Proteína Urinária e Marcadores Peptídicos na Doença Renal Crônica Parte 1

Abstrato

Doença renal crônica (DRC)é um tipo inespecífico de doença renal que causa um declínio gradual da função renal (de meses a anos). A DRC é um fator de risco significativo para morte, doença cardiovascular e doença renal terminal. IRCs 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 enfoca os biomarcadores de proteínas/peptídeos das principais causas de DRC: nefropatia diabética, nefropatia por IgA, nefrite lúpica, glomeruloesclerose segmentar focal e nefropatia membranosa. Abordagens de espectrometria de massa (MS) forneceram o máximo de informações sobre peptídeos urinários e conteúdo de proteínas em diferentes nefropatias. Novas abordagens analíticas permitem que os perfis de peptídeos proteômicos urinários sejam usados ​​como ferramentas de diagnóstico não invasivas precoces para formas morfológicas específicas de doença renal e podem se tornar uma alternativa segura à biópsia renal. Os estudos de EM dos principais mecanismos patogenéticos da progressão da doença renal também podem contribuir para o desenvolvimento de novas abordagens para a terapia direcionada.

Palavras-chave

biomarcadores; urina; proteômica;doença renal crônica

1. Introdução

De acordo comA Doença Renal: Melhorando Resultados Globais (KDIGO)critério,doença renal crônica (DRC)é definida como uma anormalidade na estrutura ou função renal presente por mais de 3 meses, com implicações para a saúde [1,2]. A DRC é um fator de risco independente para morte, doença cardiovascular, doença renal terminal e lesão renal aguda [3-7] e tem uma prevalência global de 11-13 por cento [8]. A DRC é um problema socialmente significativo devido ao alto risco de incapacidade precoce da doença e à necessidade de tratamentos de alto custo no caso de insuficiência renal terminal, como hemodiálise, diálise peritoneal e transplantes renais [9,10] . As três causas mais comuns de DRC são diabetes mellitus, hipertensão e glomerulonefrite, especialmente com síndrome nefrótica [11]. As doenças renais podem ter sintomas clínicos semelhantes e podem variar de leves e benignas a progressivas com rápido desenvolvimento de doença renal terminal. A gravidade das manifestações clínicas, entretanto, nem sempre corresponde à gravidade do dano renal, que pode ser determinado pela biópsia renal [12]. A maioria dos pacientes é submetida a uma única biópsia renal para determinar a forma morfológica da doença renal. Em casos esporádicos, a biópsia é repetida para avaliar a eficácia da terapia e o prognóstico. No entanto, a avaliação da regressão da atividade nefropática é fundamental para a avaliação dinâmica do tratamento, incluindo sua eficácia, otimização e prognóstico.

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A análise proteômica da urina é uma opção muito mais segura em comparação com uma biópsia e tem bom potencial para desenvolver métodos diagnósticos não invasivos. A análise de urina tem várias vantagens em comparação com a análise proteômica do sangue [13]. Em primeiro lugar, o proteoma da urina não é muito complicado e contém principalmente proteínas e peptídeos de origem renal (até 70 por cento). Pelo contrário, os marcadores de dano renal compreendem apenas uma pequena fração do proteoma plasma/soro altamente diversificado, tornando sua análise neste último desafiador. Em segundo lugar, é muito mais fácil normalizar a concentração de um biomarcador de proteína na urina do que no sangue, por exemplo, com base na concentração de creatinina [14]. Em terceiro lugar, a coleta de urina é simples e não invasiva. Finalmente, as amostras de urina são estáveis ​​a uma temperatura de -20 ◦C e são adequadas para análise proteômica mesmo após anos de armazenamento [15]. As vantagens acima mencionadas da urina a tornam um assunto popular para a busca de marcadores de proteínas para várias patologias [16]. Essas patologias incluem patologias renais e geniturinárias e patologias associadas à proteinúria, como doenças renais [17–19]; câncer de bexiga, próstata e ovário [20-23]; nefropatia diabética [24]; e pré-eclâmpsia [25-27]. Marcadores de proteína urinária também foram descritos para câncer de cólon e pulmão [28,29], colangiocarcinoma [30], doenças cardiovasculares [31], doenças autoimunes [32] e doenças infecciosas [33]. No entanto, o proteoma da urina deve ser mais informativo para patologias renais e pode apresentar uma impressão digital de diferentesdoenças renais[34–39] (Tabela 1).

No entanto, apesar de um grande número de estudos, ainda não existem biomarcadores confiáveis ​​específicos para doenças renais que possam ser reproduzidos com precisão em diferentes estudos. Os vários fatores que afetam a composição do proteoma incluem as condições e regime de coleta (manhã, diariamente, variabilidade ao longo de vários dias, etc.), atividade física, nutrição, características anatômicas do trato urinário (ausência de um rim, etc.), sexo , e idade [40-43]. Todos esses fatores devem ser levados em consideração ao comparar os resultados de diferentes estudos. Em geral, combinar os marcadores de nefropatias específicas descritos em vários estudos pode facilitar um melhor progresso na criação de painéis de diferenciação altamente específicos para possível uso clínico após validação prospectiva em vários estágios [44].

Abordagens baseadas em espectrometria de massa (MS), que apresentam uma alta capacidade de multiplexação, são os instrumentos mais imparciais e sensíveis e já forneceram a maior parte das informações atualmente conhecidas sobre o teor de peptídeos e proteínas na urina em diferentes nefropatias, bem como painéis de biomarcadores potenciais para várias doenças [37-39]. Vários métodos de MS foram aplicados com sucesso (Tabela 1). As abordagens mais comumente usadas incluem tempo de voo de dessorção/ionização a laser assistida por matriz (MALDI-TOF), eletroforese capilar (CE) e cromatografia líquida (LC) MS. As abordagens mais avançadas com tags de massa isobáricas ou tandem para quantificação relativa e absoluta (iTRAQ e TMT) facilitam a identificação de marcadores entre proteínas e peptídeos comumente presentes quando suas quantidades variam significativamente. Em geral, as abordagens MS não direcionadas listadas são as mais apropriadas para a pesquisa primária de potenciais biomarcadores, enquanto a MS direcionada e os imunoensaios podem ser usados ​​para validação adicional.

Esta revisão resume os dados de vários estudos do proteoma da urina em nefropatias associadas à DRC, com foco em estudos recentes de 2015 a 2021. As bases de dados eletrônicas MEDLINE, PubMed e Cochrane foram pesquisadas usando palavras-chave como "proteomics", "peptidomics" , "biomarcadores", "doença renal crônica", "urina", "nefropatia membranosa", "nefropatia por IgA", "glomeruloesclerose segmentar focal", "doença de alteração mínima", "nefropatia diabética" e "nefrite lúpica". As listas de referências dos artigos também foram investigadas para explorar a literatura relacionada. As informações bibliográficas de 1.030 artigos recuperados foram analisadas e os artigos com informações irrelevantes ou não confiáveis, os indisponíveis em texto completo e os que não estavam em inglês foram excluídos. Após a exclusão de todas as referências duplicadas, restaram 69 artigos. Um fluxograma é descrito na Figura 1.

2. Doença Renal Crônica (DRC)

Vários estudos de proteoma urinário consideraram aCKDgrupo de patologias sem subdivisões. O grupo de Harald Mischak é o líder em estudos de MS sobre o peptidome e proteoma urinário. Este grupo descreveu 1.580 peptídeos urinários nativos, mostrando que 73 por cento eram únicos para a urina e provando o valor clínico dos marcadores de peptídeos urinários nativos para o diagnóstico de várias doenças, incluindo aquelas associadas a danos renais [14,77,78].

Rossing K. et ai. desenvolveram o primeiro painel composto por 65 proteínas urinárias, incluindo fragmentos de colágeno, albumina sérica, 1-antitripsina (A1AT) e uromodulina, que diferenciou a nefropatia diabética em 97 por cento dos casos, mostrando alta sensibilidade e especificidade entre 148 tipos 2 de DM e pacientes DN [72]. O painel foi ainda validado com sucesso por Alkhalaf A. et al. [79].

Good DM et al. analisaram amostras de urina de 476 pacientes com DRC (principalmentediabéticonefropatia) e 379 controles e desenvolveu um classificador baseado em 273 peptídeos urinários (CKD273) na forma de um compostoCKDbiomarcador [45]. O painel continha fragmentos de cadeias de colágeno tipo I e III (181 peptídeos), refletindo a renovação da matriz extracelular e redução da atividade de protease in situ. Pacientes com DRC também demonstraram excreção urinária aumentada de proteínas plasmáticas e seus fragmentos (por exemplo, A1AT, albumina sérica, cadeia -hemoglobina e cadeia -fibrinogênio), proteínas específicas do rim (uromodulina, cadeia gama Na mais /K mais -ATPase e componente 1 do receptor de progesterona associado à membrana) e proteínas excretadas pelos túbulos, que podem refletir dano crônico à barreira de filtração glomerular, aumento da glomeruloesclerose e fibrose intersticial. Em um estudo cego, o classificador CKD273 tornou possível diferenciar pacientes com DRC de várias etiologias com sensibilidade de 85,5 por cento e especificidade de 100 por cento e prever a mortalidade em DM tipo 2 com microalbuminúria [45,80,81]. Esses resultados foram posteriormente validados por Schanstra JP et al. [18] e Pontillo C. et al. [46], que confirmou o valor deste classificador como um preditor defunção renaldeterioração e demonstrou uma diminuição na taxa de filtração glomerular de<60 mL/min over 5 years of monitoring. Zürbig P. et al. showed 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 CKD273 classifier on 53 patients with CKD and differentiated patients according to their degrees of impairment of renal function and the risk of end-stage CKD or death [17]. 

Catanese L. et ai. desenvolveu o classificador FPP_29BH, que contém 29 biomarcadores de fibrose específicos para pacientes com várias doenças renais imunes e não imunes. Os pacientes com fibrose renal apresentaram aumento de proteases urinárias (catepsina D, matriz metaloproteinase 2, colagenase 3 e matriz metaloproteinase-14), -2-HS-glicoproteína ou fetuína-A, bem como 19 diferentes fragmentos de peptídeos de colágeno de oito diferentes cadeias de colágeno com intensidades diferenciais entre pacientes com alto e baixo grau de fibrose [47].

Como a DRC é um termo abrangente para várias condições que afetam os rins, muitos dos marcadores mencionados acima não são específicos da doença. Um estudo de 1.180 amostras de urina por Siwy J. et al. mostraram que muitos marcadores permanecem os mesmos em diferentes nefropatias e refletem processos patológicos comuns [54]. No entanto, este estudo em larga escala identificou uma série de marcadores específicos. Três fragmentos de clusterina mostraram-se aumentados na nefropatia diabética, -2-microglobulina diminuída na doença de lesões mínimas e um fragmento da proteína S100-A9 distinguiu a nefrite lúpica [54]. Outras alterações proteômicas e peptidômicas específicas em vários tipos de DRC, incluindo doença de alteração mínima (MCD), glomeruloesclerose segmentar e focal (GESF), nefropatia membranosa (MN), nefropatia por IgA (IgAN), nefropatias diabéticas (DN) e nefrite lúpica (LN) ), são analisados ​​a seguir.

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