Različiti obrasci fibroze bubrega ukazuju na ozljedu različitih dijelova bubrega
Mar 20, 2022
Sažetak:Fifibroza bubrega česta je manifestacija i obilježje niza kroničnih bolestibolest bubrega(CKD) koji se pojavljuje u različitim morfološkim obrascima, što ukazuje na različite patogene uzroke. Široki makroskopski vidljivi ožiljci posljedica su teške žarišne ozljede i potpune destrukcije parenhima, odražavajući odgovor cijeljenja rane kao posljedice infarkta. ububreg,kronična ozljeda glomerula dovodi do atrofije odgovarajućeg tubula, degeneracije ovog specifičnog nefrona i konačno intersticijske fifibroze/tubularne atrofije (IF/TA). U usporedbi s ovim žarišnim nadomjesnim ožiljkom izazvanim glomerulom, čini se da je difuzna fifibroza neovisna o tubularnoj atrofiji drugačiji patogeni proces.BubregČini se da se fifibroza razvija na način specifičan za odjeljak, ali ostaje nepoznato ima li žarišna i difuzna fifibroza različite karakteristike povezane s drugim glomerularnim ili tubulointersticijskim lezijama. U ovoj studiji, cilj nam je bio analizirati bubrežne fibrozne obrasce povezane s bubrežnim lezijama, koje izravno doprinose bubrežnoj fibrogenezi, kako bismo razotkrili fibrotične obrasce i manifestacije nakon oštećenja različitih odjeljaka bubrega. Uzorci odbubregfifibroze analizirani su na eksperimentalnim modelima KBB-a i raznih bubrežnih patologija u korelaciji s histopatološkim i ultrastrukturnim nalazima. Nakon indukcije izoliranog polumjesečastog glomerulonefritisa (GN) u nefrotoksičnom serumskom nefritisu (NTN), kronično oštećenje glomerula rezultiralo je pretežno žarišnom fifibrozom uz atrofične tubule. Nasuprot tome, korištenje unilateralne ureteralne opstrukcije (UUO) kao modela primarne ozljede tubulointersticijalnog odjeljka otkrilo je difuznu fifibrozu kao prevladavajući obrazac kroničnih lezija. Konačno, nefropatija izazvana folnom kiselinom (FAN) kao model primarne tubularne ozljede s uzastopnom tubularnom atrofijom neovisnom o kroničnom oštećenju glomerula jednako je inducirala predominantni žarišni IF/TA. Analizirajući nekoliko bubrežnih patologija, naši podaci također sugeriraju da se čini da fokalna i difuzna fifibroza doprinose kao kronične lezije u većini ljudskih bubrežnih bolesti, uglavnom prisutne u GN-u povezanom s antineutrofilnim citoplazmatskim protutijelima (ANCA), lupus nefritisu i IgA nefropatiji ( IgAN). Fokalna IF/TA korelirala je s oštećenjem glomerula i ireverzibilnim oštećenjem nefrona, dok je difuzna fifibroza u ANCA GN bila povezana eksplicitno s intersticijskom upalom neovisno o oštećenju glomerula i gubitku nefrona. Ultrastrukturna analiza žarišne IF/TA u odnosu na difuznu fifibrozu otkrila je različite sastave matrice, dodatno potkrijepljene različitim potpisima kolagena u skupovima podataka transkriptoma. S obzirom na dugoročni bubrežni ishod, samo je opseg žarišnog IF/TA korelirao s razvojem završnog stadijabolest bubrega(ESKD) u ANCA GN. Nasuprot tome, difuznobubregfifibroza nije bila povezana s dugoročnim bubrežnim ishodom. Zaključno, ovdje pružamo dokaze da je žarišni obrazacbubregčini se da je fifibroza povezana s gubitkom nefrona i nadomjesnim ožiljcima. Nasuprot tome, difuzni uzorak odbubregČini se da je fifibroza posljedica primarne intersticijske upale i ozljede.
Ključne riječi:uzorak fibroze; fibroza bubrega; ozljeda bubrega; tubularna atrofija; upala; sistemski vaskulitis
CISTANCHE ĆE POBOLJŠATI BUBREŽNE/BUBREŽNE INFEKCIJE
Uvod
Fifibroza bubrega česta je manifestacija i obilježje niza kroničnih bolestibolesti bubrega(CKD) koji vodi do krajnjeg stadijabolest bubrega(ESKD), bez obzira na temeljnu etiologiju [1]. Općenito, fifibroza bubrega (ili tubulointersticijska fifibroza) predstavlja histomorfologiju taloženja izvanstaničnog matriksa (ECM) u svim stadijima KBB-a.Bubregfifibroza se može pojaviti u različitim morfološkim obrascima, što ukazuje na druge patogene uzroke [2]. Široki makroskopski vidljivi ožiljci posljedica su teške žarišne ozljede i potpune destrukcije parenhima, odražavajući reakciju cijeljenja rane kao posljedicu infarkta [3]. ububreg, kronična ozljeda glomerula dovodi do atrofije odgovarajućeg tubula, degeneracije ovog specifičnog nefrona i konačno intersticijske fifibroze/tubularne atrofije (IF/TA) [4,5]. U usporedbi s ovim žarišnim nadomjesnim ožiljkom izazvanim glomerulom, čini se da je fifibroza neovisna o tubularnoj atrofiji (u nastavku nazvana difuzna fifibroza) drugačiji patogeni proces [6,7]. Tubularna atrofija se definira kao gubitak specijaliziranog transportnog i metaboličkog kapaciteta i tipično je karakterizirana malim tubulima, epitelnim stanicama sa blijedom citoplazmom ili proširenim vrlo tankim tubulima. Za razliku od našeg razumijevanja fifibroze kao ožiljnog tkiva koje predstavlja nepotpuni proces oporavka bubrega, difuzna fifibroza se smatra aktivnim čimbenikom progresije CKD, što se u biti temelji na opažanju da je pad bubrežne funkcije u većoj korelaciji s tubulointersticijalnom fifibrozom nego s oštećenjem glomerula [8–11]. Na temelju gornjih koncepata,bubregfifibroza se raspravlja ili kao mehanizam nepotpunebubregpopravka ili aktivnog doprinosa progresiji CKD [12,13].BubregČini se da se fifibroza razvija na način specifičan za odjeljak, no ostaje nepoznato imaju li žarišna IF/TA ili difuzna fifibroza različite karakteristike povezane s drugim glomerularnim ili tubulointersticijskim lezijama. U ovom istraživanju, cilj nam je bio analizirati bubrežne fibrotične obrasce povezane s gore spomenutim bubrežnim lezijama (npr. glomerularne, tubularne i intersticijske lezije), koje izravno doprinose bubrežnoj fibrogenezi.
Materijali i metode
2.1. ŽivotinjeSve eksperimentalne studije na životinjama provedene su uz odobrenje Institucionalnog odbora za skrb i korištenje životinja Medicinskog centra Beth Israel Deaconess (BIDMC) i Sveučilišnog medicinskog centra Göttingen u skladu sa smjernicama ARRIVE [14]. Eksperimentalni protokoli su detaljno navedeni u nastavku. Veličina uzorka od n=5 miševa u svakoj grupi nije bila formalno napajana niti unaprijed određena. 2.2. Nefrotoksični serumski nefritis (NTN) Svaki miš je inicijalno prethodno imuniziran s 200 µg ovčjeg IgG (Capralogics, Gilbertville, IA, SAD) u 200 µL potpunog Freundovog adjuvansa (Sigma, St. Louis, MO, SAD) intravenozno ubrizganog s 40 µL nefrotoksični serum 5., 6. i 7. dana nakon predimunizacije. Eksperimenti su završili 63 dana nakon imunizacije [15,16]. 2.3. Unilateralna ureteralna opstrukcija (UUO) Miševi C57BL/6 stari osam do dvanaest tjedana anestezirani su inhalacijom izoflurana, a analgezija je izvedena supkutanom injekcijom buprenorfina. Mokraćovod je odvojen od okolnog tkiva, a dvije ligature postavljene su oko 5 mm jedna od druge u gornje dvije trećine uretera lijevog bubrega kako bi se dobila pouzdana opstrukcija. Eksperimenti su završili deset dana nakon podvezivanja uretera kao što je prethodno opisano [17].
CISTANCHE ĆE POBOLJŠATI BUBREŽNE/BUBREŽNE BOLESTI
2.4. Nefropatija izazvana folnom kiselinom (FAN)Ozljeda bubrega izazvana je jednom intraperitonealnom injekcijom folne kiseline (250 mg/kg tjelesne težine u PBS-u) u CD1 miševa. Eksperimenti su završili 96 dana nakon injekcije.
2.5. Ispitivana populacija Ukupan broj od 112 slučajeva različitih bubrežnih patologija uključujući akutni intersticijski nefritis (AIN), glomerulonefritis povezan s antineutrofilnim citoplazmatskim protutijelima (ANCA GN), membranski GN, lupusni nefritis, hipertenzivnu nefropatiju, IgA nefropatiju (IgAN), žarišno-segmentalnu glomeruloskleroze (FSGS) i dijabetesabolest bubrega(DKD) su uključeni. Iako nije bilo potrebno službeno odobrenje za korištenje rutinskih kliničkih podataka, etičko povjerenstvo Medicinskog sveučilišnog centra Göttingen dalo je pozitivno mišljenje (br. 22/2/14 i 28/9/17). Nadalje, svi su pacijenti pristali na prikupljanje podataka u sklopu redovite medicinske skrbi. 2.6. Definicije Procijenjena brzina glomerularne filtracije (GFR) izračunata je korištenjem kronične filtracijeBolest bubregaJednadžba epidemiološke suradnje (CKD-EPI) [18]. Za slučajeve ANCA GN, Birmingham Vasculitis Activity Score (BVAS) verzija 3 izračunat je kao što je prethodno opisano [19]. BVAS se procjenjuje na ljestvici od 0 do 63, pri čemu 0 označava odsutnost aktivnosti bolesti, a viši rezultati ukazuju na aktivnu bolest. 2.7. Masson's Trichrome Stain Bubrezi fiksirani s formalinom i parafinom presječeni su na 3 µm, a bojenje je obavljeno u BIDMC Histopathology Core i Sveučilišnom medicinskom centru Göttingen. 2.8. Renalna histopatologija Bubrežni patolozi (LS, SH i PS) procijenili su sve biopsije i bili su slijepi za prikupljanje i analizu kliničkih podataka. Analogno Banffovom sustavu bodovanja, postotak kortikalnih područja zahvaćenih ukupnimbubregfibroza i žarišna intersticijska fibroza u području tubularne atrofije (IF/TA) procijenjene su unutar cijelog uzorka. Difuzna fibroza koja nije povezana s tubularnom atrofijom izračunata je oduzimanjem [20]. Osim toga, svaki glomerul je zasebno ocjenjivan na prisutnost nekroze, polumjeseca i globalne skleroze. Posljedično, postotak glomerula s bilo kojim od ovih obilježja izračunat je kao dio ukupnog broja glomerula u svakoj bubrežnoj biopsiji. Na temelju ovih bodova, histopatološka podskupina prema Berdenu i sur. (žarišna, polumjesečasta, mješovita ili sklerotična klasa) i ARRS prema Brixu i sur. (niskog, srednjeg ili visokog rizika) [21,22].
2.9. Terapija indukcije remisijeGlukokortikoidi (GC) primjenjivani su ili kao intravenska pulsna terapija ili oralno uz postupno smanjivanje. Izmjena plazme (PEX) primijenjena je tijekom razdoblja indukcije prema odluci liječnika. Rituksimab (RTX) je primijenjen u četiri intravenske doze od 375 mg/m2 svaki tjedan; RTX nije primijenjen unutar 48 sati prije PEX tretmana. Ciklofosfamid (CYC) primjenjivan je u tri intravenske doze do 15 mg/kg svaka dva tjedna i nakon toga svaka tri tjedna, prilagođeno dobi i funkciji bubrega. Kombinirana terapija primjenjivana je u četiri intravenske doze od 375 mg/m2 RTX svaki tjedan i dvije intravenske doze od 15 mg/kg CYC svaka dva tjedna. Prema odluci liječnika, terapija indukcije remisije ovisila je o prethodnim režimima i pojedinačnim čimbenicima bolesnika. RTX je preferiran kod mlađih pacijenata, a toksičnost je bila glavni razlog za ovaj izbor [23]. Profilaksa za sprječavanje infekcije Pneumocystis jiroveci dana je u skladu s lokalnom praksom.
CISTANCHE ĆE POBOLJŠATI ZATAJENJE BUBREGA/BUBREGA
2.10. Analize javno dostupnih nizova skupova podatakaJavno dostupni skupovi podataka analizirani su prema općim preporukama [24]. Podaci niza ljudskih transkriptoma prikazani su kao log2 medijan središnjih intenziteta ekstrahiranih iz baze podataka Nephroseq, uključujući Europsku bubrežnu cDNA biobanku (ERCB) od 170 pacijenata s kroničnom bubrežnom bolesti i 31 zdravog darivatelja (pristupni broj GSE69438) [25].
2.11. Statističke metodeVarijable su testirane na normalnu distribuciju pomoću Shapiro-Wilkovog testa. Nenormalno distribuirane kontinuirane varijable izražene su kao medijan i interkvartilni raspon (IQR), kategoričke varijable prikazane su kao frekvencija i postotak. Statističke usporedbe nisu bile formalno osnažene niti unaprijed određene. Za usporedbu između skupina korišten je Kruskal–Wallisov test. Za grupne usporedbe korišten je Mann-Whitneyjev U-test za određivanje razlika u medijanima. Neparametarske usporedbe između grupa provedene su Pearsonovim hi-kvadrat testom. Korelacije su analizirane korištenjem Spearmanovog koeficijenta korelacije ranga (Spearmanov ρ), a analize podataka provedene su pomoću GraphPad Prism (verzija 8.4.3 za macOS, GraphPad Software, San Diego, CA, SAD).
3. Rezultati
3.1. Ozljeda različitih dijelova bubrega rezultira različitim obrascima fibroze bubregaKako bismo razjasnili potencijalne temeljne mehanizme bolesti u razvoju žarišne IF/TA i difuzne fifibroze kao posljedice glomerularne ili tubularne ozljede, prvo smo izazvali miševe s eksperimentalnim modelima primarne glomerularne ozljede koja dovodi do glomerularne skleroze inducirane nefrotoksičnim serumskim nefritisom (NTN) , difuzna tubulointersticijska ozljeda zbog postrenalnog zatajenja s bubrežnim hemodinamskim i metaboličkim promjenama uzrokovanim jednostranom ureteralnom opstrukcijom (UUO) i specifični model tubularne ozljede koja dovodi do tubularne atrofije nefropatijom izazvanom folnom kiselinom (FAN, Slika 1A) [26-28] ]. Bubrezi u ovim eksperimentalnim modelimaozljeda bubregaprocijenjeni su Massonovim trikromnim bojanjem otkrivajući da je kronično oštećenje glomerula u NTN rezultiralo pretežno žarišnim IF/TA uz atrofične tubule (Slika 1B,C i Tablica 1). Nasuprot tome, korištenje UUO kao modela primarne ozljede tubulointersticijalnog odjeljka s povezanim upalnim lezijama otkrilo je difuznu fifibrozu kao vodeći obrazac kroničnih lezija (Slika 1B, C i Tablica 1). Zanimljivo je da je FAN kao model primarne tubularne ozljede s uzastopnom tubularnom atrofijom neovisno o kroničnom oštećenju glomerula jednako inducirao dominantni žarišni IF/TA (Slika 1B,C i Tablica 1), čime se naglašava uloga tubularne ozljede i tubularne atrofije u razvoju ovog uzorka fokalne fifibroze.
3.2. Distribucija žarišne IF/TA i difuzne fibroze u ljudskim patologijamaKako bismo provjerili jesu li različiti obrasci bubrežne fifibroze opći mehanizmi progresije bolesti kao odgovor na kroničnu ozljedu i uočeni u bubrežnim patologijama, zatim smo analizirali pojavu i distribuciju žarišne IF/TA i difuzne fifibroze u raznih drugih ljudibolesti bubrega.U ukupnom broju od 67 biopsija bubrega s različitim bubrežnim patologijama, uključujući glomerulonefritis povezan s antineutrofilnim citoplazmatskim protutijelima (ANCA GN), akutni intersticijski nefritis (AIN), membranski GN, lupusni nefritis, hipertenzivnu nefropatiju, IgA nefropatiju (IgAN), žarišno-segmentalnu glomeruloskleroze (FSGS) i dijabetesabolest bubrega(DKD), žarišna IF/TA i difuzna fifibroza mogu se uočiti u različitim stupnjevima (Slika 2A–C i Tablica 2). Zanimljivo je da je difuzna fibroza bila pretežno prisutna u slučajevima ANCA GN, lupus nefritisa i IgAN kaobolesti bubregas ozljedom glomerula i intersticija (Slika 2C). Ovi nalazi sugeriraju da su različiti obrasci bubrežne fifibroze prisutni u različitim bubrežnim patologijama, uključujući ANCA GN, te da ANCA GN može poslužiti kao model bolesti za proučavanje mehanizama upalnih i degenerativnih ozljeda različitih dijelova bubrega [29].
3.3. Fokalna IF/TA i difuzna fibroza indikativne su za ozljedu različitih dijelova bubrega kod ANCA GNBudući da smo otkrili da su različiti obrasci bubrežne fifibroze prisutni u različitim bubrežnim patologijama, uključujući ANCA GN kao bolest bubrega s glomerularnom i upalnom intersticijskom ozljedom s jednakom raspodjelom žarišne IF/TA i difuzne fifibroze, analizirali smo različite obrasce bubrežne fifibroze u povezanosti s kliničkim, laboratorijskim i histopatološkim nalazima unutar ukupnog broja od 49 bubrežnih biopsija s potvrđenim ANCA GN (Tablica 3) [30–36]. Opseg ukupne fifibroze bio je u korelaciji s teškim pogoršanjem funkcije bubrega, što se odražavalo porastom serumskog kreatinina i gubitkom brzine glomerularne filtracije (GFR, slika 3B). Sustavnim ocjenjivanjem ANCA GN, ukupna fifibroza korelirala je sa smanjenim udjelom normalnih glomerula koji se pripisuje ubrzanom polumjesecu i globalnoj glomerularnoj sklerozi (Slika 3C). Među upalnim lezijama, ukupna fifibroza korelirala je s ukupnom upalom u ANCA GN koja nije eksplicitno pripisana intersticijskoj upali izvan područja IF/TA ili upali u područjima intersticijske fifibroze i tubularne atrofije (i-IF/TA, slika 3C). Zatim smo secirali fifibrozu bubrega na žarišnu IF/TA i difuznu fifibrozu koja okružuje netaknute tubule bez istaknutih znakova tubularne atrofije za odvojenu analizu (Slika 3D). Zanimljivo je da nismo primijetili izravnu korelaciju između žarišne IF/TA i difuzne fifibroze (Slika 3E), što implicira različite karakteristike svake lezije u ANCA GN. Kao što smo prethodno uočili za totalnu fifibrozu, IF/TA korelirao je sa smanjenim udjelom normalnih glomerula, koji se uglavnom pripisuje globalnoj glomerularnoj sklerozi (Slika 3E), potvrđujući utvrđeni mehanizam da kronična glomerularna ozljeda dovodi do degeneracije odgovarajućih tubula s tubularnom atrofijom i žarišni fibrozni ožiljci [4]. Nasuprot tome, difuzna fifibroza nije u korelaciji s kroničnim oštećenjem glomerula, već s polumjesečastim glomerulima (Slika 3E), što implicira da je difuzna fifibroza (koja nije povezana s tubularnom atrofijom) u osnovi još nepoznatih mehanizama koji su neovisni o kroničnoj ozljedi glomerula i gubitku nefrona. Sustavno ocjenjivanje bubrežne upale otkrilo je da je difuzna fifibroza specifično povezana s intersticijalnom upalom u nefibrotičnim područjima (Slika 3E), dok je žarišni IF/TA korelirao s ukupnom kortikalnom upalom koja nije specifično pripisana intersticijskoj upali ili i-IF/TA ( Slika 3E). Treba napomenuti da su obje lezije bile u korelaciji s ozbiljnijim pogoršanjem funkcije bubrega (Slika 3F), što dodatno podupire zapažanje da svaka lezija bitno pridonosi oštećenju bubrega i ishodu.
Slika 3. Žarišna IF/TA i difuzna fifibroza indikativne su za ozljedu različitih odjeljaka bubrega kod ANCA GN. (A) Reprezentativna fotomikrografija Massonovog trikromom obojenog dijela bubrega u ANCA GN (ljestvica: 200 µm). (B) Povezanost između ukupne fibroze bubrega, kliničkih i laboratorijskih nalaza u ANCA GN prikazana je toplinskom kartom koja odražava srednje vrijednosti Spearmanova ρ, zvjezdice označavaju p < 0.05.="" (c)="" povezanost="" između="" ukupne="" fifibroze="" bubrega,="" glomerularnih="" i="" upalnih="" nalaza="" u="" anca="" gn="" prikazana="" je="" toplinskom="" kartom="" koja="" odražava="" srednje="" vrijednosti="" spearmanovog="" ρ,="" zvjezdice="" označavaju="" p="">< 0,05.="" (d)="" prikazana="" je="" reprezentativna="" fotomikrografija="" massonovog="" trikromom="" obojenog="" dijela="" bubrega="" u="" anca="" gn="" s="" fokalnom="" if/ta="" (gornja="" ploča)="" i="" difuznom="" fibrozom="" (donja="" ploča)="" (ljestvice:="" 40="" µm).="" (e)="" povezanost="" između="" žarišne="" if/ta="" i="" difuzne="" fifibroze="" s="" glomerularnim="" i="" upalnim="" nalazima="" ilustrirana="" je="" toplinskom="" kartom="" koja="" odražava="" srednje="" vrijednosti="" spearmanovog="" ρ,="" zvjezdice="" označavaju="" p="">< 0,05.="" (f)="" povezanost="" između="" žarišne="" if/ta="" i="" difuzne="" fifibroze="" s="" kliničkim="" i="" laboratorijskim="" nalazima="" u="" anca="" gn="" prikazana="" je="" toplinskom="" kartom="" koja="" odražava="" srednje="" vrijednosti="" spearmanovog="" ρ,="" zvjezdice="" označavaju="" p="">< 0,05.="" kratice:="" anca="" gn—glomerulonefritis="" antineutrofilnih="" citoplazmatskih="" antitijela;="" bvas—ocjena="" aktivnosti="" vaskulitisa="" u="" birminghamu;="" crp—c="" reaktivni="" protein;="" gfr—brzina="" glomerularne="" filtracije;="" if/ta—intersticijska="" fifibroza/tubularna="" atrofija;="" iqr—interkvartilni="" raspon;="" mpo—mijeloperoksidaza;="" acr—omjer="" albumin/kreatinin="" u="" mokraći;="" upcr—omjer="" protein/kreatinin="" u="">
3.4. Analiza žarišne IF/TA naspram difuzne fibroze otkriva različite sastave matriceZatim smo detaljnije analizirali morfološke karakteristike žarišne IF/TA i difuzne fifibroze u ANCA GN. Polutanki presjeci otkrili su da je žarišni IF/TA koji okružuje atrofične tubule više kondenziran nego labavo raspoređeno fibrotično tkivo koje okružuje očuvane intaktne tubule (Slika 4A). Transmisijska elektronska mikroskopija (TEM) razjasnila je snopove kolagena ugrađene u gusto zbijeni stromalni matriks (Slika 4B). Nasuprot tome, ultrastrukturna analiza difuzne fifibroze pokazala je gotovo intaktne tubule okružene proširenom edematoznom unutrašnjosti s žarišnim kolagenskim snopovima koji otkrivaju nepotpunu vrstu fibrotičnog tkiva (Slika 4B). Ova zapažanja impliciraju da se žarišna IF/TA i difuzna fifibroza bubrega mogu razlikovati u pogledu sastava i organizacije ECM-a.
3.5. Tubulointersticijski transkriptom povezan s tubularnom atrofijom otkriva jasne potpise kolagena u fibrozi bubregaZatim smo analizirali sastav ECM-a koji se ogleda u potpisima kolagena u skupovima podataka transkriptoma iz mikrodiseciranih tubulointersticijskih odjeljaka u 170 bolesnika s kroničnom bubrežnom bolesti i 31 zdravog živog darivatelja (baza podataka Nephroseq) za povezanost s utvrđenim markerima tubularne atrofije, uključujući citokeratin-7 (kodiran pomoću KRT7), -18 (KRT18) i -19 (KRT19) [25,37]. U tubulointersticijskim odjeljcima s visokom ekspresijom markera tubularne ozljede pretežno su eksprimirani kolageni COL1A1, COL1A2, COL3A1, COL4A1, COL4A2, COL5A2, COL6A3, COL16A1 i COL18A1 (Slika 5). Nasuprot tome, uočena je inverzna korelacija za COL2A1, COL5A3, COL6A1, COL8A2, COL11A1, COL11A2, COL17A1 i COL19A1 (Slika 5). Ovi rezultati impliciraju da fifibroza bubrega može imati jasne kolagenske potpise u markerima tubularne ozljede.
3.6. Fokalni IF/TA povezan je s lošijim dugoročnim ishodom u ANCA GNKako bismo dobili uvid u to jesu li različiti obrasci bubrežne fifibroze povezani s dugoročnim bubrežnim ishodima, zatim smo usporedili ukupnu, žarišnu IF/TA i difuznu bubrežnu fibrozu u ANCA GN s razvojem ESKD-a. Ukupna fifibroza bubrega u ANCA GN korelirala je s lošijim dugoročnim bubrežnim ishodima (Tablica 4). Zanimljivo je da je samo opseg žarišne fifibroze bubrega korelirao s bubrežnim ishodima (Tablica 4). Nasuprot tome, difuzna fibroza bubrega nije povezana s dugoročnim bubrežnim ishodima (Tablica 4), što implicira da različiti obrasci fifibroze također mogu utjecati na napredovanje bolesti i potencijalni odgovor na liječenje.
Rasprava
Do danas se razvoj bubrežne fifibroze može podijeliti na dva koncepta: s jedne strane, literatura pruža čvrste dokaze da je bubrežna fifibroza jednostavna posljedica ireverzibilnog oštećenja nefrona, bilo zbog kronične glomerularne ili tubularne ozljede, a obje rezultiraju kod tubularne atrofije i žarišne intersticijske fibroze koja okružuje oštećene nefrone [12,13]. Dakle, žarišni IF/TA povezan s tubularnom atrofijom doprinosi oporavku bubrega služeći kao ožiljno tkivo, čime zamjenjuje nefrone koji su već izgubljeni [12]. S druge strane, fibroza bubrega može se smatrati aktivnim, progresivnim i štetnim procesom remodeliranja bubrežnog intersticija. U tom procesu fibroblasti izravno pridonose ozljedi epitela, što ukazuje na pravi intersticijski mehanizam napredovanja CKD [13]. Koliko znamo, ovo je prva studija koja sustavno rastavlja fifibrozu bubrega u dvije različite i neovisne manifestacije sa žarišnim ili difuznim histomorfološkim obrascima, čime se razjašnjavaju dva različita patogena puta tih lezija. Kako bismo pružili nove uvide u polje bubrežne fibrogeneze, razvoj i sudbinu bubrežne fibroze, ispitali smo tri različita mišja modela s poznatim entitetima bubrežne fibrogeneze kako bismo razotkrili fibrotične obrasce i manifestacije nakon oštećenja različitih bubrežnih odjeljaka. Indukcija izoliranog polumjesečastog GN u NTN i kronično oštećenje glomerula rezultiralo je pretežno žarišnom fifibrozom u blizini atrofičnih tubula [26]. Ova opažanja podržavaju koncept ireverzibilnog oštećenja nefrona koje rezultira žarišnim IF/TA oko oštećenih nefrona [12,13]. Nasuprot tome, korištenje UUO kao modela primarne ozljede tubulointersticijalnog odjeljka s povezanim upalnim lezijama otkrilo je difuznu fifibrozu kao vodeći obrazac kroničnih lezija [27]. Fifibrozu bubrega u UUO miševa karakteriziraju delikatna kolagena vlakna koja okružuju gotovo netaknute tubule.
Zanimljivo je da je intersticij UUO miševa pokazao ne samo difuznu fifibrozu, već i obilje upalnih stanica. Budući da je upala odgovor na ozljedu, važno je raspraviti je li intersticijska upala posljedica izravnog oštećenja intersticijalnog odjeljka neovisno o susjednom nefronu. Posljedično, difuzna fifibroza nastaje kao posljedica izoliranog intersticijalnog nefritisa bez primarne ozljede bubrežnog epitelnog parenhima, što se može pojaviti u kasnijim stadijima progresije bolesti kao tubulointersticijski nefritis i vjerojatno dovodi do atrofičnih nefrona. Kongestija urina unutar tubularnog epitelnog sustava primarni je krivac unutar UUO modela, što dovodi do difuzne fifibroze, bubrežne hemodinamike i metaboličkih promjena [27]. Budući da svaka kongestija parenhima dovodi do edema okolnog intersticija, difuzna edematozna ozljeda bubrežnog intersticija mogla bi objasniti opseg upale i difuzne fifibroze u UUO miševa. Konačno, FAN kao model primarne tubularne ozljede s uzastopnom tubularnom atrofijom neovisno o kroničnom oštećenju glomerula jednako je inducirao dominantni žarišni IF/TA, čime se naglašava uloga tubularne ozljede i tubularne atrofije za razvoj žarišnog IF/TA [28]. U ovom modelu, čini se da je više susjednih nefrona ozlijeđeno izravnom tubularnom toksičnošću, što je dovelo do produžene tubularne atrofije bez oštećenja glomerula.
Nakon analize nekoliko bubrežnih patologija, naši podaci također sugeriraju da se čini da fokalna IF/TA i difuzna fifibroza doprinose kao kronične lezije u većini bubrežnih bolesti kod ljudi. Fokalna IF/TA i difuzna fifibroza uglavnom su prisutne u ANCA GN i naglašavaju pretpostavljeni mehanizam izravne intersticijske ozljede kao uzroka difuzne fifibroze. Kod ANCA GN kao bolesti bubrega s oštećenjem glomerula (formiranje polumjeseca, glomerularna skleroza i gubitak nefrona) i intersticijskim oštećenjem (zbog upale), ovdje pružamo dokaze da je tubulointersticijska fifibroza ili povezana s oštećenjem nefrona (ovisno ili neovisno o glomerularnim ožiljcima) ili primarna intersticijska ozljeda (koja dovodi do difuznog fibroznog intersticijskog preoblikovanja) [22,38-41]. Nadalje, naši podaci pokazuju da je žarišni IF/TA u ANCA GN korelirao s globalnom glomerularnom sklerozom, što je rezultiralo glomerularnom sklerozom i gubitkom nefrona [26]. Ovdje bismo također mogli otkriti da žarišni bubrežni ožiljci predstavljaju središnji obrazac fifibroze bubrega, potvrđujući veliko obilje literature koja opisuje da kronično oštećenje glomerula dovodi do degeneracije odgovarajućeg tubula s tubularnom atrofijom, gubitkom ovog specifičnog nefrona i nepotpunim popravkom bubrega žarišnim nadomjesnim ožiljkom [12]. Stoga naši podaci potvrđuju da je žarišni IF/TA povezan s ireverzibilnim oštećenjem nefrona, ovisno ili neovisno o oštećenju glomerula. Čini se da su žarišni obrasci IF/TA u ljudskim biopsijama sličnog podrijetla, odražavajući popravak bubrega. Nasuprot tome, difuzna fifibroza u ANCA GN bila je specifično povezana s intersticijskom upalom. Polutanki presjeci otkrivaju fibrotično tkivo s labavo raspoređenim kolagenskim vlaknima koja okružuju gotovo potpuno netaknute tubule bez znakova prave atrofije. Važno je napomenuti da je TEM analiza pokazala vrlo rijetko raspoređene snopove kolagena unutar vrlo labavo organiziranog intersticija, što ukazuje na edematozne intersticijske promjene. Budući da je ANCA GN vaskulitis koji zahvaća male žile, intersticijska upala i difuzna fifibroza mogu se objasniti intersticijskim vaskulitisom s popratnim kapilarnim curenjem; stoga edem i intersticijska upala pogoršavaju difuznu intersticijsku fifibrozu [42].
CISTANCHE ĆE POBOLJŠATI BUBREŽNU/BUBREŽNU DIJALIZU
Skupovi podataka transkriptoma iz mikrodiseciranih tubulointersticijskih odjeljaka otkrili su različite potpise kolagena povezane s fokalnom IF/TA povezanom s tubularnom atrofijom i difuznom fifibrozom koja nije povezana s tubularnom atrofijom, što implicira da se žarišna IF/TA i difuzna fifibroza bubrega mogu razlikovati u sastavu ECM-a. Kolagen je glavni fibrozni protein u izvanstaničnom matriksu. Kolageni čine primarni strukturni element ECM-a i osiguravaju vlačnu čvrstoću, reguliraju staničnu adheziju, podržavaju kemotaksiju i migraciju te usmjeravaju razvoj tkiva [43]. Do danas je opisano 28 vrsta kolagena. Glavni tipovi kolagena koji se nalaze u vezivnom tkivu su tipovi I, II, III, V i XI. U mikrodiseciranim tubulointersticijskim odjeljcima, žarišna fifibroza povezana s markerima tubularne atrofije pretežno je sadržavala kolagen tipova I, III, IV i V. Nasuprot tome, identificirali smo inverznu korelaciju s kolagenom tipova II i XI, što implicira da žarišni IF/TA i difuzni bubreg fifibroza se može razlikovati u različitim kolagenskim potpisima. Konačno, ovdje pokazujemo da je potpuna fifibroza bubrega kod ANCA GN povezana s lošijim dugoročnim bubrežnim ishodima, kao što je prethodno opisano [22]. Zanimljivo je da je samo opseg žarišne fifibroze bubrega korelirao s bubrežnim ishodom. Nasuprot tome, difuzna fifibroza bubrega nije bila povezana s dugoročnim bubrežnim ishodom. Ova opažanja impliciraju da različiti obrasci fifibroze također mogu utjecati na napredovanje bolesti i potencijalni odgovor na liječenje.
Uzeti zajedno, ovdje pružamo dokaze da se čini da je većina bubrežnih fifibroza povezana s gubitkom nefrona i zamjenskim ožiljcima, što predstavlja nepotpuni popravak tkiva. Nasuprot tome, čini se da je difuzna fifibroza rezultat primarne intersticijske upale i ozljede bez oštećenja epitelnog dijela bubrega. Zanimljivo je da su oba obrasca fifibroze u korelaciji s težim pogoršanjem funkcije bubrega, što implicira da svaka intersticijska fibrozna lezija bitno pridonosi ishodu. U isto vrijeme, koncept gubitka funkcionalnog parenhima koji dovodi do fokalne nadomjesne fifibroze i difuzne fifibroze u podlozi alternativnih mehanizama još nije sustavno opisan u bubregu. Takvi su mehanizmi, međutim, zabilježeni kod srčane fifibroze. Zamjenska fifibroza (fifibroza ožiljaka) je žarišna i javlja se nakon nekroze kardiomiocita, npr. nakon infarkta miokarda, te se smatra ireverzibilnom kako bi se spriječila ruptura srčanog mišića nakon infarkta [44]. S druge strane, difuzna fifibroza je povezana s difuznim širenjem izvanstaničnog kolagena bez nekroze kardiomiocita i vjeruje se da je u načelu reverzibilna [45-48].
Glavna ograničenja naše studije su ograničeni broj biopsija bubrega u nekim bubrežnim patologijama, njezin retrospektivni dizajn i ograničena mogućnost prijenosa eksperimentalnih modela ozljede bubrega na ljude. Ipak, naše glavno otkriće da su žarišna IF/TA i difuzna fifibroza neovisni obrasci fifibroze bubrega kod ANCA GN (i drugih kroničnih bubrežnih bolesti) implicira da svaka lezija ima različite karakteristike i, vjerojatno, mehanizme kod ANCA GN. Nadalje, ova opažanja dodatno proširuju naše trenutno znanje o međuigri između upale, oštećenja bubrega i fifibroze, pridonoseći preciznijem razumijevanju upalnih odgovora i potencijalnih novih terapijskih strategija za moduliranje različitih manifestacija fifibroze bubrega
Zaključci
Zaključno, ovdje pružamo dokaze da se čini da je žarišni obrazac fifibroze bubrega povezan s gubitkom nefrona i nadomjesnim ožiljcima. Nasuprot tome, čini se da je fifibroza difuznog uzorka bubrega rezultat primarne intersticijske upale i ozljede
