Untitled Document

Ελληνική Νεφρολογία 2018;  30 (2):  145 - 155
Ανασκόπηση
Η σημασία της μέτρησης των κυτταροκινών
των ούρων στη διάγνωση και παρακολούθηση
των σπειραματικών νοσημάτων

Μ. Στάγκου

Ε. Σαμπάνη

Α. Παπαγιάννη

 

Νεφρολογική Κλινική Α.Π.Θ.,
Γενικό Νοσοκομείο Θεσσαλονίκης
«Ιπποκράτειο»

Περίληψη
Η διάγνωση των σπειραματικών παθήσεων βασίζεται στη νεφρική βιοψία, μια επεμβατική μέθοδο η οποία προσφέρει πολύτιμες πληροφορίες που αφορούν την ακριβή τυποποίηση της νόσου, τη βαρύτητα των ιστολογικών αλλοιώσεων και την πρόγνωση. Oι σπειραματοπάθειες διαφέρουν ως προς την αιτιολογία, την παθογένεια, τον τύπο της ανοσιακής απάντησης που συμμετέχει στη νεφρική βλάβη και την εξέλιξη. Κατά τη φάση προσβολής του σπειράματος, κυτταροκίνες, χημειοκίνες και αυξητικοί παράγοντες που εκκρίνονται είτε τοπικά, από κύτταρα του σπειράματος, είτε από κύτταρα που ενεργοποιούνται στην κυκλοφορία του αίματος και διηθούν το νεφρικό ιστό, απεκκρίνονται στα ούρα. Τα μόρια αυτά μπορούν να χρησιμεύσουν ως βιοδείκτες και να μας προσφέρουν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τη διάγνωση, την πρόγνωση των νεφρικών παθήσεων καθώς και την απάντηση στη θεραπεία. Κυτταροκίνες οι οποίες μπορούν να μετρηθούν στα ούρα και οι οποίες φαίνεται να διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στις σπειραματοπάθειες είναι η Ιντερλευ­κίνη-6 (Interleukin-6, IL-6), ο χημειοτακτικός παράγοντας των μονοκυττάρων (Monocyte chemoattractant molecule-1, MCP-1), η IL-1β, και ο επιδερμιδικός αυξητικός παράγοντας (Epidermal growth factor, EGF), η μέτρηση των οποίων μπορεί να προβλέψει την έκβαση της νεφρικής λειτουργίας στην IgA νεφροπάθεια καθώς και οι μεταλλοπρωτεϊνάσες (Metaloproteinases, MMPs), η Α1 αντιθρυψίνη, η πρωτεΐνη Tamm-Horsfall και άλλα μόρια, τα οποία έχουν χρησιμοποιηθεί για τη διαφορική διάγνωση μεταξύ εστιακής τμηματικής σπειραματοσκλήρυνσης (ΕΤΣΣ) και νόσου ελαχίστων αλλοιώσεων (ΝΕΑ), καθώς και για την πρόβλεψη της υποτροπής ΕΤΣΣ μετά από μεταμόσχευση νεφρού και της απάντησης στη θεραπεία.
Λέξεις κλειδιά: βιοδείκτες, διάγνωση, θεραπεία, ιστολογικές αλλοιώσεις, κυτταροκίνες, σπειραματικά νοσήματα.
Εισαγωγή
Η νεφρική βιοψία εξακολουθεί να αποτελεί αναντικατάστατο εργαλείο στη διάγνωση των νεφρικών νοσημάτων και παρά την εντατική έρευνα καμία άλλη μέθοδος δεν έχει καταφέρει να την αντικαταστήσει. Παρόλη τη χρησιμότητά της στην κλινική πράξη, αποτελεί μια επεμβατική μέθοδο με δυνητικά σοβαρές επιπλοκές και επομένως δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εξέταση ρουτίνας για την παρακολούθηση της κλινικής πορείας των ασθενών. Η παρακολούθηση των ασθενών στις σπειραματικές νόσους περιλαμβάνει την αξιολόγηση της ανταπόκρισης του ασθενούς στη θεραπεία, την πρόληψη, τη διάγνωση και αντιμετώπιση των ανεπιθύμητων ενεργειών των χορηγούμενων θεραπευτικών σχημάτων, καθώς και τη διάγνωση υφέσεων και υποτροπών της εκάστοτε νόσου. Το βασικό πλεονέκτημα που έχουν οι νεφρικές παθήσεις στην εκτίμηση και παρακολούθηση είναι ότι οι νεφροί παράγουν ούρα, επομένως οι ιστολογικές αλλοιώσεις των νεφρών αντανακλώνται στην απέκκριση συγκεκριμένων ουσιών που παράγονται τοπικά στο νεφρό από νεφρικά ή φλεγμονώδη κύτταρα1,2. Oι σπειραματοπάθειες θα μπορούσαν να ταξινομηθούν με βάση το πρότυπο της ιστολογικής βλάβης σε υπερπλαστικές (IgA νεφροπάθεια, μηνοειδική σπειραματονεφρίτιδα) και μη υπερπλαστικές μορφές (ΕΤΣΣ, Νόσος ελαχίστων αλλοιώσεων, μεμβρανώδης νεφροπάθεια). Αυξημένη απέκκριση κυτταροκινών περιγράφεται στις περισσότερες ιδιοπαθείς σπειραματοπάθειες και κυρίως σε εκείνες που σχετίζονται με υπερπλαστικές βλάβες του σπειράματος2,3.
Η αυξημένη κυτταροβρίθεια στις υπερπλαστικές μορφές μπορεί να είναι το αποτέλεσμα είτε διήθησης από φλεγμονώδη κύτταρα, είτε ενεργοποίησης και πολλαπλασιασμού των κυττάρων του σπειράματος. Τόσο τα φλεγμονώδη κύτταρα, όσο και τα εγγενή σπειραματικά κύτταρα παράγουν κατά την ενεργοποίησή τους κυτταροκίνες και αυξητικούς παράγοντες, που απεκκρίνονται στα ούρα. Η μέτρηση αυτών των κυτταροκινών μπορεί να προσφέρει πολύτιμες πληροφορίες όσον αφορά τη διάγνωση, την παθογένεια, τη βαρύτητα των ιστολογικών αλλοιώσεων και την πρόγνωση των σπειραματικών παθήσεων2-4.
Ποια είναι τα χαρακτηριστικά ενός ιδανικού βιοδείκτη
Τα χαρακτηριστικά ενός ιδανικού βιοδείκτη εξαρτώνται από την εκάστοτε νόσο προς διερεύνηση, αλλά υπάρχουν ορισμένα βασικά χαρακτηριστικά που θεωρούνται σημαντικά σε όλες τις περιπτώσεις. Τα χαρακτηριστικά αυτά περιλαμβάνουν την υψηλή ευαισθησία, την υψηλή ειδικότητα και τη βιολογική επαναληψιμότητα4. Σημαντικό επίσης είναι οι βιοδείκτες να είναι εύκολα μετρήσιμοι. Η μέτρηση των βιοδεικτών στα ούρα αποτελεί μια εύκολη διαδικασία. Oι μετρήσεις θα πρέπει να γίνονται σε πρωινό δείγμα ούρων ή σε συλλογή 24ώρου ώστε να αποφευχθεί η ημερήσια διακύμανση στην έκκριση και επαναρρόφηση κάθε ουσίας. Τα δείγματα θα πρέπει να συλλέγονται υπό άσηπτες συνθήκες, να φυγοκεντρούνται και να καταψύχονται άμεσα ώστε να αποφεύγεται η αποδόμηση των πρωτεϊνών. Τέλος η συγκέντρωση των βιοδεικτών στα ούρα θα πρέπει να προσαρμόζεται σύμφωνα με την κάθαρση κρεατινίνης των ούρων ώστε να αποφευχθούν συστηματικά λάθη που σχετίζονται με την κατάσταση ενυδάτωσης του ασθενούς ή με τη νεφρική ανεπάρκεια4-6.
Oξεία φάση σπειραματικών παθήσεων
Η οξεία φάση της σπειραματικής βλάβης σχεδόν σε όλες τις σπειραματικές παθήσεις χαρακτηρίζεται από κυτταροβρίθεια που περιλαμβάνει υπερπλασία των κυττάρων του μεσαγγείου και των ενδοθηλιακών κυττάρων καθώς και διήθηση από φλεγμονώδη κύτταρα, ουδετερόφιλα, μονοκύτταρα-μακροφάγα και λεμφοκύτταρα1. O πολλαπλασιασμός των κυττάρων σε αυτό το στάδιο της βλάβης εξαρτάται από την παραγωγή και απελευθέρωση διαφόρων διαλυτών μεσολαβητών της φλεγμονής. Αυξητικοί παράγοντες, χημειοκίνες και κυτταροκίνες αποτελούν τους διαλυτούς μεσολαβητές που χρησιμοποιούν τα κύτταρα στη μεταξύ τους επικοινωνία. Oι μεσολαβητές αυτοί παράγονται τόσο τοπικά από κύτταρα του σπειράματος όσο και από τα κύτταρα της κυκλοφορίας που διηθούν το νεφρικό ιστό και με αυτοκρινείς και παρακρινείς δράσεις, μέσα από έναν φαύλο κύκλο, οδηγούν σε πολλαπλασιασμό - ενεργοποίηση - μετανάστευση κυττάρων στο σπείραμα7,8.
Τα μεσαγγειακά κύτταρα είναι ικανά να παράγουν αλλά και να ανταποκρίνονται σε πληθώρα αυξητικών παραγόντων όπως ο Αυξητικός παράγοντας των αιμοπεταλίων (Platelet Derived Growth Factor, PDGF) και ο Αυξητικός παράγοντας των ινοβλαστών (Fibroblast growth factor, bFGF). Μελέτες in vitro έχουν δείξει ότι οι παράγοντες αυτοί έχουν μιτογόνο δράση στα μεσαγγειακά κύτταρα δρώντας μέσω της ρύθμισης πρωτεϊνών του κυτταρικού κύκλου και συγκεκριμένα μέσω της αύξησης της κυκλίνης Α, κυκλίνης D1, και κινασών εξαρτώμενων από τις κυκλίνες (Cyclin dependent kinases, CDK), όπως η CDK2 και μέσω αρνητικής ρύθμισης αναστολέων των κυκλινών-κινασών και του p279,10. Παράλληλα τα μεσαγγειακά κύτταρα παράγουν διάφορες κυτοκίνες όπως IL-1, IL-6, IL-8, MCP-1, παράγοντα νέκρωσης του όγκου (Tumor necrosis factor, TNF-α), παράγοντα διέγερσης των ουδετερόφιλων-μακροφάγων (Gra­nulocyte-macro­phage colony-stimulating factor, GM-CSF), που προάγουν τον πολλαπλασιασμό, την παραγωγή εξωκυττάριας ουσίας και την ενεργοποίηση φλεγμονωδών κυττάρων11. Η απάντηση των μεσαγγειακών κυττάρων όσον αφορά την ενεργοποίηση και τον πολλαπλασιασμό τους, τις φαινοτυπικές αλλαγές και την έκφραση υποδοχέων τους, ρυθμίζεται κυρίως από συστατικά των ίδιων των κυττάρων τα οποία επηρεάζουν και την απάντησή τους στις κυτταροκίνες. Η λιποπολυσακχαρίδη (Lipopolysac­charide, LPS) που αποτελεί τον κύριο ενεργοποιητή των μεσαγγειακών κυττάρων in vitro, προάγει τον πολλαπλασιασμό τους μέσω παραγωγής παραγόμενου από γλοιώδη κύτταρα ουδετεροτροφικού παράγοντα (Glial cell-derived neurotrophic factor, GDNF) και IL-10, και μέσω σύνδεσης μονοκυττάρων - μεσαγγειακών κυττάρων με μεσολαβητή τη φρακταλκίνη, μια χημειοκίνη που συμμετέχει στην ενεργοποίηση και συσσώρευση των μακροφάγων στο σημείο της φλεγμονής9,11-14.
In vivo μελέτες υποστηρίζουν τα παραπάνω αποτελέσματα: Oι κυτταροκίνες και οι υποδοχείς τους εκφράζονται σε μεγάλο βαθμό στα μεσαγγειακά κύτταρα κατά τη διάρκεια της οξείας φάσης σε πειραματικά μοντέλα σπειραματονεφρίτιδων. Τα μεσαγγειακά κύτταρα μπορούν εύκολα να μετατραπούν σε ενεργοποιημένα υπερπλαστικά και καταστρoφικά κύτταρα σε πρώιμα στάδια της φλεγμονής. Για την in vivo αλλαγή του φαινοτύπου τους μεσολαβούν οι ίδιες κυτταροκίνες που προάγουν τον πολλαπλασιασμό και ενεργοποίησή τους in vitro12.
Η anti-Thy1 ΣΝ αποτελεί ένα εξαιρετικό πειραματικό μοντέλο μεσαγγειακής υπερπλαστικής νόσου. Στο μοντέλο αυτό, η προσωρινή απώλεια των μεσαγγειακών κυττάρων και η αποσταθεροποίηση της μεσαγγειακής ουσίας μετά από έγχυση anti-Thy1 μονοκλωνικού αντισώματος, ακολουθείται από πολλαπλασιασμό των μεσαγγειακών κυττάρων, παραγωγή εξωκυττάριας ουσίας και διήθηση από μονοκύτταρα μακροφάγα15,16. Έτσι η anti-Thy1 ΣΝ παρέχει σημαντικές πληροφορίες για τις φαινοτυπικές αλλαγές των μεσαγγειακών κυττάρων μετά την ενεργοποίησή τους, καθώς και τις αλλαγές στην έκφραση πρωτεϊνών καθώς τα κύτταρα εισέρχονται από τη φάση G0 στη φάση G1 του κυτταρικού κύκλου. O PDGF φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο στον πολλαπλασιασμό των μεσαγγειακών κυττάρων, καθώς δεσμεύεται στον υποδοχέα μιας κινάσης της τυροσίνης, διεγείρει τους μεταγραφικούς παράγοντες c-fos, c-myc, c-jun, οι οποίοι με τη σειρά τους ενεργοποιούν τις κυκλίνες Α και D1 και τις εξαρτώμενες από αυτές CDK, και ωθούν το μεσαγγειακό κύτταρο να εισέλθει στη φάση G1 του κυτταρικού κύκλου. Έτσι, η αύξηση της έκφρασης στο σπείραμα της κυκλίνης Α, D1, CDK και παράλληλα η ελάττωση του p27, ενός αναστολέα των CDK οδηγούν στην έναρξη του πολλαπλασιασμού των μεσαγγειακών κυττάρων. Η σημασία του PDGF στην έναρξη και διατήρηση του πολλαπλασιασμού των μεσαγγειακών κυττάρων αποδεικνύεται και από το γεγονός ότι χορήγηση αντισωμάτων έναντι του PDGF οδηγεί σε αναστολή του πολλαπλασιασμού τους και αποδόμηση της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας8,17. Η έκφραση άλλων κυτταροκινών όπως ο TNF-α, IL-1β, MCP-1 και bFGF, επίσης αυξάνεται στην anti-Thy1 ΣΝ, και όπως αποδεικνύεται από την αυξημένη μεσαγγειακή έκφραση της φρακταλκίνης, οδηγούν σε πολλαπλασιασμό των μεσαγγειακών κυττάρων μέσω ενεργοποίησης της σηματοδοτικής οδού του πυρηνικού παράγοντα κΒ (Nuclear factor-κΒ, NF-κB)18.
Πρόσφατα η έρευνα έχει εστιάσει στην προσπάθεια καταστολής του πολλαπλασιασμού των μεσαγγειακών κυττάρων και της διήθησης από μακροφάγα στην anti-Thy1 ΣΝ, μέσω της έγχυσης μεσεγχυματικών κυττάρων. Σε ορισμένους τύπους υπερπλαστικών μορφών σπειραματονεφρίτιδας τα μεσεγχυματικά κύτταρα στρέφουν την ανοσολογική αντίδραση προς την οδό των Th2 λεμφοκυττάρων, καταστέλλοντας την Th1 ανοσιακή απάντηση και επομένως την έκφραση προφλεγμονωδών κυτταροκινών, όπως TNF-α, IL-6, IL-12, πρωτεΐνη διέγερσης των μακροφάγων (Macrophage stimulating protein, MSP), ενώ παράλληλα αυξάνουν την παραγωγή Th2 τύπου κυτταροκινών, όπως IL-4 και IL-10, και συνεπώς διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην καταστολή της φλεγμονής19,20.
Τα κύρια διηθητικά κύτταρα κατά την οξεία φάση των υπερπλαστικών μορφών σπειραματονεφρίτιδας είναι τα μονοκύτταρα/μακροφάγα (MM). Τα ΜΜ εκτός από την παραγωγή χημειοκινών και αυξητικών παραγόντων ενεργοποιούν και τον καταρράκτη της πήξης οδηγώντας τελικά στον σχηματισμό θρομβίνης. Μια ενδιαφέρουσα μελέτη έχει αναδείξει τη σημασία της απέκκρισης θρομβίνης στα ούρα σε διάφορες σπειραματονεφρίτιδες, συμπεριλαμβάνοντας τη μηνοειδική ΣΝ, τη μεμβρανοπαραγωγική ΣΝ, και την ΙgA νεφροπάθεια. Τα επίπεδα θρομβίνης στα ούρα βρέθηκαν υψηλά και στις τρείς μορφές σπειραματονεφρίτιδας (μηνοειδή ΣΝ > μεμβρανοπαραγωγική ΣΝ > ΙgA νεφροπάθεια) ακολουθώντας το βαθμό διήθησης από ΜΜ, ενώ ήταν σχεδόν μη ανιχνεύσιμα σε μη φλεγμονώδεις σπειραματοπάθειες όπως η μεμβρανώδης ΣΝ και η ΕΤΣΣ. Η ανίχνευση θρομβίνης στα ούρα αποδείχθηκε χρήσιμος δείκτης καθορισμού του βαθμού της φλεγμονώδους αντίδρασης και συνεπώς της ενεργότητας διαφόρων μορφών σπειραματονεφρίτιδας, κυρίως της μηνοειδικής ΣΝ, καθώς και της αξιολόγησης της απάντησης στη θεραπεία21.
Χρόνια φάση σπειραματικών παθήσεων
Η χρόνια φλεγμονή οδηγεί σε ουλοποίηση. Στους νεφρούς η φλεγμονώδης αντίδραση που εμμένει για μεγάλο χρονικό διάστημα οδηγεί σταδιακά σε ανάπτυξη ίνωσης και ουλοποίηση του σπειράματος. Διάφοροι μηχανισμοί εμπλέκονται στη διαδικασία αυτή συμπεριλαμβάνοντας την ενεργοποίηση των ινοβλαστών, τη συσσώρευση εξωκυττάριας ουσίας, τη μετατροπή των επιθηλιακών κυττάρων σε μεσεγχυματικά (epithelial-mesenchymal transition, EMT) και την έκκριση Th2 τύπου κυτταροκινών, όπως η IL-4 και IL-13. Η EMT συμβαίνει κατά τα πρώιμα στάδια της φλεγμονής και χαρακτηρίζεται από μεταβολές των φαινοτυπικών χαρακτηριστικών και έκφραση ακτίνης των λείων μυικών ινών (Smooth muscle actin, αSMA), βιμεντίνης, κολλαγόνου και ινικής. Εκτός από τα σωληναριακά κύτταρα, οι ινοβλάστες και τα μεσαγγειακά κύτταρα υφίστανται και αυτά φαινοτυπικές και λειτουργικές μεταβολές. Ανάμεσα στους παράγοντες που προάγουν την ίνωση, ο Μεταμορφωτικός αυξητικός παράγοντας (Trans­forming growth factor-β1, TGF-β1) φαίνεται να διαδραματίζει το σημαντικότερο ρόλο, προάγοντας την EMT και καταστέλλοντας την αποδόμηση της εξωκυττάριας ουσίας. O TGF-β1 δρα συνεργικά με προφλεγμονώδεις κυτταροκίνες, όπως MCP-1, MIP1β, MSP, και αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα δύο φαινόμενα, φλεγμονή και ίνωση συμβαίνουν ταυτόχρονα. Άλλες κυτταροκίνες όπως ο αυξητικός παράγοντας των ηπατοκυττάρων (Hepatocyte growth factor, HGF) και ο EGF ανταγωνίζονται την δράση του TGF-β1 εμποδίζοντας τη μετατροπή των σωληναριακών κυττάρων σε μεσεγχυματικά και αποκαθιστώντας έτσι τα σωληναριακά επιθηλιακά κύτταρα22-24.
Μελέτες in vitro έχουν δείξει ότι η αυξημένη παραγωγή TGF-β1 από τα μεσαγγειακά και τα ενδοθηλιακά κύτταρα διεγείρεται από την MCP-1. Στο πειραματικό μοντέλο νεφροτοξικής νεφρίτιδας η σπειραματική και περισπειραματική έκφραση του α-SMA και της ινωδονεκτίνης αυξάνεται μετά από έγχυση νεφροτοξικού ορού και η αύξηση αυτή προηγείται της έκφρασης του TGF-β1. Φαίνεται λοιπόν ότι το αρχικό μονοπάτι που οδηγεί στην ίνωση είναι ανεξάρτητο από τον TGF-β1, και μπορεί να συνδέεται με άμεση δράση των προφλεγμονωδών κυτταροκινών ή με ενεργοποίηση σηματοδοτικών οδών μέσω διακυτταρικής επαφής των κυττάρων24-26.
IgA νεφροπάθεια (IgAN)
Oι βασικοί παθογενετικοί μηχανισμοί που εμπλέκονται στην IgA νεφροπάθεια περιλαμβάνουν 1) αυξημένη παραγωγή και κυκλοφορία της ελλιπώς γαλακτοζυλιωμένης IgA1, 2) παραγωγή IgG και IgA αντισωμάτων που κατευθύνονται εναντίον του τροποποιημένου τμήματος της βαριάς αλύσου της IgA1, 3) σχηματισμό ανοσοσυμπλεγμάτων από αυτοαντιγόνα που κατευθύνονται εναντίον της γαλακτοζυλιωμένης IgA1, 4) εναπόθεση των ανοσοσυμπλεγμάτων IgA-IgA1, IgG-IgA1 στο μεσάγγειο, ενεργοποίηση του συμπληρώματος, ενεργοποίηση των μεσαγγειακών κυττάρων και επαγωγή σπειραματικής βλάβης. Γενετικοί παράγοντες φαίνεται να παίζουν βασικό ρόλο σε όλα τα στάδια της νόσου καθώς σε 50% των συγγενών πρώτου βαθμού ασθενών με IgAN ανιχνεύονται αυξημένα επίπεδα ελλιπώς γαλακτοζυλιωμένης IgA1. Μελέ­τες in vitro έχουν δείξει ότι η πρωτεΐνη Μ4 της ομάδας του στρεπτόκοκκου τύπου Α συνδέεται στο ελλιπώς γαλακτοζυλιωμένο πολυμερές μόριο της IgA1 και το σύμπλεγμα εναποτίθεται στο μεσάγγειο. Ενοφθαλμισμός των μεσαγγειακών κυττάρων με ελλιπώς γαλακτοζυλιωμένο πολυμερές της IgA1 και της πρωτεΐνης Μ4 της ομάδας του στρεπτόκοκκου τύπου Α αυξάνει την παραγωγή C3, την έκκριση IL-6 και ενισχύει τον πολλαπλασιασμό των μεσαγγειακών κυττάρων27,28.
Τα κύρια ιστολογικά ευρήματα στην IgA νεφροπάθεια περιλαμβάνουν την υπερπλασία των κυττάρων του μεσαγγείου και την αυξημένη παραγωγή θεμέλιας ουσίας, συχνά σχετιζόμενη με δευτεροπαθή σπειραματοσκλήρυνση, την ενδοτριχοειδική και εξωτριχοειδική υπερπλασία, τη φλεγμονώδη διήθηση του διάμεσου ιστού και τη σωληναριακή ατροφία29. Πρόσφατα μετρήθηκε η απέκκριση διαφόρων κυταροκινών στα ούρα ασθενών με IgA νεφροπάθεια κατά τη στιγμή της διάγνωσης της νόσου, συμπεριλαμβάνοντας προφλεγμονώδεις (IL-1β, IL-5, IL-12, IL-17, IFN-γ, MCP-1), προϊνωτικούς (IL-6), ανοσοτροποποιητικούς (IL-2, IL-4, IL-10) και αναγεννητικούς (EGF) παράγοντες7,30,31. Η ενδοτριχοειδική υπερπλασία παρουσίασε επίσης θετική συσχέτιση με την απέκκριση στα ούρα προφλεγμονωδών και ανοσορρυθμιστικών κυτταροκινών, όπως και με τις τύπου Th1 (INF-γ, TNF-α), Th2 (IL-6), Th17 (IL-17) κυτταροκίνες και τους χημειοτακτικούς παράγοντες MCP-1 και MIP-1β. Στην πολυπαραγοντική ανάλυση ωστόσο, η μόνη στατιστικά σημαντική ανεξάρτητη μεταβλητή φάνηκε να είναι η IL-17. O σημαντικός ρόλος της IL-17 στην παθογένεια της νόσου στον άνθρωπο είχε τονιστεί και από παλαιότερες μελέτες, όπου φάνηκε ότι τα αυξημένα επίπεδα της IL-17 στον ορό ασθενών με IgA νεφροπάθεια, καθώς και η σωληναριακή έκφραση της IL-17 συσχετίζονταν με τη βαρύτητα των ιστολογικών αλλοιώσεων καθώς και με τον βαθμό της πρωτεϊνουρίας32. Παρόλα αυτά η προγνωστική αξία της IL-17 φάνηκε να διαφέρει σε ασθενείς που λάμβαναν αγωγή με κορτιζόνη/
ανοσοκατασταλτικά σε σύγκριση με τους ασθενείς που λάμβαναν μόνο συντηρητική αγωγή. Παράλ­ληλα η αυξημένη απέκκριση IL-1β, IL-12, IL-2, MCP-1, ΙNF-γ, IL-10, IL-6 προέβλεπε τη μακροχρόνια έκβαση στους ασθενείς υπό συντηρητική θεραπεία, αλλά μόνο η αύξηση της IL-6 φάνηκε να σχετίζεται με τη νεφρική έκβαση στους ασθενείς υπό αγωγή με κορτικοστεροειδή και αζαθειοπρίνη30-34.
Είναι πιθανό ότι η χορήγηση κορτικοστεροειδών δεν οδηγεί πάντα σε καταστολή της παραγωγής κυτταροκινών, έτσι η ευεργετική επίδραση των κορτικοστεροειδών μπορεί να σχετίζεται με την ελάττωση ή την απενεργοποίηση της IL-1β και πιθανώς του MCP-1, της IL-2, της IL-10 και της IL-12, όχι όμως της IL-6. Πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι, παρά τη σημαντική ελάττωση των επιπέδων της πρωτεϊνουρίας, η θεραπεία με κορτικοστεροειδή στους ασθενείς με IgA δεν φάνηκε να ελαττώνει τα επίπεδα της IL-6 και του TGF στα ούρα, τα οποία παρέμειναν αυξημένα35. Επομένως τα αυξημένα επίπεδα IL-6 στα ούρα έχουν δυσμενή πρόγνωση όσον αφορά την έκβαση της νεφρικής λειτουργίας ανεξάρτητα από τη θεραπευτική προσέγγιση.
Τα επίπεδα EGF στα ούρα επίσης φάνηκε να έχουν προγνωστική αξία όσον αφορά την έκβαση της νεφρικής λειτουργίας, καθώς χαμηλά επίπεδα κατά τη διάγνωση σχετίστηκαν με επιδείνωση της νεφρικής λειτουργίας. Πιο συγκεκριμένα, σε όλους τους ασθενείς που παρουσίασαν προοδευτική επιδείνωση της νεφρικής λειτουργίας και δεν ανταποκρίθηκαν στη θεραπεία, τα επίπεδα EGF των ούρων βρέθηκαν σταθερά χαμηλά (<0,05pg/mg UCr). Συνεπώς η τιμή αυτή μπορεί να θεωρηθεί ως ασφαλές όριο για την εκτίμηση έκβασης της νεφρικής λειτουργίας30.
Φαίνεται πάντως ότι, παρότι ένας σημαντικός αριθμός κυτταροκινών συμμετέχουν στην παθογένεια της ιστολογικής βλάβης στην IgA νεφροπάθεια, οι πιο σημαντικοί βιοδείκτες των ούρων είναι η IL-6 και η IL-17. Η IL-17 φάνηκε να εμπλέκεται στην εξέλιξη των ιστολογικών αλλοιώσεων κατά την οξεία φάση της φλεγμονής, ενώ η IL-6 φάνηκε να παίζει σημαντικό ρόλο σε πιο προχωρημένα στάδια της νεφρικής βλάβης και επιπλέον δεν φάνηκε να επηρεάζεται από τις παρούσες θεραπευτικές παρεμβάσεις, όπως η χορήγηση κορτιζόνης και ανοσοκατασταλτικών31.
Εστιακή τμηματική σπειραματοσκλήρυνση (ΕΤΣΣ) και Νόσος ελαχίστων αλλοιώσεων (ΝΕΑ)
Η διαφορική διάγνωση μεταξύ των δύο αυτών σπειραματικών νοσημάτων δεν είναι πάντοτε εύκολη. Κοινό χαρακτηριστικό είναι η παρουσία νεφρωσικού συνδρόμου με ή χωρίς μικροσκοπική αιματουρία. Η επιδείνωση της νεφρικής λειτουργίας συνήθως συνοδεύει την ΕΤΣΣ, χωρίς αυτό να είναι απόλυτο, καθώς η ΝΕΑ μπορεί να επιπλακεί με οξεία νεφρική βλάβη, ιδίως στην περίπτωση σοβαρού βαθμού λευκωματουρίας που συνοδεύεται και από βαριά υπολευκωματιναιμία. Αντίστοιχα, η νεφρική λειτουργία μπορεί να είναι τελείως φυσιολογική στα αρχικά στάδια της ΕΤΣΣ. Χαρακτη­ριστικό ιστολογικό εύρημα και στις δύο περιπτώσεις είναι η υπερτροφία των ποδοκυττάρων. Η ύπαρξη σπειραματοσκλήρυνσης χαρακτηρίζει την ΕΤΣΣ, ωστόσο το εύρημα αυτό μπορεί να μην περιγράφεται στη νεφρική βιοψία ιδίως στην περίπτωση που το δείγμα προς εξέταση είναι πολύ μικρό, καθώς οι βλάβες είναι εστιακές36,37.
Υπάρχουν αρκετοί λόγοι που καθιστούν την ανίχνευση ενός βιοδείκτη στην πρωτοπαθή ΕΤΣΣ πολύ σημαντική. Αυτοί περιλαμβάνουν εκτός από τη διαφορική διάγνωση μεταξύ ΕΤΣΣ-ΝΕΑ, την ταξινόμηση των υπότυπων της ΕΤΣΣ, την πρόγνωση της ανταπόκρισης στη θεραπεία καθώς και την πρόβλεψη της υποτροπής μετά από διακοπή της θεραπείας ή μεταμόσχευση.
Πολλές μελέτες επικεντρώθηκαν στην αναζήτηση βιοδεικτών που θα χρησίμευαν για τη διαφορική διάγνωση μεταξύ ΕΤΣΣ-ΝΕΑ. Στο εργαστήριό μας επιβεβαιώθηκε ότι η ανίχνευση στα ούρα EGF συμβάλει στη διαφορική διάγνωση μεταξύ των δύο νοσημάτων, όπως επίσης φάνηκε και η συσχέτισή του με τη βαρύτητα των ιστολογικών αλλοιώσεων στην ΕΤΣΣ. Συγκεκριμένα, βρέθηκε σημαντική ελάττωση των επιπέδων EGF στα ούρα ασθενών με ΕΤΣΣ σε σύγκριση με τους ασθενείς με ΝΕΑ καθώς και αρνητική συσχέτιση των επιπέδων του EGF με τον βαθμό της σπειραματοσκλήρυνσης και της σωληναριακής ατροφίας. Παράλληλα τα επίπεδα EGF στα ούρα κατά τη στιγμή της διάγνωσης μπορούσαν να προβλέψουν τη μακροπρόθεσμη έκβαση της νεφρικής λειτουργίας καθώς και την ανταπόκριση στη θεραπεία ασθενών με ΕΤΣΣ38. O υποδοχέας του EGF στα σωληναριακά κύτταρα φαίνεται να παίζει κεντρικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία καθώς ενεργοποιείται από πρωτεΐνες που απεκκρίνονται στα ούρα ασθενών με νεφρωσικό σύνδρομο οδηγώντας στην ελάττωση του EGF στα ούρα39.
Άλλοι ερευνητές επικεντρώθηκαν στη μελέτη των επιπέδων μεταλλοπρωτεϊνασών (ΜΜΡs) και των αναστολέων τους (TIMPs) στα ούρα παιδιών με νεφρωσικό σύνδρομο. Oι MMPs αποτελούν μια οικογένεια εξαρτώμενων από τον ψευδάργυρο πρωτεϊνασών, που εκφράζονται στα μεσαγγειακά κύτταρα και τα ποδοκύτταρα και ανάλογα με την επίδρασή τους στην αποδόμηση της εξωκυττάριας ουσίας διαιρούνται σε υποκατηγορίες. Πάνω από 30 διαφορετικοί τύποι μεταλλοπρωτεϊνασών έχουν ήδη περιγραφεί. Η MMP-9 συμβάλλει στην αποδόμηση του κολλαγόνου τύπου ΙV και διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ίνωση. Η MMP-9 δεν ανιχνεύεται φυσιολογικά στα σπειράματα υγιών ενήλικων, έχει όμως περιγραφεί σε ασθενείς με IgA νεφροπάθεια, πορφύρα Henoch Shönlein και σε μεταστρεπτοκοκκική σπειραματονεφρίτιδα, και τα επίπεδα της στα ούρα φάνηκαν να είναι αυξημένα στα αρχικά στάδια ΕΤΣΣ40-42. Ακόμα πιο εμφανής ήταν η αύξηση του λόγου MMP-9/NGAL στα ούρα παιδιατρικών ασθενών με ΕΤΣΣ σε σύγκριση με ασθενείς με ΝΕΑ. Το NGAL δρα αναστέλλοντας την αποδόμηση της MMP-9 και συνεπώς προάγει τη δραστικότητά της. O λόγος της συγκέντρωσης στα ούρα MMP-9/NGAL μπορεί να χρησιμεύσει ως διαφοροδιαγνωστικός δείκτης για τη διάκριση μεταξύ ΕΤΣΣ και ΝΕΑ σε παιδιά με νεφρωσικό σύνδρομο40.
Πρωτεομική ανάλυση των ούρων έχει επίσης δοκιμαστεί σε ασθενείς με νεφρωσικό σύνδρομο, σε μια προσπάθεια να διαφοροδιαγνωστεί η ΕΤΣΣ από τη ΝΕΑ. Έτσι κλάσματα αλβουμίνης, Α1 αντιθρυψίνης και πρωτεΐνης Tamm-Horsfall έχουν περιγραφεί ως τα πιο σημαντικά ανιχνεύσιμα πεπτίδια στα ούρα ασθενών με ΕΤΣΣ και ΝΕΑ. Το πρότυπο της απέκκρισης αυτών των μορίων στα ούρα αντανακλά την πρωτεολυτική δραστηριότητα, και συνεπώς τις ιστολογικές αλλοιώσεις του σπειράματος. Πιθανώς στο μέλλον η πρωτεομική ανάλυση των ούρων και η ανίχνευση της απέκκρισης συγκεκριμένων πεπτιδίων να χρησιμοποιηθεί ως βιοδείκτης στη διάγνωση των νοσημάτων αυτών43,44.
Παρομοίως η CLC-1 (Cardiotrophin Like Cyto­kine-1), ο διαλυτός υποδοχέας της ουροκινάσης45, ο TNF-α46, ο MCP-147, και ο TGF-β148 ανιχνεύθηκαν σε αυξημένα επίπεδα στα ούρα ασθενών με ΕΤΣΣ σε σύγκριση με τη ΝΕΑ και θα μπορούσαν πιθανώς να χρησιμοποιηθούν ως βιοδείκτες στη διαφορική διάγνωση των δύο νοσημάτων που εκδηλώνονται με νεφρωσικό σύνδρομο. Άλλοι παράγοντες που εμπλέκονται στην παθογένεια της πρωτεϊνουρίας στο ιδιοπαθές νεφρωσικό σύνδρομο, όπως ο VPF (Vascular Permeability Factor) και η αιμοπεξίνη, παράγονται από κυκλοφορούντα Τ λεμφοκύτταρα μετά από διέγερσή τους από ορισμένες κυτταροκίνες και ανευρίσκονται σε αυξημένα επίπεδα στα ούρα παιδιών με ΝΕΑ49,50. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον συγκέντρωσαν ο suPAR (solubhe urokinase Plasminogen Activating Receptor) και η Apo-1b, καθώς οι αρχικές μελέτες που συσχέτισαν τα επίπεδά τους με υποτροπιάζουσες μορφές ΕΤΣΣ, δεν μπόρεσαν να επιβεβαιωθούν, με αποτέλεσμα να υπάρχει έντονη διαφωνία μεταξύ των ερευνητών51,52.
Πρόσφατα μελετήσαμε την απέκκριση Th1 και Τh2 κυτταροκινών στα ούρα ασθενών με νεφρωσικό σύνδρομο που οφείλονταν σε ΕΤΣΣ ή ΝΕΑ. Τα Th1 λεμφοκύτταρα διεγείρονται και πολλαπλασιάζονται σε ιϊκές και μικροβιακές λοιμώξεις που ενεργοποιούν τα μακροφάγα και τα κύτταρα φυσικούς φονείς (NK cells). Oι Th1 κυτταροκίνες, στις οποίες περιλαμβάνονται η IFN-γ, ο TNF-α, η IL-2, η IL-12 και η IL-23, όχι μόνο συμμετέχουν στη φλεγμονή και τις αντιδράσεις αυτοανοσίας αλλά αποτελούν και τους κύριους διαμεσολαβητές κυτταρικής ανοσίας. Oι τύπου Th2 κυτταροκίνες, όπως η IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, χαρακτηρίζονται από αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες και ενεργοποιούν τη χυμική ανοσία. Oι τύπου Th1/Th2 ανοσιακές απαντήσεις θα πρέπει να είναι εξισορροπημένες ώστε να διατηρείται ισορροπία στις ανοσολογικές αντιδράσεις. Πρόσφατα μετρήσαμε την απέκκριση Th1/Th2 κυτταροκινών στα ούρα ασθενών με ΕΤΣΣ και ΝΕΑ κατά τη στιγμή της διάγνωσης. Καμία από τις μετρούμενες κυτταροκίνες δεν μπόρεσε να χρησιμοποιηθεί για τη διαφορική διάγνωση μεταξύ των δύο παθήσεων. Παρόλα αυτά, τα επίπεδα των Th1 κυτταροκινών φάνηκε να παρουσιάζουν συσχέτιση με τη βαρύτητα των ιστολογικών αλλοιώσεων στην ΕΤΣΣ, και ειδικότερα με το ποσοστό των σκληρυμένων σπειραμάτων, τον βαθμό της σωληναριακής ατροφίας και την απάντηση στη θεραπεία. Σε ασθενείς με ΝΕΑ, τα αυξημένα επίπεδα στα ούρα κυτταροκινών τύπου Th2 κατά τη στιγμή της διάγνωσης σχετίστηκαν με συχνές υποτροπές του νεφρωσικού συνδρόμου. Συνεπώς φάνηκε ότι παρά το γεγονός ότι τα επίπεδα στα ούρα Th1/Th2 κυτταροκινών δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διαφορική διάγνωση των δύο παθήσεων, αντανακλούν ιστολογικές βλάβες και πιθανώς μπορούν να χρησιμεύσουν μελλοντικά ως βιοδείκτες για την εκτίμηση της ενεργότητας της νόσου και την πρόγνωση38.
Εστιακή τμηματική νεκρωτική σπειραματονεφρίτιδα (ΕΤΝΣ)
Η ανοσοπενική ΕΤΝΣ χαρακτηρίζεται ιστολογικά από εστιακή νεκρωτική βλάβη του σπειράματος που ακολουθείται συνήθως από δημιουργία μηνοειδών σχηματισμών, φλεγμονώδη διήθηση από λεμφοκύτταρα και μακροφάγα και αρνητικό ανοσοφθορισμό. Κλινικά εκδηλώνεται με ταχεία έκπτωση της νεφρικής λειτουργίας, σε διάστημα ημερών έως εβδομάδων, μικροσκοπική αιματουρία, και πρωτεϊνουρία ποικίλου βαθμού. Η ανοσοπενική νεκρωτική ΣΝ μπορεί να εκδηλωθεί ως εντοπισμένη στο νεφρό νόσος, ή στα πλαίσια συστηματικής αγγειίτιδας των μικρών αγγείων όπως η μικροσκοπική πολυαγγειίτιδα (Microscopic Polyangiitis, MPG), η κοκκιωμάτωση με πολυαγγειίτιδα (Granulomatosis with polyangiitis, GPA), η Εωσινοφιλική κοκκιωμάτωση με πολυαγγειίτιδα (Eosinophilic granuloma­tosis with polyangiitis, EGPA), νοσήματα τα οποία στην πλειοψηφία των περιπτώσεων σχετίζονται συνήθως με την παρουσία ANCA αντισωμάτων στον ορό53.
O TGF-β1 και ο MCP-1 βρέθηκαν σημαντικά αυξημένοι στα ούρα ασθενών με μηνοειδική ΣΝ. Παράλληλα, τα επίπεδα του MCP-1 στα ούρα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση ενεργότητας ή ύφεσης της νόσου και τα επίπεδά του σχετίζονταν με τον βαθμό της διήθησης από μακροφάγα54,55. Είναι επίσης πιθανό, η αύξηση των επιπέδων στα ούρα του MCP-1 να αποτελεί ένα πρώιμο βιοδείκτη ο οποίος προβλέπει με ακρίβεια την υποτροπή, καθώς η αύξηση των επιπέδων του προηγείται των κλινικών εκδηλώσεων υποτροπής της νόσου54,56,57.
O ανασταλτικός παράγοντας της μετανάστευσης των μακροφάγων (MIF) αποτελεί μια προφλεγμονώδη κυτταροκίνη της οποίας τα επίπεδα στα ούρα σχετίζονται με τα ιστολογικά ευρήματα και την πρόγνωση, όσον αφορά τη νεφρική επιβίωση. Κοινό εύρημα σε αυτές τις μελέτες ήταν η σημαντική συσχέτιση των επιπέδων στα ούρα του TGF-β1, MCP-1 και MIF με την έκφρασή τους στον νεφρικό ιστό, όχι όμως με τα επίπεδα στον ορό, αποδεικνύοντας ότι τα μόρια αυτά παράγονται τοπικά και στη συνέχεια απεκκρίνονται στα ούρα58.
Στο εργαστήριο μας επιβεβαιώσαμε κάποιες από τις παραπάνω παρατηρήσεις και επίσης τονίσαμε το γεγονός ότι η αυξημένη απέκκριση στα ούρα των TGF-β1, IL-15, MCP-1 και VEGF κατά την στιγμή της διάγνωσης σχετίζονταν θετικά με τη βαρύτητα των ιστολογικών αλλοιώσεων συμπεριλαμβάνοντας το ποσοστό των μηνοειδών σχηματισμών, τον βαθμό της σωληναριακής ατροφίας και την ίνωση του διαμεσοσωληναριακού χώρου και με χειρότερη έκβαση της νεφρικής λειτουργίας. Αντιθέτως, τα υψηλά επίπεδα EGF στα ούρα αποτελούσαν καλό προγνωστικό δείκτη, καθώς σχετιζόταν με πιο ήπιες ιστολογικές αλλοιώσεις και μαζί με την IL-2 και την IL-9 προέβλεπαν ευνοϊκή μακροπρόθεσμη έκβαση της νεφρικής λειτουργίας. Ένα ενδιαφέρον εύρημα της μελέτης αυτής αποτέλεσε η αρνητική συσχέτιση των επιπέδων του TGF-β1 με τον EGF στα ούρα αντανακλώντας τον ανταγωνιστικό τους ρόλο στα νεφρικά νοσήματα, ο οποίος ήδη είχε περιγραφεί στη διαβητική νεφροπάθεια και την αποφρακτική ουροπάθεια. Στην ίδια μελέτη τονίστηκε και ο σημαντικός ρόλος της IL-15, η απέκκριση της οποίας στα ούρα παρουσίαζε σημαντική θετική συσχέτιση με την απέκκριση VEGF και TGF-1β. Μελέτες in vitro έχουν δείξει ότι η IL-15 μπορεί να διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των Τ λεμφοκυττάρων, των μακροφάγων και των NK και παράλληλα να διεγείρει τα μακροφάγα ώστε να παράγουν VEGF και TGF-β1. Φαίνεται πιθανό ότι η IL-15 αποκτά τα παραπάνω χαρακτηριστικά κατά την πυροδότηση του ανοσοπαθογενετικού μηχανισμού που συμμετέχει στην ΕΤΣΣ. Στην παρούσα μελέτη, ενώ η έκβαση της νεφρικής λειτουργίας προβλέπονταν με ακρίβεια από τα επίπεδα IL-6, VEGF, MIP-1b και IL-15 στα ούρα των ασθενών, στην πολυπαραγοντική ανάλυση μόνο η IL-6 αποτέλεσε ανεξάρτητο προγνωστικό παράγοντα όσον αφορά τη μακροχρόνια έκβαση της νεφρικής λειτουργίας59.
Oι διαδοχικές μετρήσεις του MCP-1 στα ούρα κατά τη διάρκεια της παρακολούθησης των ασθενών αποτελούν έναν χρήσιμο βιοδείκτη ύφεσης ή υποτροπής της νόσου, ενώ τα επίπεδα της IL-6 στα ούρα κατά τη διάγνωση σχετίζονται με την απάντηση στη θεραπεία και τη μακροχρόνια πρόγνωση όσον αφορά την έκβαση της νεφρικής λειτουργίας54-56. Πρόσφατα εμείς όπως και άλλοι ερευνητές περιγράψαμε τον σημαντικό ρόλο της IL-17. Τα επίπεδα IL-17 στα ούρα σχετίζονται με τα επίπεδα του MCP-1 και πιθανώς να αποτελούν την κύρια ρυθμιστική κυτταροκίνη που είναι υπεύθυνη για τη συγκέντρωση των μακροφάγων στα αρχικά στάδια της ΕΤΝΣ31,60,61. Παλαιό­τερες μελέτες είχαν ήδη τονίσει τη σημασία της IL-17, η οποία παράγεται κατά τα αρχικά στάδια της μηνοειδικής ΣΝ και σχετίζεται με τη διήθηση από ουδετερόφιλα και γδ-Τ λεμφοκύτταρα και την εξέλιξη της νεφρικής βλάβης. Σύμφωνα με πρόσφατα στοιχεία, η βλάβη αυτή μπορεί να σχετίζεται με την αυξημένη παραγωγή MCP-160-63.
Συμπεράσματα
Είναι επομένως φανερό ότι κυτταροκίνες, χυμοκίνες και αυξητικοί παράγοντες που παράγονται τοπικά στον νεφρικό ιστό, επιδρούν στην ανάπτυξη ιστολογικών αλλοιώσεων, ενεργοποιώντας τις φλεγμονώδεις διεργασίες, τον πολλαπλασιασμό και τη νέκρωση αλλά και προάγοντας τη σκλήρυνση των σπειραμάτων και την ίνωση του διάμεσου ιστού (Εικ. 1).
Η μέτρηση των επιπέδων τους δεν μπορεί να υποκαταστήσει τη νεφρική βιοψία, αλλά η αξιολόγησή τους μαζί με τα ευρήματα της βιοψίας, μπορεί να δώσει αξιόλογες πληροφορίες για την παθογένεια, το στάδιο της νόσου, τη βαρύτητα των αλλοιώσεων όπως και την πρόγνωση.
Abstract
Urinary cytokines as biomarkers in diagnosis and treatment of glomerular diseases. M. Stangou, E. Sambani, A. Papagianni. Department of Nephro­logy, Aristotle University of Thessaloniki, Hippo­kration Hospital, Thessaloniki, Greece. Hellenic Nephro­logy 2018; 30 (2): 145-155.
Diagnosis of glomerular diseases is based on renal biopsy, an invasive method that offers infor­mation about the type and severity of renal damage and predicts renal function outcome. Glomerulo­pathies differ in etiology, pathogenesis, type of cell involvement, immune reactions, and subsequently in disease outcome. During evolvement of the disease various cytokines, chemokines and growth factors are produced by native or infiltrating cells and excreted in the urine. These molecules may serve as biomarkers and may provide useful information in diagnosis, prognosis and response to treatment. An ideal bio­marker should be easily collected and mea­sured and have high sensitivity and specificity. Parti­cular cyto­kines may have central roles in glomerular diseases. IL-6, MCP-1, IL-1β and EGF urinary ex­cretion can predict renal function outcome in IgA nephropathy. Metalloproteinases, A1 antitrypsin, Tamm-Horsfall protein, and other molecules have been used in the discrimination between focal seg­mental sclerosis and minimal change disease, in pre­dicting relapse of FSGS after transplantation and re­sponse to treatment. Recent findings have established the value of urinary cytokines in follow up and responce to treatment.
Key words: Βiomarkers, cytokines, diagnosis, glomeru­lonephritis, histology, outcome, treatment.
Δήλωση σύγκρουσης συμφερόντων
Δεν αναφέρεται σύγκρουση συμφερόντων
Conflict of interest statement
None declared
Βιβλιογραφία
1. D'Agati VD, Mengel M. The rise of renal pathology in nephrology: structure illuminates function. Am J Kidney Dis 2013; 61: 1016-1025.
2. Konvalinka A, Scholey JW, Diamandis EP. Searching for new biomarkers of renal diseases through proteomics. Clin Chem 2012; 58: 353-365.
3. Meng XM, Nikolic-Paterson DJ, Lan HY. Inflammatory processes in renal fibrosis. Nat Rev Nephrol 2014; 10: 493-503.
4. Bennett M, Devarajan P. Characteristics of an ideal biomarker of kidney diseases. Biomarkers in kidney disease 2011; 1-24.
5. Satirapoj B, Nast CC, Adler SG. Novel insights into the relationship between glomerular pathology and progressive kidney disease. Adv Chronic Kidney Dis 2012; 19: 93-100.
6. Hewitt SM, Dear J, Star RA. Discovery of protein biomarkers for renal diseases. J Am Soc Nephrol 2004; 15: 1677-1689.
7. Stangou M, Papagianni A, Bantis C, et al. Up-regulation of urinary markers predict outcome in IgA nephropathy but their predictive value is influenced by treatment with steroids and azathioprine. Clin Nephrol 2013; 80: 203-10.
8. Boor P, Ostendorf T, Floege J. PDGF and the progression of renal disease. Nephrol Dial Transplant 2014; 29: i45-i54.
9. Lang S, Hartner A, Sterzel RB, Schöcklmann HO. Requirement of cyclin D1 in mesangial cell mitogenesis. J Am Soc Nephrol 2000; 11: 1398-1408.
10. Zhao X, Hao J, Duan H, Rong Z, Li F. Phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B/periostin mediated platelet-derived growth factor-induced cell proliferation and extracellular matrix production in lupus nephritis. Exp Biol Med (Maywood) 2017; 242: 160-168.
11. Kalechman Y, Sredni B, Weinstein T, et al. Production of the novel mesangial autocrine growth factors GDNF and IL-10 is regulated by the immunomodulator AS101. J Am Soc Nephrol 2003; 14: 620-630.
12. Cove-Smith A, Mulgrew CJ, Rudyk O, et al. Anti-proliferative actions of T-type calcium channel inhibition in Thy1 nephritis. Am J Pathol 2013; 183: 391-401.
13. Park J, Song KH, Ha H. Lipopolysaccharide increases monocyte binding to mesangial cells through fra­ctalkine and its receptor. Transplant Proc 2012; 44: 1029-1031.
14. Park J, Song KH, Ha H. Fractalkine increases mesangial cell proliferation through reactive oxygen species and mitogen-activated protein kinases. Transplant Proc 2012; 44: 1026-1028.
15. Rampino T, Soccio G, Gregorini M, et al. Neutralization of macrophage-stimulating protein ameliorates renal injury in anti-thy 1 glomerulonephritis. J Am Soc Nephrol 2007; 18: 1486-1496.
16. Shankland SJ, Eitner F, Hudkins KL, Goodpaster T, D'Agati V, Alpers CE. Differential expression of cyclin-dependent kinase inhibitors in human glomerular disease: role in podocyte proliferation and maturation. Kidney Int 2000; 58: 674-683.
17. Gilbert RE, Kelly DJ, McKay T, et al. PDGF signal transduction inhibition ameliorates experimental mesangial proliferative glomerulonephritis. Kidney Int 2001; 59: 1324-1332.
18. Liu H, Zhang XP, Yi ZW. Efficacy of antisense monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) in a rat model of mesangial proliferative glomerulonephritis. Ren Fail 2013; 35: 1418-1428.
19. Iseri K, Iyoda M, Ohtaki H, et al. Therapeutic effects and mechanism of conditioned media from human mesenchymal stem cells on anti-GBM glomerulonephritis in WKY rats. Am J Physiol Renal Physiol. 2016; 310: F1182-1191.
20. Morigi M, Rota C, Remuzzi G. Mesenchymal Stem Cells in Kidney Repair. Methods Mol Biol 2016; 1416: 89-107.
21. Kitamoto Y, Arizono K, Fukui H, Tomita K, Kitamura H, Taguma Y, Imamura T. Urinary thrombin: a novel marker of glomerular inflammation for the diagnosis of crescentic glomerulonephritis (prospective observational study). PLoS One 2015; 10: e0118704.
22. François H, Chatziantoniou C. Renal fibrosis: Recent translational aspects. Matrix Biol. 2017; pii: S0945-053X(17)30409-2 [Epub ahead of print] Review.
23. Overstreet JM, Wang Y, Wang X, Niu A, Gewin LS, Yao B, Harris RC, Zhang MZ. Selective activation of epidermal growth factor receptor in renal proximal tubule induces tubulointerstitial fibrosis. FASEB J 2017; 31: 4407-4421.
24. Lan A, Qi Y, Du J. Akt2 mediates TGF-β1-induced epithelial to mesenchymal transition by deactivating GSK3β/snail signaling pathway in renal tubular epithelial cells. Cell Physiol Biochem 2014; 34: 368-382.
25. Stangou M, Bhangal G, Lai PC, et al. Effect of IL-11 on glomerular expression of TGF-beta and extracellular matrix in nephrotoxic nephritis in Wistar Kyoto rats. J Nephrol 2011; 24: 106-111.
26. Liu BC, Tang TT, Lv LL, Lan HY. Renal tubule injury: a driving force toward chronic kidney disease. Kidney Int 2018 [Epub ahead of print].
27. Reily C, Ueda H, Huang ZQ, et al. Cellular signaling and production of galactose-deficient IgA1 in IgA nephro­pathy, an autoimmune disease. J Immunol Res 2014; 2014: 197548.
28. Schmitt R, Ståhl AL, Olin AI, et al. The combined role of galactose-deficient IgA1 and streptococcal IgA-binding M Protein in inducing IL-6 and C3 secretion from human mesangial cells: implications for IgA nephropathy. J Immunol 2014; 193: 317-326.
29. Lv J, Shi S, Xu D, Zhang H, Troyanov S, Cattran DC, Wang H. Evaluation of the Oxford Classification of IgA nephropathy: a systematic review and meta-analysis. Am J Kidney Dis 2013; 62: 891-899.
30. Stangou M, Alexopoulos E, Papagianni A, et al. Urinary levels of epidermal growth factor, interleukin-6 and monocyte chemoattractant protein-1 may act as predictor markers of renal function outcome in immunoglobulin A nephropathy. Nephrology 2009; 14: 613-620.
31. Stangou M, Bantis Ch, Skoularopoulou M, et al. Th1, Th2 and Treg/T17 cytokines in two types of proliferative glomerulonephritis. Indian J Nephrol 2016; 26: 159-166.
32. Matsumoto K, Kanmatsuse K. Interleukin-17 stimulates the release of pro-inflammatory cytokines by blood monocytes in patients with IgA nephropathy. Scand J Urol Nephrol 2003; 37: 164-171.
33. Lin FJ, Jiang GR, Shan JP, Zhu C, Zou J, Wu XR. Imbalance of regulatory T cells to Th17 cells in IgA nephro­pathy. Scand J Clin Lab Invest 2012; 72: 221-229.
34. Segarra-Medrano A, Carnicer-Caceres C, Valtierra-Carmeno N, et al. Value of urinary levels of interleukin-6, epidermal growth factor, monocyte hemoattractant protein type1 and transforming growth factor β1 in predicting the extent of fibrosis lesions in kidney biopsies of patients with IgA nephropathy. Nefrologia 2017; 37: 531-538.
35. Ranieri E, Gesualdo L, Petrarulo F, Schena FP. Urinary IL-6/EGF ratio: a useful prognostic marker for the progression of renal damage in IgA nephropathy. Kidney Int 1996; 50: 1990-2001.
36. Kalliakmani P, Nakopoulou L, Tsakas S, Gerolymos M, Papasotiriou M, Goumenos DS. Urinary interleukin-6 (IL-6) and transforming growth factor (TGF-β) levels in corticosteroidtreated patients with IgA nephropathy. Clin Nephrol 2011; 76: 144-150.
37. Stokes MB, D'Agati VD. Morphologic variants of focal segmental glomerulosclerosis and their significance. Adv Chronic Kidney Dis 2014; 21: 400-407.
38. D'Agati VD, Alster JM, Jennette JC, et al. Association of histologic variants in FSGS clinical trial with presenting features and outcomes. Clin J Am Soc Nephrol 2013; 8: 399-406.
39. Stangou M, Spartalis Μ, Daikidou DV, et al. Impact of Τh1 and Τh2 cytokines in the progression of idiopathic nephrotic syndrome due to focal segmental glomerulosclerosis and minimal change disease. J Nephropathol 2017; 6: 187-195.
40. Samarakoon R, Dobberfuhl AD, Cooley C, et al. Induction of renal fibrotic genes by TGF-β1 requires EGFR activation, p53 and reactive oxygen species. Cell Signal 2013; 25: 2198-2209.
41. Korzeniecka-Kozerska A, Wasilewska A, Tenderenda E, Sulik A, Cybulski K. Urinary MMP-9/NGAL ratio as a potential marker of FSGS in nephrotic children. Dis Markers 2013; 34: 357-362.
42. Czech KA, Bennett M, Devarajan P. Distinct metalloproteinase excretion patterns in focal segmental glomerulosclerosis. Pediatr Nephrol 2011; 26: 2179-2184.
43. Yavas H, Sahin OZ, Ersoy R, et al. Prognostic value of NGAL staining in patients with IgA nephropathy. Ren Fail 2013; 35: 472-476.
44. Pérez V, Ibernón M, López D, et al. Urinary peptide profiling to differentiate between minimal change disease and focal segmental glomerulosclerosis. PLoS One 2014; 9: e87731.
45. Candiano G, Musante L, Bruschi M, et al. Repetitive fragmentation products of albumin and alpha1-antitrypsin in glomerular diseases associated with nephrotic syndrome. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 3139-3148.
46. McCarthy ET, Sharma M, Savin VJ. Circulating permeability factors in idiopathic nephrotic syndrome and focal segmental glomerulosclerosis. Clin J Am Soc Nephrol 2010; 5: 2115-2121.
47. Guimarães FTL, Melo GEBA, Cordeiro TM, et al. T-lymphocyte-expressing inflammatory cytokines underlie persistence of proteinuria in children with idiopathic nephrotic syndrome. J Pediatr 2017; [Epub ahead of print].
48. Wasilewska A, Zoch-Zwierz W, Taranta-Janusz K, Kołod­ziejczyk Z. Urinary monocyte chemoattractant protein-1 excretion in children with glomerular proteinuria. Scand J Urol Nephrol 2011; 45: 52-59.
49. Downie ML, Gallibois C, Parekh RS, Noone DG. Nephro­tic syndrome in infants and children: pathophysiology and management. Paediatr Int Child Health. 2017; 37: 248-258.
50. Lennon R, Singh A, Welsh GI, et al. Hemopexin induces nephrin-dependent reorganization of the actin cytoskeleton in podocytes. J Am Soc Nephrol 2008; 19: 2140-2149.
51. Lopez-Hellin J, Cantarell C, Jimeno L, et al. A form of apolipoprotein a-I is found specifically in relapses of focal segmental glomerulosclerosis following transplantation. Am J Transplant 2013; 13: 493-500.
52. Franco Palacios CR, Lieske JC, Wadei HM, et al. Urine but not serum soluble urokinase receptor (suPAR) may identify cases of recurrent FSGS in kidney transplant candidates. Transplantation 2013; 96: 394-399.
53. Morgan MD, Harper L, Williams J, Savage C. Anti-neutrophil cytoplasm–associated glomerulonephritis. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 1224-1234.
54. Lieberthal JG, Cuthbertson D, Carette S, et al. Urinary biomarkers in relapsing antineutrophil cytoplasmic antibody-associated vasculitis. J Rheumatol 2013; 40: 674-683.
55. Goumenos DS, Kalliakmani P, Tsakas S, Sotsiou F, Vlachojannis JG. Urinary Transforming Growth Factor-beta 1 as a marker of response to immunosuppressive treatment, in patients with crescentic nephritis. BMC Nephrol 2005; 6: 16.
56. Kronbichler A, Kerschbaum J, Gründlinger G, Leierer J, Mayer G, Rudnicki M. Evaluation and validation of biomarkers in granulomatosis with polyangiitis and microscopic polyangiitis. Nephrol Dial Transplant. 2016 Jun; 31: 930-936.
57. Lieberthal JG, Cuthbertson D, Carette S, et al. Urinary biomarkers in relapsing antineutrophil cytoplasmic antibody-associated vasculitis. J Rheumatol 2013; 40: 674-683.
58. Brown FG, Nikolic-Paterson DJ, Hill PA, et al. Urine macrophage migration inhibitory factor reflects the severity of renal injury in human glomerulonephritis. J Am Soc Nephrol 2002; 13: S7-S13.
59. Stangou M, Papagianni A, Bantis C, et al. Detection of multiple cytokines in the urine of patients with focal necrotising glomerulonephritis may predict short and long term outcome of renal function. Cytokine 2012; 57: 120-126.
60. Riedel JH, Paust HJ, Krohn S, et al. IL-17F Promotes Tissue Injury in Autoimmune Kidney Diseases. J Am Soc Nephrol 2016; 27: 3666-3677.
61. Hünemörder S, Treder J, Ahrens S, et al. TH1 and TH17 cells promote crescent formation in experimental autoimmune glomerulonephritis. J Pathol 2015; 237: 62-71.
62. Turner JE, Krebs C, Tittel AP, et al. IL-17A production by renal γδ T cells promotes kidney injury in crescentic GN. J Am Soc Nephrol 2012; 23: 1486-1495.
63. Velden J, Paust HJ, Hoxha E, et al. Renal IL-17 expression in human ANCA-associated glomerulonephritis. Am J Renal Physiol 2012; 302: F1663-F1673.

 

* Παρελήφθη στις 22/2/2018
Έγινε αποδεκτή μετά από τροποποιήσεις στις 23/3/2018
* Received for publication 22/2/2018
Accepted in revised form 23/3/2018

 

 

Αλληλογραφία
Μ. Στάγκου
Νεφρολογική Κλινική Α.Π.Θ.,
Γενικό Νοσοκομείο Θεσσαλονίκης «Ιπποκράτειο»
Κωνσταντινουπόλεως 49
546 42 Θεσσαλονίκη
Τηλ.: 2310 892603, 2310 992788
Fax.: 2310 892382