Marcadores de podocitos urinarios en enfermedades renales

para más información:ali.ma@wecistanche.com

Lingfeng Zeng y otros

Resumen

Los podocitos juegan un papel importante en el mantenimiento de la función renal y son el foco principal de muchosriñónenfermedades. La lesión de los podocitos da como resultado el desprendimiento de fragmentos celulares derivados de los podocitos y objetivos moleculares específicos de los podocitos en la orina, que pueden servir como biomarcadores deriñónenfermedades. Los podocitos intactos, viables o muertos, y las microvesículas derivadas de podocitos podrían cuantificarse en la orina mediante diversos métodos de centrifugación, visualización y cultivo. Los objetivos proteicos específicos de los podocitos del núcleo, el citoplasma, el diafragma de hendidura, la membrana basal del capilar glomerular y el citoesqueleto, así como su correspondiente ARN mensajero (ARNm), en la orina, podrían cuantificarse mediante transferencia Western, ELISA o polimerasa cuantitativa. reacción en cadena. Aunque algunas de estas técnicas pueden ser costosas o laboriosas en la actualidad, pueden estar ampliamente disponibles en el futuro debido a la mejora en la tecnología y la automatización. La aplicación deurinariopodocitosmarcadores para el diagnóstico y seguimiento de diversasriñónenfermedadesha sido explorado pero los datos publicados en esta área no son lo suficientemente sistemáticos y carecen de validación externa. La investigación futura debe centrarse en estandarizar, comparar y automatizar los métodos de laboratorio, así como definir su valor agregado a las pruebas clínicas de rutina.

Palabras clave:Podocito, biomarcador, ARNm, miARN, nefrina, podocina, podocalyxina, sinaptopodina,Crónicoriñónenfermedad

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1. Introducción

1.1. Epidemiología de la enfermedad renal crónica

Crónicoriñónenfermedad(ERC) es una importante y costosa enfermedad no transmisible [1]. Con la disponibilidad de la terapia de reemplazo renal, el gasto sanitario utilizado para el tratamiento de la ERC (Ccrónicoriñónenfermedad)aumentó considerablemente después de la década de 1960 [2,3]. En 2015, había más de 2,5 millones de pacientes que recibían terapia de reemplazo renal en todo el mundo, y se prevé que este número se duplique para 2030 [4]. Medios efectivos para el diagnóstico, tratamiento y seguimiento deriñónenfermedadson muy necesarios.

1.2. Podocito como foco de enfermedad renal

La función principal del riñón es la excreción de desechos metabólicos y exceso de agua corporal [5], que se logra mediante tres procesos: (1) filtración de la sangre circulante a través del glomérulo para formar un ultrafiltrado en el espacio de Bowman; (2) reabsorción selectiva de sustancias útiles a través del túbulo renal; y (3) secreción selectiva de otros desechos metabólicos del capilar peritubular al líquido tubular [6]

Aunque el riñón se compone de múltiples tipos de células que están dispuestas en una arquitectura 3-dimensional delicada, los podocitos desempeñan un papel clave en el mantenimiento de la función renal normal y son el foco principal de muchosriñónenfermedades. Los podocitos son células diferenciadas terminalmente altamente específicas que, junto con las células endoteliales y la membrana basal capilar glomerular (GCBM), constituyen la barrera de filtración glomerular [7]. Los podocitos tienen un cuerpo celular voluminoso que está separado del GCBM por un espacio subpodocitario [8]. El cuerpo celular da lugar a largos procesos primarios que se extienden hacia el GCBM y se fijan a este último mediante una amplia gama de procesos de los pies [8].

Los podocitos tienen varias funciones fisiológicas. Mantienen la morfología del asa vascular glomerular, regulan la filtración glomerular y participan en la respuesta inmunológica e inflamatoria local. Además, los podocitos son en parte responsables de la síntesis y el recambio del GCBM [9], así como de la producción de factores paracrinos como el factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF), que es importante en la regulación de la permeabilidad y proliferación de las células endoteliales. [10]. La disfunción de los podocitos juega un papel fundamental en la patogenia y progresión de muchosriñónenfermedades. Las mutaciones de varios genes relacionados con los podocitos dan como resultadoriñónenfermedades, que típicamente se presenta clínicamente como síndrome nefrótico resistente a los esteroides e histológicamente como glomeruloesclerosis focal (FGS). Por otro lado, las disfunciones podocitarias adquiridas, incluida una reducción en el número o la densidad de los podocitos y la fusión de los procesos de los pies de los podocitos, conducen a una lesión secundaria endotelial y de GCBM, pérdida de la carga negativa de GCBM, anomalía de la proteína de la membrana hiatal y, finalmente, proteinuria a través de varios mecanismos. 11,12].

Una consecuencia característica de la lesión de podocitos es la interacción debilitada con GCBM, que se acumuló en el desprendimiento de podocitos de GCBM. Dado que los podocitos tienen una capacidad limitada de regeneración y compensación funcional, los podocitos restantes no son capaces de mantener las funciones mecánicas y de barrera de carga de GCBM, que se dañarían de forma irreversible, y el resultado final es la proteinuria [13]. Dependiendo de la gravedad de la lesión, el daño a los podocitos podría conducir a la pérdida de los pies, la formación de vacuolas y pseudoquistes, la desdiferenciación y la apoptosis. Las estructuras vecinas se verían afectadas posteriormente, incluida la proliferación de células epiteliales parietales, el encogimiento de GCBM, la pérdida de toba capilar glomerular y, finalmente, la glomeruloesclerosis [14].

1.3. Método de revisión de la literatura

Realizamos una revisión de la literatura con términos de búsqueda que incluyen "podocitos", "moléculas asociadas a podocitos" o "biomarcador", junto con "crónicoriñónenfermedad", "Lesión renal aguda", "glomerulonefritis", "nefropatía diabética" o "diabéticariñónenfermedad", se utilizaron para buscar bibliografía relevante en Medline, Embase y Cochrane Library. Se examinaron las referencias de publicaciones relevantes en busca de artículos potenciales adicionales. Los estudios elegibles incluyeron estudios en humanos y animales publicados antes de julio de 2020. Publicaciones con temas irrelevantes, como biología de células de podocitos, se excluyeron la fisiología de la membrana y la manipulación molecular de los podocitos.

1.4. Dianas específicas de podocitos como biomarcadores

La lesión de los podocitos conduce al desprendimiento de varias moléculas derivadas de los podocitos en el espacio urinario y puede servir como biomarcador deriñónenfermedades(Figura 1). Los cuerpos celulares de los podocitos podrían dividirse en tres compartimentos anatómica y funcionalmente distintos: la parte de la base, la parte superior y la parte del diafragma deslizante (SD) [15]. Proteínas específicas de la membrana celular están presentes en cada parte, y su interacción con el sistema del citoesqueleto citoplasmático es responsable de la estabilidad de la estructura y función de los podocitos [16]. Las principales moléculas derivadas de podocitos que son objetivos potenciales para el desarrollo de biomarcadores se resumen en la Tabla 1.

Figura 1. Lesión de podocitos y posibles marcadores derivados de podocitos en orina. La lesión de los podocitos da lugar a 3 procesos patológicos interrelacionados: cambio morfológico, apoptosis y desprendimiento. Los podocitos pueden permanecer viables pero manifestarse como cambios morfológicos que tienen consecuencias funcionales posteriores, como proteinuria y fibrosis tubulointersticial. La apoptosis de los podocitos puede desarrollarse como resultado de cambios morfológicos acumulados o directamente de agresiones específicas. La pérdida de podocitos en los glomérulos (es decir, podocitopenia) conduce a cambios en la arquitectura del asa capilar glomerular y produce glomeruloesclerosis. Los podocitos, ya sean apoptóticos o viables debido a la pérdida de la integrina 3 1, pueden desprenderse al espacio urinario, identificarse en la orina y servir como marcadores deriñónenfermedad. Las vesículas, micropartículas o moléculas específicas de podocitos derivadas de podocitos lesionados o apoptóticos también pueden detectarse en la orina y servir como biomarcadores. (GCBM, membrana basal del capilar glomerular; AgII, angiotensina II; TGF-, factor de crecimiento transformante-beta; ROS, especies reactivas de oxígeno).

1.5. Blancos nucleares y citoplasmáticos

El gen supresor de tumores de Wilms-1 (WT1) es un factor de transcripción similar a un dedo de zinc en el núcleo de los podocitos y es probablemente el marcador específico de podocitos más utilizado para el estudio histológico [17]. El gen WT1 consta de 10 exones, de los cuales los exones 7 a 10 codifican los 4 dedos de zinc del dominio de unión al ADN. WT1 se expresa específicamente en podocitos y probablemente regula la expresión de nefrina [18]. Las mutaciones heterocigóticas en los exones 8 y 9 del gen WT1 conducen al síndrome de Denys-Drash, que se presenta con síndrome nefrótico, pseudohermafroditismo masculino y tumor de Wilms [19].

Otras proteínas nucleares y citoplasmáticas de los podocitos están menos estudiadas como biomarcadores. La quinasa que contiene el dominio aarF-4 (ADCK4) está específicamente presente en las mitocondrias dentro de los procesos del pie de los podocitos de rata [20]. ADCK4 es responsable de estabilizar el complejo CoQ y es necesario para la función normal de homeostasis de los podocitos [20]. La ablación de ADCK4 específica de podocitos en ratones da como resultado el borramiento del proceso del pie, la desorganización de la rendija de filtración, mitocondrias agrandadas y disfuncionales y CoQ10 reducida [21], y el tratamiento restauró el CoQ10, la función mitocondrial, mejoró la morfología de los podocitos y evitó el borramiento del proceso del pie [21]. ,22].

1.6. Complejo proteico de diafragma hendido

Los componentes proteicos del diafragma de hendidura de los podocitos han sido ampliamente estudiados como biomarcadores deriñónenfermedades. Las principales proteínas de este grupo incluyen nefrina, podocina, proteína asociada a CD2-(CD2AP) y podoplanina [23]. La nefrina es una proteína transmembrana con dominios extracelulares que forman el núcleo del diafragma de hendidura. Actúa tanto como una barrera de tamiz físico como un andamio de señalización [24]. Las mutaciones del gen de la nefrina fueron la primera causa informada de síndrome nefrótico congénito en humanos [25]. Podocin y CD2AP son responsables de conectar la nefrina al citoesqueleto de actina debajo de la membrana celular. La podocina es una proteína similar a una horquilla de la familia de las estomatinas y se expresa exclusivamente en los podocitos [26]. Está codificado por el gen NPHS2 que consta de ocho exones y está ubicado en la región del cromosoma 1q25-q31 [27]. Las mutaciones del gen NPHS2 causan un síndrome nefrótico resistente a los esteroides autosómico recesivo tanto en pacientes pediátricos como adultos [27,28]. CD2AP es una molécula de andamiaje que interactúa directamente con la actina filamentosa y otras proteínas de la membrana celular y está implicada en la remodelación dinámica de la actina y el tráfico de membrana [29]. La podoplanina es una pequeña glicoproteína transmembrana con un gran número de cadenas O-glucósido. La pérdida selectiva de podoplanina en los podocitos conduce a proteinuria, seguida de alteraciones en la morfología de los podocitos en un modelo de proteinuria espontánea en ratas [30].

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1.7. Objetivos vinculados al GCBM

Los principales componentes proteicos de la región basal de los podocitos son la integrina 3 1 y el distroglicano (-DG). Estas proteínas anclan los podocitos a la GCBM y desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la posición correcta de los podocitos, así como en la integridad de la membrana de filtración [31,32]. La integrina 3 1 es una proteína transmembrana con el dominio extracelular vinculado al dominio G similar a la laminina G (LG) de la laminina 521 en el GCBM, mientras que su región citoplásmica está conectada al citoesqueleto del podocito por la -actinina{{ 9}}. La proteína glicosilada -DG se conecta al citoesqueleto a través de la utrofina, y al podocito y GCBM a través de su interacción con la laminina 521.

1.8. Objetivos en la membrana superior

La podocalixina es la principal proteína transmembrana en el lado apical del podocito. Es una proteína de ácido siálico cargada negativamente que contribuye a la barrera de carga de la filtración glomerular [33]. La podocalyxina tiene tres funciones: (1) evitar que la proteína cargada negativamente se filtre en la orina; (2) para mantener la separación de los podocitos adyacentes; y (3) para prevenir la adhesión entre las células epiteliales y las asas capilares [34]. La podocalixina está conectada al citoesqueleto de actina por ezrin y el factor regulador 2 del intercambiador de protones y sodio (NHERF2).

1.9. Objetivos relacionados con la actina

Varias proteínas específicas de los podocitos están unidas al citoesqueleto de actina y mantienen la estructura 3-dimensional del podocito. Los objetivos mejor estudiados de este grupo son la sinaptopodina y la -actinina-4. Ambos se unen al esqueleto de actina al interactuar con la guanilato quinasa asociada a la membrana con orientación invertida-1 (MAGI-1) [35]. Synaptopodin es una proteína lineal rica en prolina codificada por el gen SYNPO [36] y se expresa en la diferenciación de los podocitos cuando desarrollan los procesos del pie. Como resultado, la sinaptopodina se considera un marcador de podocitos maduros [37].

2. Métodos de estudio

2.1. Marcadores de podocitos intraglomerulares

Aunque el enfoque de esta revisión está enurinariopodocitosmarcadores, es lógico discutir brevemente la detección de estos marcadores en el tejido renal. El agotamiento de podocitos puede ser absoluto (pérdida de podocitos) o relativo (reducción del número de podocitos por volumen de glomérulo) [38]. El método estándar de oro para cuantificar los podocitos en los riñones son las metodologías estereológicas (microscopios ópticos o electrónicos, microscopios de barrido láser confocal, ultrasonido, tomografía computarizada o resonancia magnética) [39]. Sin embargo, todos ellos requieren mucho tiempo y mano de obra. Recientemente, Venkatareddy et al. evaluó el método para la estimación de la densidad de podocitos mediante secciones individuales fijadas con formalina embebidas en parafina, en las que los núcleos de podocitos se visualizaron mediante inmunofluorescencia indirecta con anticuerpos contra WT1 o potenciador de división similar a la transducina [40]. Un estudio posterior mostró que este método proporcionó una enumeración precisa de podocitos en un modelo de ratón transgénico de depleción selectiva de podocitos, lo que confirma que este enfoque proporciona una herramienta cuantitativa eficiente para el análisis de la depleción de podocitos en todo el glomérulo [41]. No obstante, este método todavía requiere una biopsia renal y, por lo tanto, no es adecuado para el seguimiento en serie.

2.2. Cuantificación y cultivo de podocitos en orina

Dado que los podocitos se fijan en su posición fisiológica solo por los procesos de los pies, son vulnerables a perderse como células viables en la orina [42]. De hecho, los podocitos intactos son detectables en la orina de personas sanas y pacientes conriñónenfermedades[43], y la pérdida urinaria es probablemente un mecanismo importante del agotamiento de los podocitos durante la progresión de la ERC.(Ccrónicoriñónenfermedad)[42]. El método tradicional para la identificación de podocitos en orina implica técnicas de citospin y estudio de inmunofluorescencia con anticuerpos específicos anti-podocalixina [44], para los cuales la automatización es parcialmente factible. Sin embargo, la técnica tiene sensibilidad y especificidad limitadas debido a la contaminación de desechos celulares en el sedimento urinario.

Alternativamente, los podocitos podrían identificarse mediante la detección de péptidos trípticos específicos de podocitos con cromatografía líquida acoplada con espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS). Aunque el costo del equipo de esta técnica es alto, tiene las ventajas de ser independiente del operador y altamente reproducible [45], y probablemente tendrá una creciente aplicabilidad en la práctica de laboratorio clínico.

Estudios previos demostraron que con la técnica de inmunofluorescencia de citospín, las personas sanas excretan menos de 0,5 podocitos/mg de creatinina, mientras que los pacientes con enfermedad glomerular activa excretan hasta 400 podocitos/mg de creatinina [43]. La mayoría deurinariopodocitosson viables cuando se prueban con exclusión de yoduro de propidio y tinción TUNEL [43]. En teoría, el cultivo de podocitos viables ex vivo mejoraría por tanto la especificidad de la identificación de podocitos al eliminar las células muertas e inespecíficas. Sin embargo, los podocitos normalmente no proliferan in vivo y se requieren condiciones experimentales especiales para su cultivo ex vivo [46]. Informes anteriores mostraron que los podocitos podrían cultivarse primero en condiciones de crecimiento permisivo, donde los podocitos inmortalizados se replican [46]. Los medios de cultivo celular para este propósito generalmente consisten en Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 o medio de Eagle modificado por Dulbecco, con 10 por ciento de suero bovino fetal suplementado con 20–100 U/ml de interferón-gamma de ratón (INF- ), y el Las placas de cultivo suelen estar recubiertas con colágeno tipo I para promover la proliferación de podocitos [46]. Este método tiene un gran valor en el estudio traslacional y la identificación de objetivos terapéuticos, pero es demasiado complicado para el uso clínico de rutina.

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2.3. Fragmentos derivados de podocitos urinarios

Las vesículas extracelulares (EV) son cuerpos membranosos esféricos liberados por varios tipos de células [47]. En el sistema urinario, las EV que contienen membrana apical y líquido intracelular se eliminan de todos los segmentos de la nefrona, incluidos los podocitos, las células epiteliales tubulares renales y las células uroepiteliales, en la orina. Los EV urinarios contienen marcadores proteicos de disfunción y lesión estructural del riñón. Estudios recientes sugieren además que los vehículos eléctricos pueden ser relevantes para la comunicación intercelular [48]. Además, estudios previos también mostraron que los fragmentos de membranas celulares apicales se desprenden de los podocitos lesionados en la orina [49], y podrían identificarse como estructuras granulares positivas para podocalixina (PPGS) por microscopía electrónica [49]. En modelos de ratones diabéticos, los exosomas urinarios de los podocitos podrían aislarse mediante centrifugación en serie y las micropartículas podrían cuantificarse mediante citometría de flujo utilizando el anticuerpo anexina V (que detecta todas las micropartículas), seguido del anticuerpo contra la podocalixina o la podoplanina (que identifica específicamente las micropartículas derivadas de los podocitos) [50,51]. El análisis de dispersión de luz adicional podría usarse para determinar aún más el tamaño de las micropartículas [52]. Con estas técnicas sofisticadas, se ha demostrado que las micropartículas derivadas de podocitos aumentan en ratones tras la exposición a glucosa alta [51], así como en ratones diabéticos antes del inicio de la albuminuria [52]. En el primer caso, la anomalía fue suprimida por un inhibidor de la Rho-cinasa, lo que indica que la reorganización del citoesqueleto es el principal desencadenante de la liberación de micropartículas [51]. Sin embargo, la aplicación de estas técnicas a humanosriñónenfermedadno ha sido explorado.

En lugar de medir el número y el tamaño de las micropartículas y los vehículos eléctricos derivados de los podocitos en la orina, recientemente existe un interés creciente en medir las moléculas específicas de los podocitos en los exosomas urinarios. Por ejemplo, los factores de transducción de señales derivados de podocitos (PDSTF) en vehículos eléctricos urinarios se han propuesto como candidatos potenciales para la evaluación de las lesiones de podocitos [52]. Sin embargo, sus aplicaciones clínicas siguen en desarrollo.

2.4. Objetivos proteicos específicos de podocitos urinarios

Los niveles urinarios de varios objetivos de proteínas específicos de podocitos se miden fácilmente y su papel como biomarcadores deriñónenfermedadha sido estudiado. El nivel de podocalixina urinaria se puede medir mediante inmunofluorescencia indirecta, ELISA o citometría de flujo [53], y se ha propuesto como un marcador deurinariopodocitoscontar. Sin embargo, un estudio anterior mostró que la podocalixina urinaria se originó principalmente en la membrana apical de los podocitos lesionados en lugar de los intactos triturados en la orina, y su nivel aumenta en la lesión renal temprana [49]. La podocalixina y la nefrina, otra importante proteína diana específica de los podocitos en la orina, no son detectables en la orina de personas sanas mediante el Western blot tradicional [54], pero sí lo son mediante ELISA convencional en pacientes con preeclampsia [55]. Además, el nivel de nefrina urinaria se correlaciona con la gravedad de la proteinuria [56] y la función renal [57]. También se podría medir el nivel de nefrina en plasma [57], pero no se ha determinado su relevancia biológica o clínica. El principal problema de usar los niveles urinarios de proteínas diana específicas de podocitos como biomarcador clínico es la baja concentración (generalmente en el rango de ng/ml) y el efecto de confusión de la concentración-dilución de la orina.

2.5. ARNm específicos de podocitos urinarios

Medida deurinariopodocitosEl nivel de ARNm específico se ha propuesto como un método alternativo para la determinación del recuento de podocitos en orina. La cantidad de ARNm específico de podocitos en la orina generalmente no es suficiente para el estudio de transferencia Northern tradicional, pero se mide fácilmente mediante la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real (RT-QPCR). Dos estudios previos mostraron que los niveles de ARNm de nefrina en orina tenían una estrecha correlación con el recuento de podocitos en orina [56,58]. En un modelo de ratón de enfermedad anti-membrana basal glomerular con una biopsia de riñón en serie,urinariopodocitosLos niveles específicos de ARNm se correlacionaron con la tasa de pérdida de podocitos glomerulares [52].

Sin embargo, estudios recientes han cambiado el enfoque hacia los índices de ARNm urinario derivados como marcadores sustitutos para el estrés de los podocitos o la lesión relativa de los podocitos. En un modelo de rata, la enfermedad glomerular progresiva se asoció con una disminución de los niveles de nefrina en comparación con los niveles de ARNm de podocina, y la proporción de ARNm de podocina a nefrina en orina se correlacionó con la gravedad de la progresión histológica [59]. En un estudio posterior, se demostró que la presión arterial media de personas sanas se correlacionaba con la proporción de ARNm de podocina a creatinina urinaria (un marcador del desprendimiento de podocitos), la proporción de ARNm de podocina a nefrina (un marcador de estrés de los podocitos) y la proporción de podocina urinaria. proporción de ARNm de aquaporina-2 (un marcador de lesión relativa de podocitos versus lesión tubular) [60]. La lesión glomerular se asocia específicamente con un aumento de las proporciones de ARNm de podocina a acuaporina-2 y de nefrina a acuaporina-2 urinarias [61].

2.6. Marcadores de miARN urinarios específicos para podocitos

Los micro-ARN (miARN) son ARN cortos no codificantes que regulan muchas vías biológicas al dirigirse a ARNm específicos [62]. Al igual que el ARNm, el miARN urinario se cuantifica fácilmente mediante RT-qPCR [63]. Desde la perspectiva del desarrollo de biomarcadores, miRNA tiene la ventaja de ser resistente a la degradación, lo que facilita su uso clínico, así como el estudio de muestras de archivo [63]. Se han observado varios cambios específicos de miARN enriñónenfermedades[9]. Por ejemplo, se descubrió que la pérdida de miARN funcionales específicos de los podocitos, incluidos miR-23b, miR-24 y miR-26a, produce una lesión glomerular y tubular rápida [64]. Específicamente, miR-27b regula la supervivencia de los podocitos al dirigirse al receptor de adenosina 2B [65]. De manera similar, se informó que los niveles urinarios de miR-21, miR-124 y miR-192 se correlacionan con la gravedad de la disfunción renal (albuminuria y GFR estimado) yurinariopodocitosmarcadores (nefrina, sinaptopodina y podocalixina) en pacientes diabéticos [66]. Estudios recientes identificaron además vías posteriores específicas para varios miARN que pueden ser relevantes para la patogénesis o la progresión de la enfermedad.riñónenfermedades. En particular, miR-193a suprime la expresión de WT- 1, lo que afecta la diferenciación de podocitos [67] y puede desempeñar un papel en la patogenia de la enfermedad glomerular [68]. Por otro lado, miR-21 inhibe la expresión del inhibidor tisular de la metaloproteinasa 3 (TIMP3) [69,70], miR-26a inhibe el factor de crecimiento transformante beta-1 (TGF{{ 11}}) expresión [71,72], miR-23b se dirige a la proteína de unión al dominio 2 de la proteína activadora de GTPasa Ras SH3 (G3BP2) [73], miR-29c se dirige al homólogo de Sprouty 1 (Spry1 ) [74]; todos los cuales están involucrados en la progresión de la nefropatía diabética.

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Sin embargo, el podocito contribuye solo a una pequeña proporción de miARN urinario. Cualquier alteración específica de miARN observada en los podocitos puede no ser fácilmente discernible en la orina, mientras que cualquier alteración en los niveles de miARN en orina puede reflejar el cambio patológico en otros tipos de células renales [75,76]. Por ejemplo, aunque los niveles urinarios de miR-155, miR-663 y miR-1915 son significativamente diferentes entre pacientes con FGS o nefropatía por cambios mínimos (MCN) y controles sanos [77], no se ha demostrado que miR-155, miR-663 o miR-1915 se origine específicamente en los podocitos. Correlaciones significativas entre muchos niveles de miARN y marcadores de lesión tubular, incluidos los niveles urinarios de N-acetil- -D-glucosaminidasa (NAG) y la molécula de lesión renal-1 (KIM-1) [66], también han sido reportados. En otras palabras, es difícil confirmar su especificidad como marcadores de daño podocitario. La notable excepción a esta regla es miR-26a. Un estudio reciente mostró que los niveles de miR-26a exosomal en orina eran significativamente más altos en la nefritis lúpica que en el control sano, miR-26a era el miARN más abundantemente expresado en el glomérulo del ratón C57BL/6 normal, y miR-26a fue responsable de la regulación de la diferenciación de podocitos y la integridad del citoesqueleto [78]. No obstante, es necesario validar el papel del miR-26a urinario como marcador específico de podocitos.

2.7. Marcadores de podocitos circulantes

Muchos de los marcadores de podocitos mencionados anteriormente, en particular los objetivos proteicos específicos de podocitos y los ARNm, podrían medirse en la circulación sistémica [56,79,80], y sus niveles plasmáticos como biomarcadores deriñónenfermedadeshan sido explorados [55,81-84]. Sin embargo, una discusión completa sobre este tema está más allá del alcance de esta revisión. Las principales ventajas y desventajas de las metodologías mencionadas anteriormente se resumen en la Tabla 2.

3. Marcadores podocitarios urinarios en enfermedades renales específicas

3.1. Enfermedad renal diabética

Diabéticoriñónenfermedad(DKD) es la causa más común de CKD(Ccrónicoriñónenfermedad)en todo el mundo, y hay una gran cantidad de literatura sobre el uso de variosurinariopodocitosmarcadores para el diagnóstico y seguimiento de la ND. Por ejemplo, Jim et al [14] informaron que los niveles de nefrina urinaria eran detectables en todos los pacientes con DKD con albuminuria, pero solo el 54 por ciento en aquellos sin albuminuria. Los niveles de nefrina urinaria se correlacionaron con el nivel de albuminuria e inversamente con la función renal [14]. Ma et al informaron que el nivel urinario similar a la angiopoyetina -4 (Angptl4) aumentó en la DKD [85]. El nivel de podocalixina en orina aumentó en pacientes diabéticos antes del inicio de la microalbuminuria y probablemente fue más sensible que la microalbuminuria para la detección temprana de la ND [86]. En la DKD establecida, el nivel de podocalixina en orina se correlacionó positivamente con el nivel de HbA1c y la relación albúmina-creatinina [87,88]. En conjunto, los resultados disponibles indican que los niveles urinarios de varios objetivos específicos de los podocitos son indicadores tempranos de la ND, y el nivel de podocalixina urinaria es el marcador más prometedor en este sentido [54].

También se han explorado los niveles del objetivo específico de podocitos en los componentes individuales de la orina.Urinariopodocitoslos niveles de micropartículas, determinados por citometría de flujo, fueron más altos en la diabetes tipo 1 que en los controles sanos, y el nivel aumentó aún más con la pinza hiperglucémica [89]. Los niveles de WT exosomal en orina-1 se correlacionaron con la gravedad de la proteinuria, la función renal, el daño glomerular y la tasa de disminución de la función renal en pacientes diabéticos [58,90]. En otro estudio, los niveles de glucógeno sintasa quinasa (GSK)3 en las células exfoliadas urinarias fueron más precisos que la albuminuria para discriminar a los pacientes diabéticos con y sin insuficiencia renal progresiva [91]. Sin embargo, la metodología de este ensayo es engorrosa y puede no ser aplicable a la práctica clínica habitual.

En cuanto a los marcadores de ARNm específicos de podocitos en orina, un estudio anterior mostró que los niveles de ARNm en orina de nefrina, podocina, sinaptopodina, WT-1 y -actina-4 eran más altos en pacientes con ND que en los controles normales [92]. Hubo una diferencia significativa en los niveles urinarios de ARNm de nefrina, podocina, -actinina-4 y proteína asociada a CD2-en pacientes diabéticos con albuminuria de diversa gravedad [93]. Los niveles de ARNm en orina de nefrina, podocina, sinaptopodina, WT-1 y -actina-4 también se correlacionaron conurinariopodocitosrecuento, nivel de nefrina urinaria, albuminuria y la gravedad de la insuficiencia renal [93]. Más recientemente, se descubrió que los niveles urinarios de ARNm específicos de podocitos preceden a la aparición de microalbuminuria en pacientes con diabetes tipo 2 [94], y la proporción de ARNm de podocina urinaria a creatinina, un marcador del desprendimiento de podocitos, se correlacionó significativamente con la tasa posterior de disminución de la función renal [94]. Además, el nivel de ARNm de sinaptopodina en orina fue más bajo después de 12 semanas de terapia combinada con un inhibidor de la enzima convertidora de angiotensina (ECA) y un bloqueador del receptor de angiotensina (ARB) en comparación con la monoterapia con inhibidor de la ECA [95]. En conjunto, la evidencia disponible sugiere que la medición de los niveles de ARNm específicos de podocitos en la orina puede ser valiosa para la estratificación del riesgo y el control de la respuesta terapéutica en la ND.

3.2. Cambio mínimo en nefropatía y glomeruloesclerosis focal

MCN y FGS a menudo se consideran enfermedades de podocitos, y el papel deurinariopodocitoslos objetivos han sido probados. Zhou et al. [96] informaron que el nivel de WT-1 exosomal en orina, medido mediante la técnica de inmunotransferencia, fue significativamente más alto en pacientes con FGS que en aquellos con síndrome nefrótico sensible a esteroides (SSNS) o en voluntarios sanos. Los niveles de WT exosomal urinario-1 disminuyeron significativamente después del tratamiento con corticosteroides y la remisión de FGS o SSNS [96]. En otro estudio, el nivel de nefrina en orina, medido mediante un ensayo ELISA convencional, fue significativamente mayor en adultos con FGS que en otras causas de síndrome nefrótico [97].

También se han estudiado los niveles urinarios de ARNm específico de podocitos. Un estudio inicial mostró que los niveles de ARNm de nefrina y podocina en orina no eran significativamente diferentes entre los pacientes con NQM y los voluntarios sanos, y sus niveles eran significativamente más bajos que los de los pacientes con ND [98]. Un estudio posterior mostró que los niveles urinarios de ARNm de nefrina y podocina eran más bajos en pacientes con NQM que en FGS o controles sanos, y la magnitud de la reducción se correlacionó con el grado de proteinuria [99]. En este estudio, se encontró que los niveles urinarios de ARNm de sinaptopodina se correlacionan con la tasa subsiguiente de disminución de la función renal en pacientes con FGS [99], lo que sugiere que se podría identificar una alteración cualitativa en los podocitos de FGS en la orina.

3.3. nefropatía membranosa

Aunque el principal cambio patológico de la nefropatía membranosa (NGM) es el depósito de un complejo inmune en el espacio subepitelial, lo que resulta en la alteración de la barrera de filtración glomerular, los estudios sobreurinariopodocitoslos marcadores en MGN son escasos. Los niveles de ARNm en el sedimento urinario de nefrina, podocina y sinaptopodina estaban significativamente elevados en la GNM, pero los niveles diferenciaron de manera confiable la GNM de otras causas de síndrome nefrótico [98]. Más recientemente, Lu et al [100] informaron que el número deurinariopodocitos-las micropartículas derivadas disminuyeron simultáneamente con la mejora de los parámetros clínicos después de la terapia inmunosupresora, lo que sugiere un papel en el control de la GNM.

3.4. nefropatía por IgA

Aunque la nefropatía por inmunoglobulina A (IgAN) es principalmente una enfermedad mesangial, el papel deurinariopodocitosSe ha explorado el recuento como biomarcador. En particular, Shen et al [101] encontraron que los pacientes con NIgA tenían un aumento en la pérdida de podocitos urinarios, menos podocitos en los glomérulos y una fusión más grave del proceso del pie en las muestras de biopsia renal. En este estudio, el podocito urinario fue identificado por estudio de inmunofluorescencia indirecta de podocalyxin, y elurinariopodocitosel recuento se correlacionó con la creatinina sérica y la proteinuria [101]. Un estudio posterior mostró que el número de podocitos urinarios en pacientes con NIgA con esclerosis segmentaria era mayor que en aquellos sin esclerosis segmentaria [102]. En niños con IgAN o nefritis púrpura en línea de Henoch-Sch¨, Hara et al [103] demostraron que la pérdida acumulada de podocitos en la orina se correlacionó con la gravedad del daño histológico y el grado de glomeruloesclerosis en la biopsia renal, y los pacientes conurinariopodocitosla excreción tuvo una rápida progresión histológica.

Los estudios sobre moléculas específicas de podocitos en orina como biomarcadores de IgAN están fragmentados e incompletos. El nivel de podocalixina urinaria se correlacionó significativamente con la gravedad de las lesiones extracapilares agudas en la NIgA adulta [102]. Se ha informado que el nivel de ARNm de podocina en orina refleja la gravedad de la lesión glomerular activa en la biopsia renal y proporciona información pronóstica complementaria al nivel de proteinuria [104]. Dado que la IgAN es la glomerulonefritis primaria más común en todo el mundo, sin duda se necesitan más estudios en esta área.

Además de IgAN, el papel deurinariopodocitosmarcadores se ha explorado en otras glomerulopatías mesangiales. Por ejemplo,urinariopodocitosla pérdida aumenta notablemente en las formas hereditaria y adquirida de esclerosis mesangial difusa [102]. Sin embargo, esta área está menos estudiada, probablemente por la heterogeneidad en su clasificación patológica.

3.5. Nefritis lúpica

UrinariopodocitosSe ha estudiado la excreción en la nefritis lúpica. Un informe anterior mostró que el mayor deurinariopodocitosen pacientes con nefritis lúpica activa eran viables pero desdiferenciados, y la proporción de podocitos apoptóticos en la orina fue significativamente menor que la de los controles sanos [105]. En este estudio, los niveles urinarios de podocalixina, sinaptopodina, podocina, nefrina y WT-1 (medidos mediante transferencia Western) aumentaron significativamente en el lupus sistémico, especialmente en la nefritis lúpica activa, y sus niveles se correlacionaron significativamente con la gravedad de la proteinuria. y la actividad histológica [105]. Un estudio posterior informó además que los niveles de ARNm en orina de nefrina, podocina y sinaptopodina fueron significativamente más altos en pacientes con nefritis lúpica activa que en pacientes con lupus inactivo [106]. Específicamente, el nivel de ARNm de nefrina en orina se correlacionó con la proteinuria y la actividad de la enfermedad sistémica, pero no con la clase histológica de nefritis lúpica, mientras que el nivel de ARNm de podocina en orina fue un predictor independiente de la disminución posterior de la función renal [107].

3.6. Vasculitis asociada a anticuerpos anticitoplasma de neutrófilos (ANCA)

Aunque los podocitos no son el objetivo principal de la lesión renal en la glomerulonefritis asociada a ANCA, la densidad de podocitos intraglomerulares está característicamente reducida [108]. Zou et al [108] encontraron que la tasa de desprendimiento de podocitos a la orina predice la pérdida subsiguiente de la función renal en la glomerulonefritis asociada a ANCA, y Minakawa et al [109] informaron que la proporción de ARNm de podocina urinaria a nefrina, un marcador indirecto de la pérdida de la función renal intraglomerular estrés, correlacionado con el porcentaje de formación de media luna [109]. En el último estudio, los pacientes con altos niveles deurinariopodocitosEl mRNA derivado tuvo un resultado renal favorable, presumiblemente debido a una mejor reserva de podocitos glomerulares y al potencial de reversibilidad [109].

3.7. Otra ERC

La utilidad deurinariopodocitosmarcadores en específicoriñónenfermedadesse resume en la Tabla 3. También se han explorado varios marcadores específicos de podocitos en la orina como marcadores genéricos de la ERC.(Ccrónicoriñónenfermedad). Por ejemplo,urinariopodocitosLas microvesículas extracelulares derivadas, cuantificadas por citometría de flujo, aumentaron significativamente en pacientes hipertensos con función renal alterada que en aquellos sin insuficiencia renal [110]. El nivel de sinaptopodina en orina, según lo determinado por transferencia Western, se correlacionó con la función renal en la ERC diabética y no diabética(Ccrónicoriñónenfermedad), independientemente del grado de albuminuria, lo que sugiere que la sinaptopodina en orina es un marcador genérico de daño podocitario [110]. Entre un panel de objetivos de ARNm urinario específicos de podocitos, el nivel de ARNm del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) en orina tuvo la mejor correlación con la molécula de daño renal urinario-1 (KIM-1), que es un marcador genérico de daño renal [111]. Para los objetivos de miARN, los niveles de miR-21 exosomal en orina aumentaron en modelos animales de lesión de podocitos y ERC(Ccrónicoriñónenfermedad)[112], pero en este estudio no se determinó el origen celular de miR-21.

No obstante, es importante tener en cuenta que no todosriñónenfermedadestiene lesión de podocitos. Un aumento enurinariopodocitosse ha informado pérdida en varias enfermedades glomerulares, pero no en poliquistosis autosómica dominante.riñónenfermedad(PQRAD) [113]. Más importante aún, la asociación entre podocituria y proteinuria varió notablemente entre diferentes enfermedades glomerulares, lo que sugiere queurinariopodocitoslos marcadores deberían considerarse mejor como específicos de la enfermedad [113].

4. Conclusión

La lesión de los podocitos juega un papel importante en la patogénesis y progresión de muchasriñónenfermedades. Los fragmentos celulares derivados de podocitos y las dianas moleculares específicas de podocitos en la orina tienen un gran potencial para ser desarrollados como biomarcadores para el diagnóstico y seguimiento deriñónenfermedades. El proceso de desarrollo de biomarcadores incluye la identificación de marcadores específicos, la determinación de la metodología de medición y la decisión sobre el contexto clínico para la aplicación (Fig. 2). Con el avance en nuestra comprensión de la biología de los podocitos y la disponibilidad de nuevas tecnologías,urinariopodocitosSe espera que los marcadores tengan un ámbito de aplicación cada vez mayor, tanto por la identificación de nuevas dianas como por el desarrollo de métodos novedosos para su cuantificación. A cambio, la validación de los marcadores de podocitos en orina puede arrojar luz sobre nuestra comprensión de la fisiopatología deriñónenfermedades. Hay una gran cantidad de métodos para la cuantificación de podocitos y varios marcadores específicos de podocitos en la orina. En la próxima década, los esfuerzos de investigación deben centrarse en estandarizar, comparar y automatizar los métodos de laboratorio, así como definir su valor agregado a las pruebas clínicas de rutina.

Figura 2. Aspectos a considerar para el desarrollo de biomarcadores relacionados con podocitos en orina parariñónenfermedades. (GCBM, membrana basal del capilar glomerular; CKD,crónicoriñónenfermedad; ND, diabéticoriñónenfermedad; FGS, glomeruloesclerosis focal).

Declaración de interés en competencia

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia conocidos ni relaciones personales que pudieran haber parecido influir en el trabajo informado en este documento.

Reconocimiento

Este estudio fue apoyado por el Fondo de Investigación de PD de la Universidad China Richard Yu de Hong Kong (CUHK) y las cuentas de investigación de CUHK 6905134 y 8601286. Los patrocinadores no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicar o la preparación del manuscrito. Los autores no declaran ningún otro conflicto de intereses. Los resultados presentados en este documento no han sido publicados previamente en su totalidad o en parte.

Mejorar la enfermedad renal--Acteoside Cistanche

De: 'Marcadores de podocitos urinarios enriñónenfermedades' porLingfeng Zeng y otros

---Clínica Química Acta 523 (2021) 315–324