Interakce mezi cytokiny, vrozenými anomáliemi ledvin a močových cest a chronickým onemocněním ledvin

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Ana Cristina Simões a Silva a kol

Fetální hydronefróza je nejčastější anomálií detekovanou na prenatálním ultrazvuku, která postihuje 1–5 procent těhotenství. Hlavním cílem postnatálního vyšetření je odhalit kojence s těžkým onemocněnímmočovýtraktobstrukce a klinicky významné anomálie močových cest v heterogenním světě pacientů. Vrozené uropatie jsou častou příčinou pediatriechronickýledvinachoroba(CKD). Zobrazovací techniky k tomuto účelu jednoznačně přispívají; někdy jsou však tato vyšetření invazivní, velmi nákladná a nedostačují k přesné definici nejlepšího přístupu i prognózy. V poslední době se biomarkery staly středem zájmu klinického výzkumu jako potenciálně užitečné diagnostické nástroje u dětských urologických onemocnění. V tomto ohledu nedávné studie naznačují roli cytokinů a chemokinů v patofyziologii CAKUT a pro progresi do CKD(chronickýledvinachoroba). Někteří autoři navrhli, že hodnocení těchto zánětlivých mediátorů by mohlo pomoci při léčbě postnatálních uropatií a detekci pacientů s vysokým rizikem rozvojechronickýledvinachoroba. Cílem této práce je proto revidovat obecné aspekty cytokinů a souvislost mezi cytokiny, CAKUT a CKD zahrnutím experimentálních a klinických důkazů.

Cistancheumí léčitchronické onemocnění ledvin

1. Úvod

Fetální hydronefróza je nejčastější anomálií detekovanou na prenatálním ultrazvuku, která postihuje 1–5 procent těhotenství [1, 2]. Navzdory jejich vysoké frekvenci výskytu existuje jen malá shoda ohledně léčby kojenců s prenatální hydronefrózou (PNH) [3]. Existuje řada studií zabývajících se významem dilatace fetální ledvinové pánvičky (RPD) jako indikátorumočovýtraktanomálie [4–7]. Stupeň PNH se pohybuje od mírného po těžký a intuitivně by měl stupeň PNH korelovat se závažností základní etiologie [1, 2, 8]. Přesněji řečeno, riziko obstrukce ureteropelvické junkce (UPJO) se významně zvyšovalo s vyššími stupni PNH [9], ale riziko vezikoureterálního refluxu (VUR) se u všech skupin závažnosti významně nelišilo. Většina studií také ukázala, že jediný postnatální US není schopen předpovědět přítomnost nebo závažnost VUR [6, 10, 11]. Postnatální léčba je proto heterogenní, některá centra doporučují podrobné vyšetření včetně mikční cystourethrografie (VCUG) ve všech případech a jiná indikují méně intenzivní přístup [12–16]. Proto i přes pokrok zůstává problematika postnatálního diagnostického managementu prenatální hydronefrózy náročným problémem [17, 18].

RPD může být časným sonografickým příznakemmočovýtraktobstrukce nebo jako marker jiných abnormalit, jako je renální duplikace nebo VUR, které nelze v USA během těhotenství snadno identifikovat. Proto se pacientka nyní dostavuje k urologovi nebo dětskému nefrologovi ještě před narozením dítěte s předpokládanou diagnózou spíše než symptomem [19]. V důsledku toho kojenci s diagnózou PNH běžně podstupují postnatální zobrazovací vyšetření. Klasicky vede prenatální diagnostika hydronefrózy k postnatálnímu vyšetření, včetně sonografie, VCUG a izotopové renografie [17, 20]. Hlavním cílem postnatálního vyšetření je odhalit kojence s těžkým onemocněnímmočovýobstrukce cest a klinicky významné vrozené anomálie ledvin a močových cest (CAKUT) v heterogenním vesmíru pacientů. K tomuto účelu jednoznačně přispívají zobrazovací techniky. Některé z těchto vyšetření jsou však invazivní a velmi drahé. Navíc někdy zobrazovací techniky nestačí k přesné definici indikace chirurgického přístupu ani ke stanovení prognózy [21].

Biomarkery se v poslední době staly středem zájmu klinického výzkumu jako potenciálně užitečné diagnostické nástroje u dětských urologických onemocnění [22]. Biomarkery jsou jakékoli testy, které pomáhají rozlišovat mezi dvěma nebo více biologickými stavy a řídí další klinické rozhodování [23]. V tomto ohledu Muller a kol. uvedli, že fetální sérový ss2-mikroglobulin a cystatin C jsou dobrými markery postnatální renální funkce u bilaterální renální hypoplazie a dysplazie [24]. Nedávno Mersobian et al. [25] hledali specifické proteiny pozměněné v UPJO bymočovýproteomové analýzy a zjistil statisticky významný rozdíl ve vyjádření řadymočovýproteiny a polypeptidy mezi pacienty s UPJO a kontrolami. Tyto rozdíly přetrvávaly při prezentaci a v průběhu času, i když se profil kandidátních biomarkerů měnil podle věku pacienta. Jsou zapotřebí další studie, aby se mezi touto skupinou proteinů a polypeptidů identifikoval, který potenciální biomarker může pomoci při klinickém rozhodování [25]. Například předběžné výzkumy zaměřené na koncentrace transformujícího růstového faktoru beta (TGF-) v moči naznačily, že by tento cytokin mohl být užitečný při detekcimočovýtraktobstrukce a klinicky relevantnímočovýtraktanomálie v heterogenním vesmíru pacientů [26].

Obstrukční nefropatie není jednoduchým výsledkem mechanického poškození průtoku moči, ale komplexním syndromem, který má za následek změny glomerulární hemodynamiky a tubulární funkce způsobené interakcí různých vazoaktivních faktorů a cytokinů, které jsou aktivovány v reakci na obstrukci. Cytokiny hrají roli ve vývoji a progresi fibrotických a sklerotických změn u obstrukcíledvina[27]. Apoptózu může iniciovat velké množství faktorů, z nichž některé mohou souviset s obstrukčními nefropatiemi, jako je hypoxie, ischemie, cytokiny, růstové faktory, angiotensin II, endotelin-1, tromboxan, prostaglandiny a mechanické natažení [28– 30]. Je však třeba zdůraznit, že biochemické, buněčné a molekulární mechanismy obstrukčních uropatií jsou stále do značné míry neznámé [28, 31]. Pochopení tohoto procesu jistě pomůže při léčbě fetální hydronefrózy a při detekci pacientek s vysokým rizikemchronickýledvina choroba(CKD). V tomto ohledu nedávné studie naznačují roli cytokinů a chemokinů v patofyziologii fetální hydronefrózy [28, 31, 32]. Opravdu se domníváme, že hodnocení těchto zánětlivých mediátorů by mohlo pomoci při léčbě CAKUT. Cílem tohoto článku je revidovat obecné aspekty cytokinů a souvislost mezi cytokiny, CAKUT a CKD(chronickýledvinachoroba)zahrnutím experimentálních a klinických studií. Za tímto účelem jsme vyhledali články na PubMed a Scopus pomocí kombinace slov: „UPJO“, „VUR“ nebo „CAKUT“ a „chemokiny“ nebo „cytokiny“. Po tomto prvním kroku jsme vybrali práce, které hodnotily cytokiny jako potenciální markery klinického průběhu,močovýtraktobstrukce a/nebo CKD u dětských pacientů. Tímto způsobem jsme sestavili seznam příspěvků prezentovaných v této recenzi.

Cistancheumí léčitchronické onemocnění ledvin

2. Cytokiny: Obecné pojmy a charakteristiky

Cytokiny jsou nadbytečné vylučované proteiny s růstovými, diferenciačními a aktivačními funkcemi, které regulují a určují povahu imunitních odpovědí a kontrolují přenos imunitních buněk a buněčné uspořádání imunitních orgánů. Tyto mediátory se účastní prakticky všech aspektů imunity a zánětu, včetně vrozené imunity, prezentace antigenu, diferenciace kostní dřeně, buněčného získávání a aktivace a exprese adhezních molekul. V reakci na cytokiny se spouští kaskáda odpovědí a k vyjádření jejich optimální funkce je zapotřebí několik cytokinů působících společně. Četné cytokiny mají prozánětlivé vlastnosti, jako je interleukin{0}} (IL-6) a tumor nekrotizující faktor-alfa (TNF- ), zatímco jiné modulují interleukin -10 (IL{{ 6}}) a transformující růstový faktor-beta (TGF-𝛽) [33].

Chemokiny tvoří velkou rodinu nízkomolekulárních cytokinů, jejichž hlavním účinkem je nábor a aktivace podskupin leukocytů v různých modelech zánětu – slovo „chemokin“ je zkratkou pojmů „chemoatraktant“ a „cytokin“ [34]. Tubulární epiteliální buňky mohou být bohatým zdrojem zánětlivých chemokinů včetně regulovaných aktivací, normálního T exprimovaného a secernovaného (CCL5/RANTES), monocytárního chemotaktického proteinu-1 (CCL2/MCP-1), zánětlivého proteinu makrofágů 1 alfa (CCL3/MIP-1𝛼), CX3CL1/fraktalkin a interleukin-8 (CKCL8/IL-8) [35]. Tubulární epiteliální buňky jsou také cílem chemokinů, protože tyto buňky reagují na stimulaci CCL2/MCP1 uvolňováním IL-6 a intracelulární adhezní molekuly-1 [36]. Messenger RNA pro chemokinové receptory lze detekovat také v podocytech a glomerulech [34].

3. Cytokiny u onemocnění ledvin souvisejících s CAKUT

Řada studií prokázala vztah mezi renálním onemocněním a produkcí cytokinů [28, 34, 37–40]. Opravdu, měřenímočovýHladiny cytokinů v plazmě a renální tkáni byly použity k monitorování a diagnostice různých urologických aledvinanemocí[34, 40, 41]. V této části jsme uvedli studie, které spojovaly cytokiny s relevantními klinickými důsledky CAKUT, jako je akutní pyelonefritida,močovýtraktobstrukce a zjizvení ledvin.

Akutní pyelonefritida je nejčastěji pozorována u dětských pacientů s CAKUT, který vedl kmočovýtraktobstrukce. Prediktivní faktory zjizvení ledvin u pacientů s akutní pyelonefritidou však zůstávají neznámé. V tomto ohledu Sheu a kol. [38, 39] hodnotili sérum amočovýhladiny interleukinu-1𝛽 (IL-1𝛽), IL-6 a CXCL8/IL-8 u dětí s akutní pyelonefritidou. V první studii tito autoři uvedli, že hladiny IL1-𝛽 byly významně sníženy u dětí s renálním zjizvením, což pravděpodobně ukazuje na ochrannou funkci tohoto cytokinu [38]. IL-1𝛽 je primárně syntetizován buňkami řady mononukleárních fagocytů, ale tento cytokin produkují i ​​endoteliální buňky a neutrofily. Nejdůležitější biologickou aktivitou je její schopnost aktivovat T lymfocyty a zvýšit proliferaci B-buněk, a tím zvýšit syntézu imunoglobulinů [33]. Tyto účinky mohou být zodpovědné za ochranu před renálním zjizvením u pacientů s akutní pyelonefritidou. Na druhou stranu stejná výzkumná skupina již dříve zjistila, že u dětí s akutní pyelonefritidou dochází k významnému zvýšení hladin IL-6 a CXCL8/IL{12}} v séru a moči ve srovnání s dětmi s nižší hladinou moči. infekce traktu [39]. Toto zjištění podporuje hypotézu, že uvolňování IL-6 a CXCL8/IL-8 z močového traktu vede k systémové odpovědi hostitele [39], protože IL-6 je odpovědný prozánětlivý cytokin pro pyrexii a produkci proteinů akutní fáze [33], zatímco CXCL8/IL-8 je chemokin odpovědný za infiltraci neutrofilů do močového traktu s důležitou úlohou v akutním zánětu [39]. Navíc se zdá, že genové polymorfismy CXCL8/IL-8 zvyšují náchylnost k akutní pyelonefritidě. Například přítomnost alely IL{26}}A v genotypu dětí s infekcí močových cest bez vezikoureterálního refluxu zvýšila riziko pyelonefritidy [42].

Ve vztahu k renálnímu zjizvení je TGF-𝛽 fibrogenní cytokin, který stimuluje ukládání proteinů extracelulární matrix a tvorbu jizev vledvinaparenchym. Na druhou stranu, pokud jde o regulaci imunitního systému, TGF-𝛽 vykazuje protizánětlivé účinky tím, že inhibuje proliferaci mnoha různých typů buněk [33]. Zdá se, že kromě zjizvení ledvin souvisí také TGF-𝛽močovýtraktobstrukce. V tomto ohledu Monga a kol. [43] studovali 17 mužů s obstrukcí vývodu močového měchýře a 6 pacientů bez obstrukce a prokázali, že u pacientů s obstrukcí byly hladiny TGF-𝛽 v moči významně vyšší než u pacientů bez obstrukce.

Cistanche umí léčitchronické onemocnění ledvin

4. Cytokiny v CAKUT: Experimentální studie

K pochopení histopatologických změn, mechanismů a terapeutických přístupů obstrukčních nefropatií se často používají zvířecí modely [41, 44–46]. Většina uváděných zvířecích modelů využívala krysy a myši, ale také králíci, prasata a ovce [31].

Byly vyvinuty modely experimentální postnatální unilaterální ureterální obstrukce u novorozených potkaních mláďat, která nadále vykazují aktivní nefrogenezi v postnatálním období [31]. Částečná unilaterální ureterální obstrukce byla chirurgicky vytvořena zachycením ureteru ve zvířecím psoas svalu, zatímco úplná obstrukce byla vytvořena chirurgickým sevřením a uzavřením ureteru [31]. U potkanů ​​se hlavní část nefrogeneze vyskytuje během 7 až 10 dnů po narození [47, 48]. Některé modely používaly zvířata s vrozenými uropatiemi, zatímco jiné hodnotily zvířata podrobená operaci po narození [47]. Indukce ureterální obstrukce u novorozených potkanů ​​jasně zasahuje do probíhající nefrogeneze a tento postup obvykle vede k podstatnému poškození ledvin [47].

Tento druh experimentálního modelu napodobuje lidskou ureterální obstrukci ve druhém a třetím trimestru těhotenství; významné poškození ledvin je však u kojenců méně časté [49]. Hlavní rysy nalezené v obstrukčních modelech jsou apoptóza tubulárních buněk, mezenchymální transformace myocytů, snížená glomerulární výbava a glomerulární poškození [28, 48, 50]. Pochopení patofyziologických mechanismů a molekulárních událostí je důležité pro definování okamžiku intervence [31]. Obrázek 1 ukazuje hlavní mechanismy zahrnuté v modelech obstrukčních uropatií.

Zabráněnoledvinyvykazovaly zvýšení aktivity angiotenzinu II, což zase snižuje renální krev a způsobuje ischemii a zástavu růstu ledvin. Ačkoli se průtok krve ledvinami obvykle normalizuje 6 týdnů po zmírnění dočasné obstrukce, růst ledvin zůstává pozměněn, což naznačuje, že za poruchu růstu jsou zodpovědné další faktory [47], jako je snížení buněčné proliferace, zvýšení buněčné apoptózy a progrese intersticiální fibróza [48].

Chevalier a kol. [48] ​​studovali neonatální krysy podrobené jednostranné ureterální obstrukci nebo falešné operaci ve věku jednoho dne, s úlevou o pět dní později. U dalších skupin neonatálních potkanů ​​byla operace provedena ve 14 dnech s úlevou po 19 dnech [48]. Tři měsíce po zmírnění jednostranné ureterální obstrukce během 14. až 19. dne se růst ledvin snížil o 50 procent ve srovnání s 30procentním snížením po zmírnění jednostranné ureterální obstrukce během 1. až 5. dne. Počet glomerulů se snížil přibližně o 50 procent bez ohledu na načasování obstrukce, ale velikost glomerulů byla zmenšena pouze u potkanů ​​s jednostrannou ureterální obstrukcí od 14. do 19. dne [48]. Tato studie ukazuje, že v období bezprostředně po nefrogenezi,ledvinaje zvláště náchylný k dlouhodobému zranění z dočasné jednostranné obstrukce. To naznačuje, že je třeba se vyvarovat oddálení úlevy od významné ureterální obstrukce, pokud je diagnostikována v perinatálním nebo neonatálním období [48]. Stejná skupina také hodnotila novorozené potkany, kteří prodělali jednostrannou ureterální obstrukci v jeden den věku, jejichž obstrukce byla uvolněna 1., 2., 3. nebo 5. den po operaci [51]. Růst bráněnýchledvinaklesala lineárně podle délky trvání ureterální obstrukce, zatímco u kontralaterální ledviny se rozvinula kompenzační hypertrofie [51]. Kontralaterální renální hypertrofie by měla být považována za důležitý příznak pokročilé obstrukční uropatie [52]. V souhrnu tyto zvířecí modely ukazují, že renální růst a funkce jsou narušeny úměrně závažnosti a trvání obstrukce.

Mikroskopické změny obstrukceledvinyjsou zpočátku zvětšený tubulární průměr sekundárně k tubulární buněčné proliferaci a dilataci. Dále začíná apoptóza tubulárních buněk následovaná apoptózou intersticiálního kompartmentu [53]. Dochází k postupné, ale kontinuální apoptóze a

proliferace fibroblastů a zánětlivých buněk [53, 54]. Apoptóza tubulárních buněk přispívá k poruše růstu ledvin [53], zatímco proliferace intersticiálních fibroblastů s transformací myofibroblastů vede k nadměrnému ukládání extracelulární matrix a renální fibróze [50]. Fenotypový přechod rezidentních renálních tubulárních buněk, endoteliálních buněk a pericytů se také účastní tohoto procesu.

Různé intrarenální faktory vedou k progresivní intersticiální fibróze, včetně růstových faktorů a cytokinů, jako je angiotensin II, MCP{0}}, TGF- a adhezní molekuly, které jsou produkovány hydronefrotickou ledvinou [28]. Změněná renální exprese růstových faktorů a cytokinů moduluje buněčnou smrt apoptózou nebo fenotypovým přechodem glomerulárních, tubulárních a vaskulárních buněk. Mezi mediátory buněčného poškození patří hypoxie, ischemie a reaktivní formy kyslíku, zatímco fibroblasty podléhají transformaci myofibroblastů se zvýšeným ukládáním extracelulární matrix. Na druhé straně byla identifikována řada endogenních antifibrotických kontraregulačních molekul, které otevírají možnost zvýšeníledvinyvlastní obranyschopnost proti progresivní fibróze [28, 55].

Cytokiny jako TGF-𝛽 a TNF-𝛼 a chemokiny jako CCL2/MCP-1, CCL5/RANTES, makrofágový zánětlivý protein-2 (MIP-2) a 𝛾-interferonem indukovatelný protein ( IP-10) byly hodnoceny u experimentální hydronefrózy [27, 28, 31, 32].

TGF-𝛽 se významně podílí na tubulointersticiální fibróze. Tento cytokin zvyšuje syntézu matrix, depozici kolagenu a tubulární apoptózu upreguluje adhezi integrin-matrix a inhibuje degradaci matrix [32, 45, 56]. Rezidentní renální tubulární buňky a intersticiální buňky mohou být zodpovědné za produkci TGF-𝛽; zdá se však, že hlavním zdrojem TGF-𝛽 během procesu intersticiální fibrózy jsou intersticiální fibroblasty [57]. V tomto ohledu Mizuno a kol. [58] zjistili, že zvýšená exprese TGF-𝛽 korelovala s fibrotickými změnami intersticiálních oblastí vledvinymyší vystavených jednostranné ureterální obstrukci. V souladu s tím Seseke et al. [50] také detekovali souvislost mezi intersticiální fibrózou a zvýšenou renální expresí TGF-𝛽 mRNA u inbredního kmene potkanů ​​s vrozenou hydronefrózou. Kromě toho Zhou a kol. [52] zaznamenali výrazné zvýšení renální hladiny TGF-𝛽 paralelně s fibrotickými změnami vrozené a chirurgické obstrukce ureteru u potkanů. Exprese TGF-𝛽 se skutečně významně zvýšila po dokončení nefrogeneze [47].

Cistanche umí léčitchronické onemocnění ledvin

Úloha TGF-𝛽 u obstrukčních nefropatií byla prokázána i u jiných živočišných druhů. Seremetis a Maizels [56] studovali králičí mláďata podrobená částečné konstrikci ureteru a lidské vzorky ledvinné pánvičky a ureteru pocházející z případů izolované renální obstrukce zvládnuté pyeloplastikou a nefrektomií nebo izolovaného vezikoureterálního refluxu řízeného ureterální reimplantací. Tito autoři detekovali signifikantně vyšší expresi TGF-𝛽 mRNA v neprůchodné pánvi než v pánvi bez obstrukce. Toto zvýšení exprese TGF-𝛽 mRNA korelovalo se svalovou hypertrofií a zvýšeným ukládáním kolagenu, což obojí představuje proces remodelace ledvinové pánvičky v reakci na obstrukci. Nižší hladina exprese TGF-𝛽 mRNA může být známkou menší remodelace v důsledku ustáleného stavu obstrukce. Exprese TGF-𝛽 mRNA se ukazuje jako dobrý prediktor časné obstrukce [56].

Molekulární dráhy pro účinky zprostředkované receptorem TGF-𝛽 byly také hodnoceny u experimentální hydronefrózy [31]. V tomto kontextu je Smad 3 protein zodpovědný za signalizaci downstream od receptorů TGF-𝛽 [59]. Sato a kol. [60] studovali myši s genetickou delecí Smad3 a kontroly divokého typu. Pravý proximální ureter byl obnažen a dvakrát podvázán ve věku 6–8 týdnů. V nepřítomnosti Smad3 byla tvorba fibroblastů blokována, což jasně ukazuje na spojení mezi fibrózou a TGF-𝛽 u obstrukčních uropatií [60]. Z našeho pohledu zvířecí modely CAKUT podporují roli TGF-𝛽 jako potenciálního biomarkeru promočovýtraktobstrukce. Také se domníváme, že by měly být provedeny translační studie, aby se stanovila úloha TGF-𝛽 v patogenezi lidského CAKUT a aby se hledaly alternativní farmakologické cíle inhibicí tohoto cytokinu.

TNF-𝛼 může hrát roli při iniciaci tubulointersticiálního poranění u obstrukcíledviny[28]. TNF-𝛼 stimuluje produkci chemotaktických faktorů rezidentními buňkami a upreguluje CCL2/MCP-1 v lidských mezangiálních buňkách [28]. Zvýšení TNF-𝛼 v časných stádiích obstrukce stimuluje produkci chemoatraktantů pro monocyty, což zase přispívá k infiltraci leukocytů v obstrukceledviny[28]. Missouri a kol. [61] studovali expresi TNF-𝛼 mRNA u potkanů ​​vystavených progresivním stupňům obstrukce levého ureteru. Renální kortikální TNF-𝛼 mRNA exprese a produkce proteinu dosáhly vrcholu po 3 dnech ureterální obstrukce. Produkce TNF-𝛼, lokalizovaná primárně v renálních kortikálních buňkách, nebyla spojena s významným zánětlivým buněčným infiltrátem [61]. TNF- 𝛼 se skutečně může podílet na iniciaci tubulointersticiálního poranění u obstrukcíledvinaupregulací chemoatraktantů pro monocyty a produkcí infiltrace leukocyty [32]. Údaje hodnotící TNF-𝛼 jsou stále velmi omezené. Nicméně vzhledem k tomu, že TNF-𝛼 má prozánětlivé vlastnosti, zdá se rozumné prozkoumat roli tohoto cytokinu na drahách spojujících tubulointersticiální poranění s CKD(chronickýledvinachoroba).

Ve vztahu k chemokinům Vielhauer et al. [62] zjistili zvýšenou expresi CC chemokinů, CCL2/MCP-1 a CCL5/RANTES, v místech progresivního tubulointersticiálního poškození v modelu myší obstrukční nefropatie. Byla také pozorována intersticiální infiltrace makrofágů a T lymfocytů, které odlišně exprimovaly CCR2 receptory. Tyto údaje naznačují, že CCR2- a CCR5-pozitivní monocyty a CCR5-pozitivní lymfocyty jsou přitahovány lokálně uvolněnými CCL2/MCP-1 a CCL5/RANTES, což má za následek chronické intersticiální zánět [62]. CCL2/MCP-1 je skutečně zánětlivý chemokin, který přitahuje a aktivuje monocyty, T buňky a přirozené zabíječe [33, 34]. V tomto ohledu Stephan a kol. [49] způsobil částečnou nebo úplnou ureterální obstrukci u 28-denních potkanů ​​Wistar. Tito autoři zjistili, že exprese mRNA pro CCL2/MCP-1 byla mírně zvýšená u částečné obstrukce močovodů, zatímcoledvinybez významného poškození nevykazovaly žádnou upregulaci [49]. Studie kvalifikuje expresi MCP-1 mRNA jako prognostický marker částečné ureterální obstrukce [49]. Na druhou stranu Crisman a spol. [63] detekovali expresi CCL2/MCP-1, CCL5/RANTES a IP-10 po 1 dni jednostranné ureterální obstrukce u myší a po 7 dnech se RANTES stal nejhojnějším chemokinem v překážejícíledvina[63]. Proto je stále potřeba více studií jasně definovat roli CC chemokinů u obstrukčních uropatií.

Další cytokiny byly také spojeny s experimentálními modely CAKUT. Například u 75 procent transgenních zvířat s nadměrnou expresí IL-9 se vyvinula vrozená hydronefróza a změna byla závislá na přítomnosti IL-4 a IL-13 [64]. Kromě toho Madsen [65] nalezl významně nižší hladiny IL-10 v renálním parenchymu a moči akutních unilaterálních obstrukcí zvířat, zatímco renální hladiny IL-1𝛽, IL-6 a TNF -𝛼byly zvýšeny na falešně operovaná zvířata.

Studium cytokinů u hydronefrózy by mohlo poskytnout nové poznatky pro léčbu nebo nové způsoby, jak otupit poškození ledvin u obstrukčních uropatií. Například zvířata s obstrukcí pravého močovodu léčená spironolaktonem vykazovala menší fibrózu než kontrolní skupina [46]. Vzhledem k tomu, že angiotenzin II přispívá alespoň částečně ke zvýšené expresi TNF-𝛼mRNA v obstrledviny[28] se použití inhibitorů angiotenzin-konvertujícího enzymu ukazuje jako účinný způsob prevence renální fibrózy [44]. Jako potenciální léčba se objevilo také použití statinů. V tomto ohledu podávání atorvastatinu zlepšilo tkáňové poškození ucpaných močovodů v experimentálním modelu [66]. Exprese TGF-𝛽1 a prozánětlivých cytokinů IL-1𝛽, IL-6 a TNF-𝛼 byla po léčbě atorvastatinem snížena [66]. Dalším racionálním přístupem k tupé renální fibróze je blokování účinků růstových faktorů. V tomto ohledu Isaka et al. [57] ukázali, že intersticiální fibróza může být blokována antisense oligodeoxynukleotidy TGF-𝛽1.

Kromě toho se modulace oxidu dusnatého, epidermálního růstového faktoru (EGF) a hepatocytového růstového faktoru zdá být dobrou strategií k léčbě obstrukční nefropatie v budoucnosti [55, 58, 67]. Stručně řečeno, existuje velmi málo studií o úloze imunitních markerů jako terapeutických cílů v experimentálním CAKUT. Zdá se však, že inhibice prozánětlivých a fibrogenních cytokinů je rozumnou strategií pro zachování renálních funkcí.

5. Cytokiny v CAKUT: Klinické studie

Je třeba zdůraznit, že klinické studie poskytly jen málo údajů o roli cytokinů v CAKUT a většina z nich hodnotila obstrukci ureteropelvické junkce (UPJO) a vezikoureterální reflux (VUR).

5.1. Obstrukce ureteropelvické křižovatky.

UPJO je nejčastější příčinou těžké hydronefrózy u dětí [68]. UPJO je v 90 procentech případů jednostranná a může být důsledkem vnitřního zúžení v místě přechodu mezi močovodem a ledvinnou pánvičkou nebo vnější komprese pomocnou tepnou dolního póluledvina[21]. Stupně hydronefrózy se u pacientů s UPJO liší. Histologické změny se mohou lišit od absence abnormalit až po renální dysplazii s glomerulosklerózou a rozsáhlou intersticiální fibrózou a tubulární atrofií [69]. Oblast UPJO je trvale zanícená a má různé stupně fibrózy a svalové hypertrofie [69].

Postnatal differentiation between obstructive and nonobstructive hydronephrosis is quite difficult. Several studies have been made on patients with UPJO in order to find out noninvasive biomarkers to allow the diagnosis and treatment of these patients. In this regard, cytokines and growth factors have been studied in UPJO [41]. The most relevant results were obtained with MCP-1, EGF, and TGF-/span>

Zdravé děti vykazovaly vysokou expresi EGF mRNA v renální tkáni, zatímco CCL2/MCP-1 mRNA byla normálně nedetekovatelná. Na druhé straně u pacientů s UPJO byla exprese genu CCL2/MCP-1 nápadně zvýšena na tubulointersticiální úrovni, zatímco exprese genu EGF byla výrazně snížena. Intersticiální infiltráty mononukleárních buněk u pacientů s UPJO přísně korelovaly se stupněm tubulointersticiálního poškození [70, 71]. V souladu s tím,močovýkoncentrace EGF byly u pacientů s UPJO sníženy, zatímco hladiny CCL2/MCP-1 byly zvýšeny [70, 72]. Po chirurgické korekci došlo k výraznému snížení vmočovýhladiny CCL2/MCP-1 doprovázené výrazným zvýšením koncentrace EGF. Tyto dva cytokiny by proto mohly být užitečné pro sledování pacientů s obstrukcí [70]. V prospektivní studii to uvedl Madsenmočovýkoncentrace EGF a CCL2/MCP-1 byly významně zvýšeny v předoperačních vzorcích odebraných pacientům s UPJO před chirurgickým výkonem ve srovnání s močí zdravých dětí [65]. Ve stejné studii byly koncentrace CCL2/MCP-1, MIP-1𝛼, IP-10 a RANTES zvýšeny v moči z ucpanýchledvinave srovnání s močí z kontralaterální bez obstrukceledvina[65]. Tyto vzorky moči byly odebrány během chirurgického zákroku. Jeden rok po operaci byly koncentrace EGF, CCL2/MCP-1, MIP-1𝛼, IP-10 a CCL5/RANTES sníženy na hladiny srovnatelné se zdravými kontrolami [65, 73 ].

Taranta-Janusz porovnával případy obstrukční PNH (kteří podstoupili operaci) s nechirurgicky zvládnutými případy a se zdravými subjekty (kontrolní skupina). Tito autoři to zjistilimočovýhladiny CCL2/MCP-1 z vymočené moči před a po operaci az postižené pánve byly signifikantně vyšší než u nechirurgicky zvládnutých případů, stejně jako u kontrolní skupiny [74]. Autoři také studovali hladinu osteopontinu (OPN) a CCL5/RANTES ve vzorcích moči.Močovéhladiny OPN byly signifikantně vyšší v chirurgických případech než u nechirurgicky léčených pacientů [74]. Hladiny CCL5/RANTES v moči byly signifikantně vyšší ve vzorcích moči z postižené pánve odebrané během operace než ve vymočené moči před pyeloplastikou [74]. Tři měsíce po operaci se hladiny těchto tří biomarkerů v moči nevrátily ke kontrolním hodnotám [74].

Palmer a kol. [75] studovali pacienty podstupující pyeloplastiku (pacienti s UPJO), ureterální reimplantaci (pacienti s VUR) nebo obřízku/orchiopexi a měřilimočovýhladiny TGF-𝛽1 shromážděné v močovém měchýři a pánvi. Koncentrace TGF-𝛽1 byly detekovány ve všech skupinách bez významných rozdílů ve vzorcích močového měchýře. Naproti tomu hladina tohoto cytokinu byla významně zvýšená v ledvinové pánvičce dětí s UPJO ve srovnání s hladinou získanou v močovém měchýři kontrolní skupiny, skupiny VUR a pacientů s UPJO [75]. Nedávno Furness et al. [76] měřili hladiny TGF-𝛽1 shromážděného v močovém měchýři a ledvinové pánvičce pacientů s UPJO.Močovéhladiny TGF-𝛽1 u dětí s UPJO byly 4-krát vyšší než u zdravých kontrol a vzorky získané z ledvinné pánvičky měly 2-násobné zvýšení koncentrací cytokinů ve srovnání se vzorky močového měchýře. Pokud byl navíc uvažován hraniční bod 61 pg/mg kreatininu, bylo dosaženo 92% citlivosti pro měření TGF-𝛽1 v močovém měchýři v moči [76]. Hlavním problémem této studie byl nedostatek korelace s pacienty s konzervativně léčenou dilatační neobstrukční uropatií. V případové kontrolní studii, kde 19 pacientů podstoupilo pyeloplastiku, Sager et al. zjistili, že když byly hladiny TGF-𝛽1 vyšší než 39,75 pg/ml, mají pacienti 4,{17}}násobné relativní riziko obstrukční hydronefrózy ve srovnání s hladinami pod 39,75 pg/ml [77].

El-Sherbiny a kol. [78] porovnávalimočovýHladiny TGF- 𝛽 mezi pacienty s obstrukcí a pacienty bez obstrukcí s hydronefrózou 3. stupně. U pacientů s obstrukcí,močovýkoncentrace TGF-𝛽 naměřené v ledvinové pánvičce byly 4-krát vyšší než naměřené hodnoty v močovém měchýři, které byly naopak 3-krát vyšší než u zdravých kontrolních vzorků. Byl zde také trend snižování hladin TGF-𝛽 v močovém měchýři 3 měsíce po chirurgické korekci obstrukce. Navíc měření hladin TGF-𝛽1 v moči mělo 80 procent citlivosti a 82 procent specificity pro rozpoznání obstrukce [78]. Ve stejné nemocnici v Egyptě Taha a spol. [79] hodnotili 35 dětí s UPJO podrobených pyeloplastice, které měly hydronefrózu stupně 3 nebo vyšší. Tito autoři zjistili významně zvýšené hladiny TGF-𝛽 ve skupině UPJO ve srovnání se zdravými kontrolami. Přítomnost vysoké základní liniemočovýhladiny TGF-𝛽 u mladších dětí významně zvýšily diagnostickou přesnost tohoto měření. Navíc došlo k poklesu koncentrace TGF- 𝛽 1 měsíc po pyeloplastice, který dosáhl statistické významnosti 1 rok po operaci [79]. Rozdíl ve výsledcích získaných v obou egyptských studiích může být způsoben časovým bodem měření: 3 versus 12 měsíců po pyeloplastice.

Zieg a kol. oznámil tomočovýhladiny TGF-𝛽1 byly významně vyšší u pacientů s obstrukčními uropatiemi než u pacientů s neobstrukční hydronefrózou a zdravých kontrol [80]. Pozitivní korelace mezimočovýHladiny TGF-𝛽1 a proteinurie byly nalezeny u obstrukčních uropatií [80].

Starší děti mají obvykle nižšímočovýhladiny TGF-𝛽1 v močovém měchýři pravděpodobně v důsledku snížení nebo ustálené produkce tohoto cytokinu při dlouhodobé obstrukci [76, 78, 79]. V Kanadě Almodhen et al. [26] hodnotili roli TGF-𝛽 v diagnostice a longitudinálním sledování homogenní skupiny novorozenců s prenatální unilaterální hydronefrózou. Tito autoři ukázali, že v konzervativně léčené skupině bylo snížení stupně hydronefrózy v průběhu času spojeno s podobným poklesemmočovýkoncentrace TGF-𝛽1 [26]. Tento výsledek ukazuje na užitečnostmočovýměření TGF-𝛽1 pro sledování pacientů s vrozenou hydronefrózou. Ve skupině chirurgicky léčenýchmočovýkoncentrace TGF-𝛽1 významně poklesly po pyeloplastice během průměrné doby sledování 7 měsíců. Při hraničním bodě 17 pg/mmol kreatininu, měřenímočovýTGF-𝛽1 v prvních 3 měsících života měl 82 procent senzitivity a 86 procent specificity v predikci operace [26]. Kromě různých metodologií a načasování sběru moči je TGF-𝛽1 marker více prozkoumaný a slibný v rozlišení obstrukčního od neobstrukčního CAKUT (tabulka 1).

5.2. Vezikoureterální reflux.

VUR je vrozená anomálie, která zvyšuje riziko opakované pyelonefritidy, a v důsledku toho může mít za následek renální jizvy, reninem zprostředkovanou hypertenzi a v některých případech renální insuficienci [81, 82]. VUR je heterogenní stav, který může být primární nebo spojený s multicystickýmledviny, hypoplastickéledvinyrenální agenezi a renální nebo ureterální ektopii.Ledvinys refluxní nefropatií mají disjointované glomeruly z proximálních tubulů, intersticiální infiltraci chronickými zánětlivými buňkami a periglomerulární fibrózu. Dysplastický rys je jednou z charakteristik vrozené refluxní nefropatie. Hlavními nálezy jsou oblasti mezenchymální tkáně obsahující primitivní tubuly [83].

Byly nalezeny asociace mezi genovými polymorfismy TNF-𝛼, TGF-𝛽 a VEGF s VUR [92–96]. Některé z těchto polymorfismů byly také spojeny s refluxní nefropatií a progresivním poškozením ledvin [94, 95]. Hussein a kol. ukázaly, že specifické varianty v promotorových oblastech genů kódujících TGF𝛽 (alela −509T) a VEGF (genotyp −406CC) byly spojeny se zvýšeným rizikem rozvoje renálního zjizvení [96]. Tyto asociace by mohly pomoci při pochopení mechanismů refluxní nefropatie a mohly by umožnit detekci pacientů s rizikem CKD(chronickýledvinachoroba).

TNF-𝛼 a TGF-𝛽 se hojně vyskytují v buňkách hladkého svalstva ureteru pacientů s VUR [97]. Na druhou stranu pacienti bez VUR mají vyšší expresi růstových faktorů, jako je inzulínový růstový faktor-1 (IGF{5}}), nervový růstový faktor (NGF) a vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF) než ty s VUR [97]. V tomto ohledu Chertin a kol. [83] prokázali, že snížená produkce EGF spojená s vysokou expresí CCL2/MCP-1 může způsobit nadprodukci prozánětlivých a profibrotických cytokinů, které spouštějí apoptózu, což nakonec vede k tubulární atrofii a renální dysfunkci u refluxní nefropatie [83] ].

Zánětlivý proces u VUR probíhá bez ohledu na jeho výskyt či nikolimočovýtraktinfekce (UTI). Vyvýšenémočovýhladina CXCL8/IL-8 u dětí s refluxem a bez UTI může přispět k refluxní nefropatii [84, 87]. Haraoka a kol. [84] našli významný rozdíl mezimočovýhladiny IL-8 u dětí s renálním zjizvením a bez něj a u pacientů s VUR a bez něj. Merrikhi a kol. [90] také prokázali významně vyšší hladiny IL-8 u pacientů s RVU než u pacientů bez RVU. Toto zjištění naznačuje, že měření IL-8 v moči by mohlo být užitečné k detekci pacientů s VUR s výraznějším poškozením ledvin, kteří potřebují přísné sledování [84]. Galanakis a kol. [87] navrhli použití IL-8 jako biomarkeru pro diagnostiku VUR. Mezní koncentrace 5 pg/mol má senzitivitu 88 procent a specificitu 69 procent [87]. Naše výzkumná skupina nedávno oznámila korelaci mezi vysokými hladinami IL-8/CXCL8 v moči a sníženou rychlostí glomerulární filtrace u pacientů s CAKUT, což naznačuje, že tento chemokin může být spojen se zjizvením ledvin a CKD(chronickýledvinachoroba) [98].

IL-6 se může také podílet na patogenezi refluxní nefropatie. IL-6 indukuje aktivaci a diferenciaci B a T buněk během zánětu [33]. Ninan a kol. [85] zaznamenali významnou elevacimočovýHladiny IL-6 u pacientů s VUR. Kromě toho Wang a kol. [86] to našlimočovýIL-6 byla významně vyšší u dětí se závažným bilaterálním zjizvením ledvin než u dětí s mírným zjizvením a normálními kontrolami. Gokce a kol. [89] mají spojené vysoké hladiny IL-6 v moči s přítomností VUR a zvýšené koncentrace IL-8 se zjizvením ledvin. Pokud jde o měření cytokinů v séru, Jutley et al. [99] detekovali významné zvýšení IL-6 a TNF-𝛼 u pacientů s refluxní nefropatií ve srovnání s pacienty bez refluxní nefropatie nebo se zdravými kontrolami.

Protože hlavní histologickou změnou u refluxní nefropatie je renální fibróza, Sabasinska et al. [˜ 88] změřilimočovýhladiny TGF-𝛽 u pacientů s VUR. Tito autoři zjistili, že koncentrace TGF-𝛽 v moči byly zvýšeny u refluxu vysokého stupně au bilaterálních případů [88]. Naše výzkumná skupina studovalamočovýkoncentrace TGF-, IL-6 a TNF-𝛼 ve třech různých skupinách: idiopatická RPD,močovýtraktanomálie a dysplastickéledviny. Hladiny TGF- 𝛽 měly tendenci být vyšší v hypoplastechledvinave srovnání s idiopatickou RPD, zatímco u těchto skupin byly zjištěny velmi podobné hodnoty pro IL-6 a TNF-𝛼. Na druhou stranu,močovýhladiny TGF-𝛽 byly významně vyšší u pacientů se sníženým vychytáváním kyseliny dimerkaptojantarové (DMSA) na scintigrafii technecium-99 m DMSA (AUC 0,67 [95procentní CI, 0,56– 0.79]) [100]. Hraniční hodnota 2 pg/ml pro TGF-𝛽1 ukázala senzitivitu 82,8 procenta [95procentní CI, 64,2–94,1] a specificitu 47,9 procenta [95procentní CI, 35,9–60,1] pro identifikaci pacientů se sníženým Absorpce DMSA [100]. Naše zjištění také podporují obecnou myšlenku, že TGF-𝛽 má roli v renálních fibrogenních procesech.

Studie o jizvení ledvin a patogenních procesech VUR jsou stále vzácné, což velmi ztěžuje jakoukoli výkonnou analýzu. Na druhou stranu, na základě dostupných údajů se domníváme, že prozánětlivé cytokiny (IL-6 a TNF-𝛼), chemokin, CXCL8/IL-8, a fibrogenní cytokin, TGF-𝛽 , by měly být intenzivněji hodnoceny jako potenciální biomarkery pro renální zjizvení a pro vznik CKD(chronickýledvinachoroba)u refluxní nefropatie (tab. 2).

6. Závěrečné poznámky

CAKUT tvoří velkou část CKD(chronickýledvinachoroba)u dětí [101]. Genetické, zánětlivé, fibrogenní, environmentální a epigenetické faktory odpovědné za tyto léze jsou z velké části neznámé a pozornost byla zaměřena na minimalizaci obstrukčního poškození ledvin a optimalizaci dlouhodobých výsledků, aby se zabránilo nebo alespoň oddálilo progresi CKD.(chronickýledvinachoroba). Renální odpověď namočovýtraObstrukce ct je komplexní a zahrnuje širokou škálu interagujících molekul v časném načasování, přičemž jde o chirurgické in utero intervence prováděné v době, kdy renální léze již byly ireverzibilní [102].

Nové diagnostické přístupy a alternativní terapie pro CAKUT jsou jednoznačně nezbytné. V této souvislosti nabyl velkého významu výzkum biomarkerů. Klinické a experimentální linie důkazů nenechávají žádné pochybnosti o úloze zánětu u onemocnění ledvin. Pochopení účinků cytokinů na nástup a progresi renálního poškození je proto prvořadé jako nové prognostické markery a možná jako alternativní terapeutické cíle.

Proto se měření cytokinů v moči zdálo být užitečné v CAKUT jako prediktorymočovýtraktobstrukce a renální jizvy. Chemokin CCL2/MCP-1 a cytokin TGF-𝛽 jsou často spojovány smočovýtraktobstrukce u pacientů s UPJO, zatímco vysoké hladiny IL-6 a CXCL8/IL-8 v moči byly nalezeny u mnoha pacientů s VUR a korelovaly se zjizvením ledvin a se zhoršením funkce ledvin.

Přesto, navzdory velkému pokroku v našich znalostech o patofyziologickém mechanismu spojujícím cytokiny s CAKUT a CKD(chronickýledvinachoroba), zbývá ještě mnoho objasnit.

Cistanche umí léčitchronické onemocnění ledvincistanche recenze

Střet zájmů

Autoři prohlašují, že nejsou ve střetu zájmů.

Poděkování

Tato studie byla částečně podpořena CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient´ıfico e Tecnologico,´ Brazílie) a Fundac¸ao de Amparo´a Pesquisa do Estado de `Minas Gerais, Brazílie FAPEMIG grantem INCT-MM (Instituto Nacional de Ciencia e Tecnologia-Medicina Molec- ˆ ular: FAPEMIG: CBB-APQ-00075-09/CNPq 573646/2008- 2). Dr. AC Simoes e Silva, Dr. DM Miranda a Dr. EA ˜ Oliveira obdrželi výzkumný grant od CNPq.

Od: ' Interakce mezi cytokiny, vrozené anomálieledvinyaMočovéTraktaChronickýledvinyChoroba“ od Ana Cristiny Simões e Silva a kol

---Klinická a vývojová imunologie