Diferentes tipos de doença renal crônica (DRC) que você precisa conhecer

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Parte Ⅱ: Proteína Urinária e Marcadores Peptídicos na Doença Renal Crônica

Natalia Chebotareva, Anatoliy Vinogradov & et al.

Abstrato

Doença renal crônica (DRC)é um tipo não específico dedoenca renalque causa um declínio gradual na função renal (de meses a anos). DRC(Doença renal crônica)é um fator de risco significativo para morte, doença cardiovascular e doença renal terminal. CKDs(Doença renal crônica) de diferentes origens podem ter as mesmas manifestações clínicas e laboratoriais, mas diferentes taxas de progressão, o que requer diagnóstico precoce para determinar. Esta revisão se concentra em biomarcadores de proteínas/peptídeos das principais causas de DRC(Doença renal crônica): nefropatia diabética, nefropatia por IgA, nefrite lúpica, glomeruloesclerose segmentar focal e nefropatia membranosa. As abordagens de espectrometria de massa (MS) forneceram mais informações sobre os teores de peptídeos e proteínas urinários em diferentes nefropatias. Novas abordagens analíticas permitem que perfis de peptídeos proteômicos urinários sejam usados ​​como ferramentas diagnósticas não invasivas precoces para formas morfológicas específicas dedoenca renale pode se tornar uma alternativa segura à biópsia renal. Estudos de EM dos principais mecanismos patogenéticos da progressão da doença renal também podem contribuir para o desenvolvimento de novas abordagens para terapia direcionada.

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4. Nefropatia membranosa

Nefropatia membranosa(MN) é uma das principais causas de síndrome nefrótica (SN) em adultos. Esta doença tem natureza autoimune, que foi confirmada pela presença de autoanticorpos para antígenos podócitos, incluindo anticorpos para receptores de fosfolipase A2 (aPLA2R) e trombospondina 1 contendo domínio 7A (THSD7A)[97,98]. As causas secundárias de MN (Nefropatia membranosa) incluem uso de drogas, infecções, doenças autoimunes e câncer [99]. O principal mecanismo de MN(Nefropatia membranosa)é o dano autoimune dos podócitos por anticorpos do receptor da fosfolipase A2, levando a proteinúria maciça. O diagnóstico e o tratamento desta doença são atualmente baseados na determinação do título de anticorpos aPLA2R. A busca por marcadores adicionais parece promissora no tipo aPLA2R-negativo de MN idiopático(Nefropatia membranosa). MN(Nefropatia membranosa)estudos de pacientes fornecem análises transversais comparativas do proteoma em MN(Nefropatia membranosa)em comparação com outros tipos nefróticos de nefrite e controles saudáveis. O painel de marcadores específicos de proteínas urinárias que distinguem MN(Nefropatia membranosa)de outras nefropatias inclui níveis diminuídos de proteína dedo de zinco ZFPM2, proteína de ligação a E1A e proteína associada a microtúbulos tauAP-3 subunidade delta do complexo-1 [54], bem como níveis aumentados de globulina de ligação à tiroxina (SERPINA7)[50], proteína de membrana do lisossomo-2(LIMP-2)[56], plasminogênio [54], LDB3, PDLI5 [100] e afamina [55,57]. Uma comparação de amostras de pacientes com MN APLA2R-positivo e MN APLA2R-negativo, bem como indivíduos saudáveis, revelou níveis significativamente mais altos de A1AT e fome no grupo de MN positivo [101]. Uma combinação de proteína 4 de ligação ao retinol urinário e proteína 3 rica em ácido glutâmico de ligação ao domínio SH3 pode diferenciar MCD de DN. Da mesma forma, uma combinação de afamina urinária e razão urina/plasma do complemento C3 pode diferenciar MN de DN[55].

Em geral, marcadores encontrados em MN(Nefropatia membranosa)desempenham um papel na via clássica de ativação do complemento e respostas imunes, adesão celular, endocitose mediada por receptor, degranulação plaquetária e cascata de coagulação [57]. LIMP-2 desempenha um papel fundamental na regulação da resposta imune inflamatória no tecido renal [56] e reflete a infiltração tecidual por células imunes. LMP-2 também pode ajudar a determinar a atividade da doença. As proteínas LDB3 e PDL5 desempenham um papel na modificação do citoesqueleto do podócito, o que pode levar à proteinúria. Afamin, cuja elevação está associada a MN idiopática(Nefropatia membranosa), é o MN específico mais promissor(Nefropatia membranosa)marcador, pois sua significância foi confirmada em vários estudos (Tabela 2).

Tabela 2. Potenciais marcadores proteômicos urinários em diferentes nefropatias.

5. Nefropatia por IgA

Nefropatia por IgA(IgAN) é a forma mais comum de doença glomerular crônica em adultos. Na Europa, a frequência de IgAN(Nefropatia por IgA) varia de 19 a 51 por cento das biópsias renais realizadas para doenças glomerulares [102-104]. Pacientes com lgAN geralmente têm níveis aumentados de IgA1 com O-glicanos deficientes em galactose na região da dobradiça. Os níveis sanguíneos de uma IgA1 glicosilada aberrante são maiores em IgAN(Nefropatia por IgA)do que em controles saudáveis ​​ou pacientes com outrasdoenças renais. A produção de anticorpos IgA1 deficientes em galactose, a formação de imunocomplexos e o acúmulo desses complexos no mesângio mostraram iniciar a lesão renal [105]. Além disso, a ativação de vias alternativas do complemento potencializou a lesão tecidual [106]. O receptor de transferrina (CD71) em células mesangiais humanas pode se ligar a complexos imunes contendo IgA deficiente em galactose [107].

Cerca de 40 marcadores de proteínas urinárias diferenciando IgAN(Nefropatia por IgA) have been described, >20 dos quais são específicos apenas para lgAN(Tabela 2). Os níveis de complemento C9, região C da cadeia kappa de Ig e três queratinas do citoesqueleto (tipo I (10) e tipo I (1 e 5)) mudaram de forma síncrona nos glomérulos (amostra de biópsia) de pacientes com IgAN em comparação com o tecido renal intacto áreas de pacientes com tumores [59]. Níveis alterados de 30 proteínas na urina e quatro marcadores potenciais (molécula de adesão intercelular 1 (ICAMl), inibidor de metaloproteinase 1, antitrombina IIl e adiponectina) foram revelados em IgAN(Nefropatia por IgA) com proteinúria baixa(<1 g/l)="" and="" stable="" renal="" function="" (glomerular="" filtration="" rate:57.3="" (23-106)ml/min).="" a="" larger="" multicenter="" study="" suggested="" that="" a="" decreased="" number="" of="" collagen="" fragments="" in="" the="" urine="" (specifically="" type="" i="" collagen)="" might="" be="" most="" informative="" in="" progressive="">Nefropatia por IgA), devido à diminuição da degradação do colágeno e inibição da colagenase na fibrose renal [62].

Outros potenciais marcadores específicos de lgAN incluem níveis aumentados de adiponectina 60], 2-macroglobulina, complemento C4a, protrombina [63], antitrombina II [60,63], -1B-glicoproteína [64], glicoproteína 2, fator de crescimento epidérmico, molécula semelhante a CMRF35-, protocaderina, uteroglobina, dipeptidil peptidase IV, proteína 3 contendo repetição NHL e CD84 [36] e níveis diminuídos de fibulina-5, membro da família YIP1 3 , propondo [108], aminopeptidase N [65], e o fragmento LG3 de endossa Pellin [64]. A última foi a única proteína diminuída em IgAN mais pesado(Nefropatia por IgA)com uma taxa de filtração glomerular mais lenta [64]. Ao mesmo tempo, altos níveis de LG3 podem inibir a angiogênese e ser responsável pela perda da função renal em alguns outros IgAN(Nefropatia por IgA)pacientes [64]. Embora os dados sobre alterações no nível de vasorina sejam inconsistentes [36,65], também pode ser considerado um IgAN específico(Nefropatia por IgA)marcador. A antitrombina I é especialmente notável como o único marcador específico de IsAN confirmado em dois estudos independentes [60,63].

6. Nefropatia Diabética

Nefropatia diabética(DN) afeta cerca de 30-40 por cento dos pacientes com diabetes mellitus (DM) e é a principal causa de DRC(Doença renal crônica)e doença renal terminal (ESRD) em todo o mundo, especialmente em países de alta e média renda. DN(Nefropatia diabética)leva à expansão mesangial glomerular; o espessamento da membrana basal; e, caracteristicamente, a progressão da glomeruloesclerose nodular devido à hiperfiltração glomerular [109.

A matriz de potenciais DN específicos (Nefropatia diabética) markers in the urine includes >10 proteínas (Tabela 2), com níveis aumentados de proteína de ligação à vitamina D, calgranulina B, hemopexina [71l, zinco- 2-glicoproteína [71,74], 408 glicoproteínas ligadas a N [73], cistatina C, ubiquitina, -1-glicoproteína ácida 1, fator derivado do epitélio pigmentar [74], proteína de células Clara CC16 [76] e fi-bronectina [110], bem como níveis diminuídos de transtirretina [71,74] e níveis diferentes de alteração do -1 precursor de microglobulina/bicunina (AMBP) [71,74,75].

Aumentos significativos nos níveis urinários de B-glicoproteína (7-vezes), 2-glicoproteína(5.9-vezes) contendo zinco, 2-HSglicoproteína (4.{{ 8}}vezes), proteína de ligação à vitamina D (4.8-vezes), calgranulina B(3.9-vezes), A1AT(2.9-vezes) e hemopexina ( 2.4-dobra)DN diferenciado de forma confiável(Nefropatia diabética)com macroalbuminúria do DM sem albuminúria[71]. Por outro lado, uma diminuição significativa na transtirretina (4.3-vezes), apolipoproteína A1 (3.2-vezes), AMBP (1.6-vezes) e proteína plasmática de ligação ao retinol ( 1.52-fold) foi observado em DN(Nefropatia diabética)com macroalbuminúria [71]. Um estudo modelo com proteínas selecionadas sugeriu a importância da catepsina A, mucina 1, ativador gangliosídeo GM2, proteína 1 semelhante a SPARC e fosfatase ácida lisossomal no mau prognóstico do desenvolvimento inicial de DN(Nefropatia diabética), bem como na fibrose renal [111]. Uma combinação de 408 glicoproteínas ligadas a N, A1AT e ceruloplasmina mostrou ser capaz de distinguir microalbuminúria e normoalbuminúria em DN(Nefropatia diabética)pacientes [73]. Haptoglobina urinária e AMBP podem diferenciar entre pacientes diabéticos com e sem ND(Nefropatia diabética)[75]. O aumento da excreção de 15,8 kDa da proteína CC16 das células Claras foi associado à disfunção do túbulo proximal em pacientes com DM com micro ou macroalbuminúria em comparação com pacientes com DM sem albuminúria e controles saudáveis ​​[76]. Os níveis de osteopontina e fibronectina também foram maiores em DN(Nefropatia diabética)em comparação com aqueles em DM, e aumentos de neprilisina urinária e VCAM-1 foram observados após o tratamento com losartan em DN(Nefropatia diabética) [110].

Um estudo longitudinal do DM tipo 2 revelou um aumento na transtirretina/pré-albumina na urina e na região da cadeia C da lg kappa dentro de 0-5 anos após o início do DM; o aparecimento de cistatina C e ubiquitina após 5-10 anos; e a detecção de -1-glicoproteína ácida 1, apolipoproteína A1, AMBP, fator derivado do epitélio pigmentar e -2-glicoproteína de zinco após 10-20 anos [74]. A glicação não enzimática dessas proteínas e seus peptídeos interfere na reabsorção tubular normal e pode levar a danos aos túbulos proximais e à excreção direta das proteínas na urina.

Em geral, o referido DN(Nefropatia diabética)marcadores podem refletir os processos de atrofia tubular e fibrose tubulointersticial, muitos dos quais são importantes para ND(Nefropatia diabética)prognóstico. Zinco- 2-glicoproteína, transtirretina e AMBP devem ser especialmente observados, pois sua significância prognóstica foi confirmada em pelo menos dois estudos independentes [71,74,75].

7. Nefrite Lúpica

Doença de Lupus(NL) é uma das complicações mais comuns e graves do lúpus eritematoso sistêmico e geralmente aparece pelo menos 3-5 anos após o início da doença. Os mecanismos de lesão do glomérulo renal podem ser encontrados na deposição de complexos imunes ou autoanticorpos com ativação subsequente do complemento [112].LN(Doença de Lupus) leva a danos renais graves que avançam para doença renal em estágio final se não forem tratados adequadamente. O objetivo mais importante para o LN(Doença de Lupus)o tratamento consiste em avaliar dinamicamente o grau de atividade do dano renal, uma vez que os marcadores de atividade disponíveis (proteinúria diária, eritrocitúria, complemento e anticorpos antinucleares) não são informativos. LN(Doença de Lupus)os pacientes atualmente precisam passar por várias biópsias renais para monitorar LN(Doença de Lupus)atividade durante a terapia imunossupressora para determinar onde LN(Doença de Lupus)o tratamento deve ser continuado ou cancelado. Neste caso, há necessidade de LN altamente sensível e específico(Doença de Lupus)marcadores capazes de prever a exacerbação da doença ou indicar eficácia insuficiente da terapia.

Apenas alguns potenciais marcadores de proteína urinária específicos para LN(Doença de Lupus)pode ser observado (Tabela 2). Um par de peptídeos, "3340" e "3980" (m/z), tornou possível diferenciar um LN agudo(Doença de Lupus)condição do LN(Doença de Lupus)remissão com sensibilidade de 92 por cento e especificidade de 92 por cento antes de qualquer alteração nos parâmetros clínicos (a relação proteína/creatinina urinária, anticorpos para DNA, hematúria, creatinina sérica, etc.). Além disso, esses peptídeos foram capazes de prever recaídas e remissões precoces [66].

Fragmentos particulares de hepcidina, juntamente com fragmentos de A1AT e albumina, foram considerados mais significativos do que o ciclo de exacerbação renal do lúpus eritematoso sistêmico LN(Doença de Lupus)em um estudo dinâmico sobre o proteoma urinário [67l. A expressão alterada da hepcidina 20 pode ser um marcador de exacerbação renal, enquanto um aumento da hepcidina 25 após o tratamento pode ser usado para estimar a eficácia da terapia [67].

O classificador baseado em 172 peptídeos diferenciados de forma confiável92 LN(Doença de Lupus)casos da DRC geral(Doença renal crônica)grupo (1180 pacientes) e identificou a proteína S100-A9 como outro LN específico(Doença de Lupus)marcador, cujo nível aumentado foi considerado essencial para LN(Doença de Lupus)diferenciação em combinação com níveis aumentados de peptídeos de colágeno e uromodulina, bem como níveis diminuídos de clusterina, -2-microglobulina e -2-glicoproteína HS [54].

-1-A antiquimotripsina (SERPINA3) é outro potencial LN específico(Doença de Lupus)marcador na urina e o único LN(Doença de Lupus)marcador cuja significância foi confirmada em dois estudos independentes [68,69]. Juntamente com a haptoglobina e a proteína de ligação ao retinol, SEPINA3 foi significativamente aumentada em LN ativo(Doença de Lupus)comparado ao LN inativo(Doença de Lupus)[68]. Além disso, SERPINA3 demonstrou uma correlação moderadamente positiva com LN(Doença de Lupus)atividade histológica, que foi confirmada por imuno-histoquímica [69].

Em geral, o LN descrito(Doença de Lupus)marcadores permitem avaliar a atividade da doença e o acúmulo de fibrose nos rins, que são muito importantes na prática clínica no manejo dos pacientes. O aumento dos níveis de algumas proteínas pode sugerir disfunção tubular durante a forma aguda da doença [68].

8. Marcadores de Proteínas Urinárias Não Específicos

Uromodulina, colágenos, AlAT e seus fragmentos são os principais marcadores inespecíficos de proteínas na urina que foram identificados em todas as nefropatias mencionadas (Tabela 2), bem como em muitos outros distúrbios associados à disfunção renal ou proteinúria [17-39] . A uromodulina é uma glicoproteína ancorada por glicosilfosfatidilinositol (GPI) específica do rim, produzida exclusivamente pelas células epiteliais que revestem o ramo ascendente espesso da alça de Henle e é um componente normal da urina. Os peptídeos de colágeno também estão normalmente presentes na urina e refletem a renovação da matriz extracelular nos tecidos renais. No entanto, ambos os componentes habituais da urina podem indicar alterações patológicas. A uromodulina também pode ser um potencial biomarcador relevante para a função tubular e DRC(Doença renal crônica)[113]. O nível de fragmentos de colágeno está fortemente correlacionado com o início da DN(Nefropatia diabética)[13,17,19,45,72]; mudanças quantitativas nesses fragmentos na urina foram observadas 3-5 anos antes do desenvolvimento da macroalbuminúria [19]. No geral, a composição qualitativa dos fragmentos de colágeno pode variar em diferentes nefropatias [45,47,54,72].

Ao contrário da uromodulina e dos peptídeos de colágeno, o aparecimento de AlAT na urina está sempre associado a algum tipo de patologia e pode refletir estresse podocitário [53]. Notavelmente, um aumento da AlAT urinária foi observado em todas as nefropatias analisadas no presente estudo (Tabela 2).

Em geral, a avaliação de marcadores inespecíficos em combinação com marcadores específicos melhorou significativamente a diferenciação das nefropatias. Em particular, os níveis de seis peptídeos UMOD e A1AT diferenciaram entre proliferativos e não proliferativos (incluindo MCD, MN, FSGS e IgAN(Nefropatia por IgA)) formas de glomerulardoenças renais[58]. Além disso, a superexpressão de uromodulina mostrou predispor a DRC(Doença renal crônica)como nefropatia hipertensiva e ND(Nefropatia diabética)[114]. A detecção de fragmentos de colágeno juntamente com o fragmento LG3 de endorepellina é crucial para o diagnóstico de IgAN(Nefropatia por IgA), pois o colágeno pode indicar um curso mais grave da doença com angiogênese prejudicada e o rápido desenvolvimento de fibrose renal [64]. Estimar os níveis de A1AT, uromodulina, transferrina, albumina sérica e -1- -glicoproteína também é importante na lgAN, pois esses níveis refletem processos patológicos comuns, incluindo apoptose aumentada, inflamação, coagulação e ativação do complemento [45,54, 61,62,64,65,72].

9. Conclusões

Os resultados da pesquisa indicam o grande potencial da análise proteômica para o diagnóstico não invasivo dedoenças renais, esclarecimento dos principais mecanismos patogenéticos da progressão da doença e determinação dos alvos de ação para inibir a progressão da doença. Ao contrário da biópsia renal, a análise proteômica da urina é segura e confiável e pode ser repetida várias vezes para o monitoramento da doença. O perfil proteômico urinário fornece informações valiosas sobre os principais processos patológicos que ocorrem nos tecidos renais no momento do exame.

A principal característica da análise proteômica é que muitos dos marcadores detectados na urina são observados como resultado da penetração de proteínas do sangue (albumina, proteína ligadora de retinol, etc.) (colágenos e A1AT), a deposição de complexos de imunoglobulinas, ativação do complemento, apoptose, oxidação lipídica e disfunção tubular (-2-microglobulina, uromodulina, etc.) com proteinúria elevada. Nesse caso, é crucial avaliar as mudanças quantitativas nesses indicadores para refletir com precisão a atividade de processamento e a gravidade dos danos.

Um dos objetivos mais importantes da análise proteômica da urina em pacientes com DRC(Doença renal crônica)é determinar biomarcadores específicos da doença ou suas combinações. As proteínas extraídas pela primeira vez merecem maior atenção, pois podem refletir os estágios patogenéticos mais importantes no desenvolvimento da doença. Por exemplo, CD44, um marcador de células epiteliais parietais ativadas, pode refletir os processos de glomeruloesclerose em MN[50] ou IgAN(Nefropatia por IgA)[38]mas, ao mesmo tempo, também pode ser uma característica essencial para diferenciar GESF de MCD [52]. Acredita-se que DPEP1, identificado principalmente em FSGS, reflita a ativação de TRPC6 em podócitos [52]; ubiquitina-60S proteína ribossômica L40 (UBA52), que é um marcador de estresse celular; ou componentes do citoesqueleto de podócitos que são danificados por anticorpos [49,115]. Apolipoproteínas, que podem desempenhar um papel potencial na patogênese da GESF como "fatores de permeabilidade"]116l, bem como proteínas cujos papéis ainda não são completamente compreendidos, como a proteína de membrana do lisossomo-2 e afamina em MN[56,57] e o fragmento de laminina G-like 3(LG3) de endossa Pellin em IgAN(Nefropatia por IgA)[64], podem refletir processos patológicos e podem se tornar alvos para novas abordagens de terapia imunossupressora ou nefroprotetora. Além disso, mudanças dinâmicas positivas no perfil proteômico após a terapia designada podem ajudar a confirmar se os medicamentos prescritos foram escolhidos corretamente e estão ajudando a alcançar os resultados desejados. No entanto, apesar da validação da DRC(Doença renal crônica)273 classificado em vários estudos, há a necessidade de desenvolver novos painéis com maior especificidade para nefropatias específicas. Este parece ser o objetivo mais importante para futuras pesquisas em proteômica.

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