Ποδοκύτταρο και σπειραματικές νόσοι

Abstract

Background: Glomerular diseases encompass a broad array of clinicopathological syndromes which account, as one of the major causes of chronic renal disease. During the past decade, research has demonstrated the central role of podocyte injury in the pathogenesis of proteinuria and progressive glomerular disease.Podocytes are highly differentiated cells with a unique molecular architecture. They consist of a cell body, major processes, and foot processes. Adjacent foot processes were demonstrated to form pores, which are covered by an extracellular membrane with a “zipper-like” structure, the slit diaphragm. This slit diaphragm which represents the only cell–cell contact between podocytes, together with the highly dynamic foot processes of the podocyte is the central structure for the barrier function of the glomerulus.Methods: The expression of podocyte protein nephrin, p57 and WT1 was studied in human renal tissue samples using immunohistochemistry. Percutaneous renal biopsies were obtained from 283 patients (28 male/39 female) with various types of GN. Renal biopsies were performed for diagnostic purposes and informed consent for the use of excess renal tissue was obtained from the patients. GNs were divided into proliferative (n=135) and nonproliferative(n=148). 20 samples of normal kidney tissue surgically removed from patients with renal cell carcinoma served as controls. In a subset of 67 patients (28 male/39 female) with various types of GN, we also studied glomerular Smad pathway activation in relation to p57 expression.Serial sections were immunostained for each molecule. The intensity of glomerular staining was evaluated according to a semi-quantitive scale. Sections were scored independently by two investigators blinded to the patients’ clinical profile. The human renal biopsy specimens have been reviewed and analyzed by an independent anatomic pathologist, who was blinded to the quantification of immunostaining.Aim: Our aim was to study the expression of the proteins Nephrin, p57 and WT1 in kidney samples from patients with Glomerulonephritis and to establish their role in the pathogenesis and the natural course of glomerular disease.Results: 283(161 male, mean age 48.1 +/-18.3 years) samples from patients with GN were included. The mean number of glomeruli per biopsy was 20.7 (+/-10.5). In the control samples Nephrin expression was uniform along the glomerular basement membrane (3+), while p57 and WT1 were expressed in the majority of podocyte nuclei (90-100%, 2 to 3+ and 80-100%, 2 to 3+, respectively). In tissue samples from patients with GN a reduction in the expression of the three studied proteins was observed. When stratified in proliferative and non proliferative (135 and 148 patients, respectively) p57 was significantly underexpressed in proliferative GN. (p<0.001). Nephrin was found to be more preserved in non proliferative GN (p<0.001), while no significant difference was found in the expression of WT1. (p=0.233). Nephrin staining correlated with nephrotic range proteinuria (r=0.33, p>0.001) and hypertension (r=0.157, p=0.024). In the subset of 67 biopsy samples in which we studied the expression of p57, psmad2/3 and the co-activator p300, psmad2/3 staining was found to be correlated P300 (r=0.603, p<0.01), while p57 was inversely related to psmad2/3 (r=-0.4, p<0.01), and P300. (r=-0.45, p<0.01). When stratified in proliferative and non proliferative, the corelations between psmad2/3, p300 and p57 were preserved only for the proliferative GN group (r=0.35, p=0.04 and r=-0.37, p=0.03, respectively).Conclusion: Our results indicate two possible mechanisms of podocyte injury. It appears that in proliferative Glomerulonephritis the reduction in the expression of p57 and WT1 can induce the proliferation and de-differentation of the podocyte, resulting in the reduced expression of Nephrin, while in non-proliferative nephrin loss does not relate to cell cyle de-regulation.

Εισαγωγή: Οι Σπειραματικές Νόσοι (ΣΝ) περιλαμβάνουν ένα ευρύ φάσμα κλινικοπαθολογικών οντοτήτων οι οποίες αποτελούν, παγκόσμια, το πλέον συχνό αίτιο Χρόνιας Νεφρικής Νόσου (ΧΝΝ). Το ποδοκύτταρο έχει αποτελέσει αντικείμενο εντατικής έρευνας από την οποία έχει προκύψει ότι κατέχει κεντρικό ρόλο στην παθογένεια της σπειραματικής βλάβης.Η βλάβη της μοριακής αρχιτεκτονικής του ποδοκυττάρου θεωρείται πλέον, βασικός στοιχείο της παθογένειας της σπειραματικής βλάβης, χωρίς όμως να έχει διευκρινισθεί πλήρως ο μηχανισμός της.Μέθοδοι: Στην παρούσα μελέτη, χρησιμοποιήσαμε ανοσοιστοχημικές μεθόδους για τη μελέτη της έκφρασης των πρωτεινών νεφρίνη, WT1, p57. Αξιολογήθηκαν διαδερμικές νεφρικές βιοψίες από 283 ασθενείς με διαφόρους τύπους ΣΝ. Οι νεφρικές βιοψίες έγιναν γιαδιαγνωστικούς λόγους και ελήφθη έγγραφη συγκατάθεση των ασθενών για τη χρησιμοποίηση του πλεονάζοντος υλικού. Οι ΣΝ κατηγοριοποιήθηκαν σε υπερπλαστικές (n=135) και μη υπερπλαστικές (n=148). Η Ομάδα ελέγχου περιελάμβανε 20 δείγματα υγιούς νεφρικού ιστού από νεφρεκτομές ασθενών με νεοπλάσματα νεφρού. Σε ένα υποσύνολο 67 ασθενών μελετήσαμε επιπλέον την ανοσοϊστοχημική έκφραση της πρωτεΐνης p57 σε συνδυασμό με την σπειραματική έκφραση μορίων που αποτελούν δείκτες ενεργοποίησης του σηματοδοτικού μονοπατιού του αυξητικού παράγοντα transforming growth factor beta (TGF-β).Σκοπός: Ο σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η σπουδή του προτύπου έκφρασης των πρωτεϊνών του ποδοκυττάρου νεφρίνη, WT1 και p57 σε υλικό βιοψιών ασθενών με ΣΝ και η σύγκριση με την έκφρασή τους στο φυσιολογικό νεφρό. Έγινε συσχέτιση της έκφρασης των ως άνω πρωτεινών με τον τύπο της σπειραματονεφρίτιδας, τις ιστολογικές αλλοιώσεις και τα συνοδά κλινικά ευρήματα. Τελικός σκοπός ήταν να βρεθεί πιθανή σχέση των ως άνω μορίων με την παθογένεια των διαφόρων τύπων σπειραματονεφρίτιδων και τη σημασία τους στην εξέλιξη της σπειραματικής νόσου.Αποτελέσματα: Συνολικά, αξιολογήθηκαν διαδερμικές νεφρικές βιοψίες από 283 ασθενείς με διαφόρους τύπους ΣΝ. Από αυτούς 161 ήταν άνδρες , ενώ η μέση ηλικία των ασθενών ήταν 48.1 (+/-18.3) έτη. Αιματουρία παρουσίαζαν 203 (71.5%) και νεφρωσικού εύρους πρωτεινουρία 126 (44.4%). Ο αριθμός σπειραμάτων ανά βιοψία ήταν ικανοποιητικός με 20.7 (+/-10.5) σπειράματα ανά δείγμα. Στα δείγματα ελέγχου η χρώση της νεφρίνης ήταν έντονη και ομοιόμορφη κατά μήκος της σπειραματικής βασικής μεμβράνης (3+), ενώ η πρωτεΐνη p57 (90-100%, 2 εως 3+), και ο WT1 εκφράσθηκε στην πλειοψηφία των ποδοκυττάρων. (80-100%, 2 εως 3+). Στα δείγματα βιοψιών από ασθενείς με ΣΝ παρατηρήθηκε μείωση της έκφρασης και των τριών μελετούμενων μορίων σε σχέση με τα δείγματα της ομάδας ελέγχου. Επί συνόλου 283 ασθενών, 135 ασθενείς έπασχαν από υπερπλαστικές ΣΝ και 148 από μη υπερπλαστικές. Επί συνόλου 144 βιοψιών με διάγνωση μη υπερπλαστικών ΣΝ και 94 υπερπλαστικών, διαπιστώθηκε σημαντικά μεγαλύτερη μείωση της έκφρασης του p57 στις υπερπλαστικές ΣΝ. (p<0.001) Η Νεφρίνη, από την άλλη μεριά, βρέθηκε σημαντικά μειωμένη στις μη υπερπλαστκές ΣΝ(n=115) σε σχέση με τις υπερπλαστικές(n=103). (p<0.001) Δεν διαπιστώθηκε διαφορά στην έκφραση του WT1 μεταξύ των υπερπλαστικών(n=99) και των μη υπερπλαστικών ΣΝ(n=100). (p=0.233). Ηέκφραση της νεφρίνης μελετήθηκε εκτενέστερα σε βιοψίες από 56 ασθενείς με νεφρίτιδα του ΣΕΛ, όπου διαπιστώθηκε ότι η ένταση της χρώσης της νεφρίνης διέφερε σημαντικά μεταξύ των τάξεων νεφρίτιδας ΣΕΛ(p<0,05).Στο υποσύνολο των 67 ασθενών στους οποίους μελετήσαμε την ανοσοϊστοχημική έκφραση της πρωτεΐνης p57 σε συνδυασμό με την σπειραματική έκφραση του psmad2/3 και του συν-ενεργοποιητή P300, η έκφραση του psmad2/3 είχε θετική συσχέτιση με το P300 (r=0.603, p<0.01), ενώ μια αντίστροφη συσχετιση βρέθηκε μεταξύ των p57 και psmad2/3 (r=-0.4, p<0.01), αλλά και του P300. (r=-0.45, p<0.01). Η σπειραματική έκφραση του pSmad2/3 παρουσίασε θετική συσχέτιση με τη φλεγμονή του διάμεσου ιστού. (r=0.29, p<0.05), ενώ αρνητική ήταν η συσχέτιση του p57 και της διάμεσης φλεγμονής. (r=-0.3, p<0.05) Όταν ομαδοποιήθηκαν οι ΣΝ σε υπερπλαστικές και μη υπερπλαστικές, οι συσχετισεις μεταξύ των psmad2/3, p300 και p57 διατηρήθηκαν μόνο για τις υπερπλαστικές ΣΝ. (r=0.35, p=0.04 και r=-0.37, p=0.03, αντίστοιχα).Συμπέρασμα: Τα αποτελέσματα της μελέτης φαίνεται να σκιαγραφούν δύο διαφορετικούς μηχανισμούς πρόκλησης της ποδοκυτταρικής βλάβης. Στις υπερπλαστικές ΣΝ, φαίνεται ότι η μείωση της έκφρασης του p57 επάγει την επανέναρξη του κυτταρικού κύκλου και την αποδιαφοροποίηση. Η ταυτόχρονη μειωση της έκφρασης του WT1, μπορεί να υποδηλώνει την μείωση του αριθμού των ποδοκυττάρων, αλλά και την αποδιαφοροποίηση τους που έχει ως αποτέλεσμα και την απώλεια της λειτουργικότητας τους. Στις μη υπερπλαστικές ΣΝ, από την άλλη πλευρά, η απώλεια της νεφρίνης φαίνεται ότι δεν συνοδεύεται από την επανεκκίνηση του κυτταρικού κύκλου και η ποδοκυτταρική βλάβη αφόρα κυρίως το Σχισμοειδές Διάφραγμα και τον σπειραματικό διηθητικό φραγμό, με αποτέλεσμα την εμφάνιση πρωτεινουρίας.