim stepenom fibroze [47].

Od CKD (hronična bolest bubrega)je krovni izraz za nekoliko stanja koja utiču na bubrege, mnogi od gore navedenih markera nisu specifični za bolest. Studija od 1180 uzoraka urina od strane Siwy J. et al. pokazala je da mnogi markeri ostaju isti u različitim nefropatijama i odražavaju uobičajene patološke procese [54]. Međutim, ova velika studija identificirala je niz specifičnih markera. Pokazalo se da su tri fragmenta klasterina povećana kod dijabetičke nefropatije, -2-mikroglobulin je smanjen u bolesti s minimalnim promjenama, a S100-A9proteinafragmenat razlikovan lupus nefritis [54]. Druge specifičneproteomikai peptidomske promjene kod različitih CKD (hronična bolest bubrega)tipovi, uključujući bolest minimalnih promjena (MCD), fokalnu segmentalnu glomerulosklerozu (FSGS), membransku nefropatiju (MN), IgA nefropatiju (IgAN), dijabetičke nefropatije (DN) i lupus nefritis (LN), prikazani su u nastavku.

Cistanche treat Chronic Kidney Disease (CKD)

3. Bolest minimalnih promjena i fokalna segmentalna glomeruloskleroza

Bolest minimalnih promjena(MCD)i primarna fokalna glomeruloskleroza (FSGS) su bolesti sa primarnim oštećenjem podocita (primarne podocitopatije), koje se manifestuju kao visoka proteinurija i nefrotski sindrom 82,83]. Međutim, morfološke studije biopsije bubrega u ranim fazama FSGS-a mogu propustiti segmentalnu sklerozu u pojedinačnim glomerulima i mogu pogrešno klasificirati bolest kao MCD (Bolest minimalnih promjena) [84]. Primarna patogeneza FSGS-a povezana je s cirkulirajućim faktorima permeabilnosti (kao što su rastvorljivi receptor za aktivator plazminogena tipa urokinaze (SuPAR), kortikotrofinom sličanproteina-1 i ekspresija anti-CD40 antitijela CD-80), što dovodi do razvoja nefrotskog sindroma [85-91]. Generalno, u poređenju sa FSGS, MCD (Bolest minimalnih promjena) ima povoljniju prognozu u pogledu progresije bubrežne disfunkcije; Veća je vjerovatnoća da će FSGS razviti rezistenciju na terapiju i rezultirati brzom bubrežnom disfunkcijom, a vjerovatnije je i da će mu trebati agresivna i uporna terapijska strategija [83,92,93]. Osim toga, prisustvo sekundarnog FSGS-a komplikuje dijagnozu i liječenje bolesti. Zbog svoje neimune prirode, ovaj oblik bolesti ne zahtijeva imunosupresivnu terapiju [1.

Nekoliko studija ima za cilj identifikacijuproteomskirazlike između ove dvije nefropatije. Posebno je pokazano da su nivoi kalretinina i UBA52 viši u FSGS [4849], dok je 39S ribosomskiproteinaL17 je bio veći u MCD (Bolest minimalnih promjena) [48] (Tabela 2). Značajno viši nivoi katepsina B, katepsina C i aneksina A3 prikazani su u slučajevima kolapsirajuće varijante FSGS-a (karakteriziranog glomerularnim kolapsom i brzim gubitkom bubrežne funkcije) nego u MCD (Bolest minimalnih promjena), MN i druge FSGS varijante [94]. Nekoliko potencijalnih markera specifičnih samo za FSGS uključuje povećane nivoe 26 nalik kadherinu, RNase A familije 1, DIS3-kao egzonukleaze 1[50], remodeliranje matriksaproteina8[51], CD59, protein koji vezuje faktor rasta sličan inzulinu7, i kružni homolog 4[52], kao i smanjenje polimernog imunoglobulinskog receptora i regulatora mirisne signalizacije povezanog sa Golgijem [54] ili potpuno odsustvo dipeptidaze 1 (DPEP1)[52]. Utvrđeno je da je povećan nivo CD14 specifičan samo za MCD (Bolest minimalnih promjena) [50] i nisu identifikovani ni u jednoj drugoj nefropatiji (Tabela 2). U isto vrijeme, povećanje transferina i histatina-3 može razlikovati i FSGS i MCD (Bolest minimalnih promjena) [48] iz drugih vrstabolest bubrega.

Među otkrivenim potencijalnim markerima, prevelika zastupljenost ribonukleaze 2 i nedovoljna zastupljenost haptoglobina mogu ukazivati na najgoru prognozu FSGS-a, dok apolipoprotein A1 i remodeliranje matriksaproteina8(MXRA8) je pokazao značajne promjene između oblika FSGS osjetljivih na steroide i rezistentnih na steroide[51].

Općenito, prisustvo većine gore navedenihproteiniu urinu i povećanje njihovog nivoa može odražavati masivnu smrt ćelije i oslobađanje intracelularnog sadržaja tokom odvajanja podocita od glomerularne membrane. Ovi rezultati također mogu ukazivati na posebnu ulogu imuniteta, upale i apoptoze u razvoju FSGS-a. Proliferacija, diferencijacija i smrt ćelija mogu biti uključeni u MCD (Bolest minimalnih promjena) razvoj [95]. Dinamičke studije izvedene na modelu fokalne segmentne glomeruloskleroze štakora (nefropatija izazvana adriamicinom(ADR)) otkrile su postepeno povećanje afamina i ceruloplazmina, kao i postepeno smanjenje kadherina-2 i agrekanskog jezgraproteinau FSGS-u, te sugerira da sniženi nivoi fetuina-B, -1-mikroglobulina i -2-HS-glikoproteina mogu biti obećavajući markeri za rano otkrivanje FSGS-a [96]. Ostala obećavajuća tržišta uključuju CD44, MXRA8, katepsine i apolipoprotein A1. CD44 odražava aktivaciju parijetalnih epitelnih ćelija, što izaziva glomerulosklerozu. MXRA8 katepsini su uključeni u akumulaciju fibroze i napredovanje bolesti. Apolipoprotein A1 odražava oksidativni stres, povezan je sa hiperlipidemijom i predstavlja jedan od patogenetskih faktora u razvoju FSGS.

cistanche-nephrology-3(39)