Ewa Żukowska-Szczechowska Katedra i Klinika Chorób Wewnętrznych, Diabetologii i Nefrologii w Zabrzu Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach Wskaźniki uszkodzenia nerek w cukrzycy CZY ZAWSZE ALBUMINURIA?

Histologia Reidy K et al. J Clin Invest. 2014;124(6):2333–2340

Patogeneza Muskiet M. et al. Nat. Rev. Nephrol. 2014; 10: / AGE

Diagnostyka – mankamenty albuminurii Mottl AK et al. J Diabetes Complications 2013;27:123-7  U 11,5 tys. chorych z DMt2 i eGFR<60ml/min normoalbuminuria u ~20% chorych, mikroalbuminuria u ~27% Dwyer JP et al. Cardiorenal Med. 2012;2:1-10  Obniżenie filtracji kłębuszkowej >3,3%/rok u 10% chorych z DMt1 i wyjściową normoalbuminurią (rozwój mikroalbuminurii u 50% z nich) w obserwacji ~8-letniej Krolewski AS et al. Diabetes Care 2014;37:  Duża zmienność dobowa albuminurii; fizjologiczne wzrosty powysiłkowe, poposiłkowe, okołochorobowe; niedokładność metod pomiarowych Tuttle KR et al. Diabetes Care 2014;37:

Albuminuria – czy na pewno marker glomerulopatii? Mottl AK et al. J Diabetes Complications 2013;27:123-7  W przeszłości zakładano nikłe przesączanie kłębuszkowe albuminy na podstawie badań mikropunkcyjnych (wskaźnik przesączania 0,00062) Tojo A et al. Am J Physiol. 1992; 263: F601-6  Badania ostatnich 7 lat z użyciem mikroskopii dwufotonowej dowodzą ok. 50  większego przesączania albuminy (w.p. 0,03), zgodnie z wielkością cząsteczki względem szerokości porów błony szczelinowatej Russo LM et al. Kidney Int 2007;71:  99,9% albuminy resorbowane w cewce proksymalnej na drodze endocytozy lub degradowane w lizosomach; proteinuria efektem zaburzenia tych procesów? Comper WD et al. Curr Diab Rep 2008; 8: Molitoris BA et al. Trans Am Clin Climatol Assoc. 2014; 125: 343–357.

Nowe potencjalne markery  W nefropatii cukrzycowej zmiany stężeń w moczu parametrów uszkodzenia kłębuszka (podocytów i śródbłonka, zwiększonej przepuszczalności błony filtracyjnej), cewek, zapalenia, stresu oksydacyjnego, czynników wzrostowych Lee SY et al. Pediatr Nephrol Jul 25; Moresco RN et al. Clin Chim Acta. 2013;421:17-30

 W większości badań wykazano jedynie związek podwyższonych/obniżonych poziomów markerów z obecnością nefropatii – natomiast niewielka ilość badań prospektywnych oceniających wartość predykcyjną markerów w przewidywaniu rozwoju lub progresji nefropatii  Brak wartości predykcyjnej „nerkowej” lub „sercowo- naczyniowej” części markerów po uwzględnieniu innych predyktorów (HbA1c, albuminuria, RR) – nie wnoszą nic nowego w zakresie rokowania (np. NGAL)  Brak badań porównujących wartość >2 nowych markerów w tej samej grupie badanej chorych Nowe potencjalne markery

Nowe predyktory i markery  Najbardziej wiarygodne markery rozwoju lub progresji wybrane na podstawie jakości przeprowadzonych badań – liczebności grup badanych, uwzględnienia kopredyktorów: markery subklinicznego zapalenia (IL-18), dysfunkcji śródbłonka (ADMA, czynnik vW, VCAM, ICAM, TPA), dysfunkcji kłębuszka lub cewek (IgG, ceruloplazmina i transferyna w moczu) Hellemons ME et al. 2012; 29:

Asymetryczna dimetyloarginina Kronenberg F et al. Nat Rev Nephrol 2009; 5:  W cukrzycy upośledzona aktywność dimetyloaminohydrolazy dimetyloargininowej w komórkach śródbłonka (wskutek działania AGEs) prowadzi do zwiększonych poziomów ADMA hamujących syntazę tlenku azotu Ando R et al. Diab Vasc Dis Res 2013;10:  Podwyższony poziom ADMA w surowicy (>mediany) wiązał się niezależnie z szybszą progresją niewydolności nerek i większym ryzykiem schyłkowej n.n. w badaniu 397 chorych z jawną nefropatią w przebiegu DMt1 w okresie 11,3 lat obserwacji Lajer M. et al. Diabetes Care 2007; 31: 747–752  Korygowane ryzyko progresji niewydolności nerek wśród 225 chorych z DMt 2 i mikro- lub makroalbuminurią było 2,7-krotnie wyższe w przypadku wyjściowo wyższych poziomów ADMA (>mediany) Hanai K et al. Nephrol Dial Transpl 2009;24:1884-8

 Hormon pochodzenia tłuszczowego o właściwościach przeciwzapalnych i poprawiających insulinowrażliwość, wykazujący obniżone stężenia w surowicy w zespole metabolicznym i cukrzycy Adiponektyna Jorsal A et al. Kidney International 2008; 74: 649–54  W grupie 198 chorych z jawną nefropatią w przebiegu DMt1 skorygowane ryzyko schyłkowej niewydolności nerek było 2,72- krotnie wyższe w przypadku wyższego poziomu adiponektynemii (>mediany) w obserwacji śr. 8-letniej  W grupie 1330 chorych na DMt1 podwyższone poziomy adiponektynemii były niezależnym predyktorem schyłkowej n.n. u chorych z makroalbuminurią, natomiast nie miały wartości predykcyjnej jeśli chodzi o progresję nefropatii w przypadku chorych z normo- lub mikroalbuminurią Saraheimo M et al. Diabetes Care 2008;31:  Podwyższona adiponektynemia mechanizmem ochronnym w pnn? efektem oporności tkankowej na ten hormon? skutkiem jego obniżonego klirensu nerkowego?

KIM-1 (Kidney Injury Molecule-1)  Białko błony apikalnej nabłonka cewki proksymalnej – nieobecne w warunkach fizjologicznych, ekspresja i obecność w moczu i krwi w przypadku uszkodzenia nerek i odróżnicowywania się komórek nabłonka cewki proksymalnej do fagocytów  Podwyższone stężenie KIM-1 w moczu korelowało z szybszym spadkiem przesączania kłębuszkowego u 63 chorych z jawną nefropatią w przebiegu DMt1 oraz u 177 chorych z wczesną nefropatią w przebiegu DMt2 (w okresie 3-3,5 lat); nie było jednak niezależnym czynnikiem predykcyjnym progresji niewydolności nerek Nielsen SE et al. Diabetes Res Clin Pract. 2012; 97: 71-6 Nielsen SE et al. Kidney Int. 2011; 79:  W grupie chorych z jawną nefropatią w przebiegu DMt1 stężenie KIM-1 w surowicy było predyktorem spadku eGFR i ryzyka schyłkowej nn. niezależnie od wyjściowej albuminurii, eGFR i Hb1Ac Sabbisetti VS et al. J Am Soc Nephrol 2014; 25:

TNF  i jego receptory Skupień J et al. J Diabetes Care 2014;37:  TNF  wydzielany w nerkach przez infiltrujące makrofagi oraz przez komórki nerki pod wpływem hiperglikemii i AGEs  Oddziałuje na receptory TNFR1 obecne na wszystkich komórkach oraz TNFR2, którego ekspresja zachodzi w nerkach pod wpływem hiperglikemii i AGEs; efektem aktywacji receptorów jest aktywacja NFκB, ekspresja adhezyn i chemokin, generacja wolnych rodników tlenowych  Stężenie TNFR2 w surowicy (jak też TNFR1) silnym predyktorem rozwoju nefropatii cukrzycowej w obu typach cukrzycy – progresji do makroalbuminurii oraz spadku wydolności nerek i ryzyka schyłkowej niewydolności nerek Niewczas MA et al. J Am Soc Nephrol. 2012; 23: Wu J et al. Exp Ther Med 2013; 6: Lopes-Virella MF et al. Diabetes Care 2013; 36: Pavkov ME et al. Kidney Int 2014 Oct 1 Forsblom C et al. Diabetes Care 2014; 37:

Kwas moczowy  Badania doświadczalne wykazały redukcję białkomoczu w nefropatii cukrzycowej pod wpływem allopurynolu (wpływ kwasu moczowego na dysfunkcję śródbłonka?)  Badania u ludzi z DMt2 pokazują korelacje między stopniem albuminurii a stężeniem kwasu moczowego Chuengsamarn S et al. J Diabetes Complications 2014; 28: Ling Y et al. Chin Med J (Engl) 2013; 126:  W grupie 263 chorych z świeżo rozpoznaną DMt1 stężenie kwasu moczowego niezależnie korelowało z ryzykiem rozwoju makroalbuminurii w okresie ~18 lat Hovind P et al. Diabetes 2009; 58:  W badaniu 324 chorych z DMt1 i normoalbuminurią, w 6-letniej obserwacji, niezależnymi predyktorami mikro- lub makroalbuminurii były HbA1c, albuminuria i stężenie kwasu moczowego w surowicy Jalal DI et al. Nephrol Dial Transpl 2010; 25:  W badaniu 286 chorych z DMt1 i normoalbuminurią oraz 248 chorych z DMt1 i mikroalbuminurią, w ~8-letniej obserwacji, wyjściowe stężenie kwasu moczowego było w obu grupach niezależnym predyktorem szybkiego obniżania się eGFR, obok stężeń TNFR1 i 2 oraz HBA1c i SBP Krolewski AS et al. Diabetes Care 2014; 37:

Badania proteomów  Dzięki technikom spektrometrii masowej możliwość jednoczesnego oznaczenia stężeń wszystkich peptydów i białek w badanym materiale (jego proteomu)  W diagnostyce nefropatii cukrzycowej najbardziej obiecujące badania profili proteomicznych moczu (~2000 peptydów i białek)  Panele kilkudziesięciu-kilkuset białek różnicują chorych z cukrzycową etiologią nefropatii oraz chorych z szybko postępującą nefropatią  Panel 273 białek (CKD273-classifier) różnicował chorych z rozwojem jawnej nefropatii w przebiegu cukrzycy w okresie 5 lat lepiej niż mikroalbuminuria  Najbardziej predykcyjnym markerem okazały się obniżone poziomy fragmentów kolagenu I (jego mniejsza degradacja w nefropatii?) Rossing K et al. J Am Soc Nephrol 2008;19: Zürbig P et al. Diabetes 2012; 61: Roscioni SS et al. Diabetologia. 2013;56:259-67

Badania proteomów  Trend spadkowy wydalania enzymów trzustkowych w miarę progresji mikroangiopatii cukrzycowej: Kontrola (n=27) → DMt2 bez powikłań mikronaczyniowych (n=33) → DMt2 powikłana retinopatią (n=15) → DMt2 powikłana jawną nefropatią (n=24) Cukrzyca bez powikłań vs. kontrola Cukrzyca z retinopatią vs. kontrola Jawna nefropatia vs. kontrola IDLiczba peptyd ó w qvalueratioqvalueratioqvalueratio Białka związane z zewnątrzwydzielniczą czynnością trzustki Pancreatic α-amylaseP α-amylase 2B*P Deoxyribonuclease-1P Śliniankowy izoenzym amylazy α-amylase 1P Inne białka, kt ó rych poziom był obniżony we wszystkich grupach Pro-epidermal growth factor P Mannan-binding lectin serine protease 2 O Basement membrane- specific heparan sulfate proteoglycan core protein P Lewandowicz A. Rozprawa Doktorska; WUM 2013

Badania metabolomu  W oparciu o techniki spektrometrii masowej lub chromatografii jednoczesne badanie stężeń wszystkich metabolitów w surowicy  ~2400 zidentyfikowanych metabolitów  W grupie 40 chorych z DMt2 i rozwojem ESRD w okresie 6,5-12,4 lat oraz 40 chorych z DMt2 bez progresji do ESRD w tym czasie, zidentyfikowano w surowicy 445 metabolitów, z czego 262 u >80% chorych, spośród nich 119 o stabilnych poziomach w powtarzanych pomiarach  Stężenia 28 metabolitów różniły się istotnie statystycznie między chorymi z ESRD i bez progresji do ESRD – w większości produkty katabolizmu aminokwasów, węglowodanów i nukleotydów Niewczas MA et al. Kidney International 2014;85:

miRNA – swoiste markery? Kato M et al. Nature Reviews Nephrology 2014;10:517–530  mikroRNA – krótkie niekodujące RNA (20-22 pary nukleotydów), które łacząc się z mRNA uniemożliwiają jego translację  stabilne w płynach ustrojowych i moczu → potencjalne zastosowanie w diagnostyce klinicznej  zwiększona lub zmniejszona ekspresja miRNA zaangażowanych w procesy zapalenia, włóknienia i generacji ROS w nefropatii cukrzycowej (m.in. ↑miR- 21, ↑miR-155, ↑miR-146a, ↑miR-192, ↓miR-25) Dey N et al. J Biol Chem 2011;286: Chung AC et al. JASN 2010;21: Huang Y et al. BMC Nephrol 2014 Sep 2

miRNA – modyfikowalne czynniki ryzyka? Kato M et al. Kidney Int 2011;80:  Podawanie oligonukleotydów o aktywności anty-miRNA 192 przez 2-17 tygodni myszom z DMt1 zwiększało ekspresję represora Zeb1/2 i zmniejszało ekspresję genów kolagenów, TGF , CTGF i fibronektyny, zmniejszało włóknienie i ograniczało białkomocz Putta S et al. JASN 2012;23:  Zwiększona ekspresja miRNA-192 w komórkach mezangium pod wpływem TGF  hamuje aktywność represora Zeb1/2 promotorów genów TGF  i białek macierzy łącznotkankowej, doprowadzając do ich zwiększonej syntezy

Podsumowanie Konieczność poszerzenia zasobu narzędzi diagnostyki i monitorowania nefropatii cukrzycowej Postęp w zakresie znajomości mechanizmów patogenezy nefropatii cukrzycowej pozwala na identyfikację nowych potencjalnych predyktorów i markerów zaawansowania choroby Potrzeba konfrontacji wartości prognostycznych nowych markerów z albuminurią w tych samych badaniach Szanse na istotną poprawę wykrywalności wczesnej nefropatii cukrzycowej  badania proteomów i metabolomów  badania mikroRNA