2. dio| Genetska varijacija implicira angiopoetin u plazmi-2 u razvoju subfenotipova akutne ozljede bubrega

Kliknite ovdje za 1. dio

Za više informacija kontaktirajte emily.li@wecistanche.com

Cistanche može poboljšati rad bubrega

Rasprava

Potraga za genima osjetljivosti na AKI bila je ometena heterogenošću unutar fenotipa kliničke bolesti. KorištenjeAKIsubfenotipa, otkrili smo da genetska varijanta u blizini gena ANGPT2, rs2920656, štiti od razvoja AKI-SP2. Analiza uzročnog zaključivanja sugerira da koncentracije ANG-2 u plazmi posreduju 41,5 posto genetske povezanosti između rs2920656 iAKI-SP2rizik kod subjekata europskog podrijetla. Nadalje, eksperimenti in vitro pokazali su da sporedni alel rs2920656 može dovesti do nižeg otpuštanja proteina ANG-2endotelne stanice ljudskih bubrega. Osim toga, ANG-2 u plazmi minimalno se stvarno čisti, što sugerira da povišene koncentracije ANG-2 u plazmi vjerojatno nisu rezultatbubregozljeda. Sve u svemu, ovi nalazi pružaju.

dokaz da plazma ANG-2 igra mehaničku ulogu u odgovoru domaćina na kritičnu bolest koja dovodi do AKI-SP2. Napori usmjereni na Ang-Tie2 osovinu mogu ograničiti težinu AKI i rezultirati lošim kliničkim ishodima [35]. Gen ANPT2 je 100 posto ugniježđen unutar gena mikrocefalina (MCPH1). Mutacije u genu MCPH1 povezane su s bolestima neurogeneze i karcinomom bubrežnih stanica [36]. Pokazali smo da je rs2920656 intronska varijanta u MCPH1 koja regulira koncentracije ANG-2 u plazmi. Prethodne studije identificirale su genetske varijante u MCPH1 [37] i ANGPT2 [38] koje su povezane s koncentracijama ANG-2. Također je moguće da rs2920656 utječe na ekspresiju MCPH1. Međutim, koliko znamo, nema uloge MCPH1 u akutnom ili kroničnombolest bubregaili je opisana vaskularna ozljeda. Nasuprot tome, brojne pretkliničke i kliničke studije pokazale su važnu ulogu plazmatskog ANG-2 u razvoju AKI [16, 39, 40].

Višestruka su izvješća upućivala na biomarkere endotelne funkcije plazme u patofiziologiji AKI [39, 41, 42]. ANG-1 i -2 su faktori rasta vaskularnog endotela koji se oba vežu na endotelni receptor tirozin kinaze (Tie-2), ali imaju aktivnosti ovisne o kontekstu [43]. ANG-1 oslobađaju periciti i trombociti i on je agonist za Tie-2 receptor. ANG-1 djeluje zaštitno stabiliziranjem endotela i sprječavanjem mikrocirkulacijskog kapilarnog curenja, što je obilježje AKI [44]. Nasuprot tome, ANG-2 obično djeluje kao antagonist Tie-2 receptora i potiče propusnost endotela [45] i upalu [46, 47]. Gen ANGPT2 kodira za cirkulirajući ANG-2, koji se oslobađa iz endotelnih stanica tijekom upalnog podražaja. Studije na životinjama pokazale su da inhibicija vezanja ANG-2, povećanje koncentracije ANG-1 [41, 44] ili aktivacija Tie-2 [46] smanjuje curenje endotela i štiti od AKI. Uzete zajedno, ove studije impliciraju mehaničku ulogu osi ANG-Tie2 u AKI. Ovdje demonstriramo genomsku regulaciju ANG-2 u plazmi kao još jedan dio koji podržava uzročnu ulogu ANG-2 u razvoju teškog oblika AKI, AKI-SP2.

Jaka povezanost između ANG-2 u plazmi i razvoja AKI-SP2 postavlja pitanje je li ANG-2 sličan kreatininu: filtriranbubrega povišene razine jednostavno su odraz smanjene bubrežne filtracije. Kako bismo pokazali da koncentracije ANG-2 u plazmi nisu samo marker, već uzročnici u razvoju teške AKI, pružamo dvije linije dokaza. Prvo, koristeći analizu genetskog uzročnog zaključivanja, pokazali smo da je genetska varijacija u blizini gena ANGPT2 povezana s koncentracijama ANG-2 u plazmi i razvojem AKI-SP2. Drugo, za razliku od kreatinina (113 Da), ANG-2 (57,000 Da) je velika molekula za koju je malo vjerojatno da se redovito filtrira u glomerulu. Kod kritično bolesne populacije, pokazali smo minimalni bubrežni klirens ANG-2. Stoga je malo vjerojatno da su povišenja koncentracije ANG-2 u plazmi posljedica razlika u bubrežnoj filtraciji i, umjesto toga, mogu biti uključena u patofiziologiju AKI u kritično bolesnih pacijenata.

Važno je napomenuti da pojedinačne genetske varijante vjerojatno imaju male ukupne učinke na razvoj bolesti jer je AKI vjerojatno poligenska bolest. Snaga ove analize je identifikacija genetske varijante koja podržava ANG{{0}} kao uzročnik u razvoju AKI. Čak i varijante sa skromnim veličinama učinka pružaju mogućnosti za istraživanje potencijalnih novih uzročnih putova pomoću analize genetskih lijekova. Na primjer, kardiovaskularna bolest, slična AKI, je poligenska osobina s mnogo genetskih varijanti od kojih svaka objašnjava mali udio rizika. Bez obzira na to, tri SNP-a koja su objasnila samo 0,4 do 2 posto varijance u razinama c-reaktivnog proteina omogućila su određivanje da c-reaktivni protein nije bio uzročnik u razvoju ishemijske vaskularne bolesti [48], a ti su nalazi potvrđeni u kasnijim studijama [49].

Naš rad ima nekoliko prednosti. Prvo smo upotrijebili AKI subfenotipove kako bismo povećali preciznost u definiciji fenotipa i maksimizirali veličinu uzorka za otkrivanje genetskih varijanti. Drugo, analiza uzročnog zaključivanja sugerira da se 41,5 posto rizika povezanog s rs2920656-za razvoj AKI-SP2 objašnjava razinama ANG-2 u plazmi. Ovo pruža kliničke dokaze, koji se temelje na radu iz studija na životinjama, da modulacija koncentracija ANG-2 u plazmi može poboljšati ishode kod AKI-a povezanog s kritičnom bolešću. Treće, kako bi se uzela u obzir potencijalna zaostala konfuzija i kako bi se proizvodnja Ang-2 povezala posebno sbubregendotelnih stanica, dovršili smo in-vitro eksperimente koristeći HKMEC. Četvrto, upotrebom jedinstvene kohorte odjela intenzivne njege s vremenskim uzorcima prikupljanja urina te prije i poslije uzoraka plazme, uspjeli smo pokazati da se minimalne količine ANG-a u plazmi-2 filtriraju pomoćububreg. Stoga, snažna povezanost ANG-2 sspecifično za bubregeishodi vjerojatno nisu zbunjeni problemima obrnute uzročnosti.

Naša studija ima ograničenja. Veličina našeg uzorka bila je relativno mala. Međutim, naša dobro definirana kvantitativna značajka (AKI-SP2) omogućila nam je identificiranje genetske povezanosti s ograničenim brojem kritično bolesnih pacijenata s AKI. Drugo, analize su bile ograničene na pacijente europskog podrijetla kako bi se smanjila genetska mješavina, povećala snaga i zbog razlika u učestalostima alela među etničkim podrijetlom. Zajamčen je budući rad na proučavanju alternativnih etničkih populacija kako bi se utvrdilo utječe li slična genomska varijacija na koncentracije ANG-2 u plazmi. Treće, iako je postojao trend nižih mjerenja ANG-2 u PTEC-ovima s manjim alelom, rezultati nisu bili statistički značajni. Međutim, ljudske je uzorke teško dobiti, a čak i s malom veličinom uzorka vidjeli smo dosljedan smjer. Četvrto, zbog jedinstvenosti ovog skupa podataka, nismo uspjeli pronaći sličnu populaciju pacijenata kako bismo ponovili naše nalaze. Naš skup podataka uključivao je dobro fenotipizirane bolesnike s AKI, s genomskim podacima, podacima o plazmi i kliničkim ishodima. Međutim, unutar četiri pojedinačne populacije uključene u iSPAAR postojao je dosljedan smjer između rs2920656 i razvoja AKI-SP2. Zajamčen je budući rad kako bi se razumio utjecaj rs2920656 na razvoj subfenotipa i kliničke ishode specifične za AKI.

Zaključak

Ukratko, identificirali smo genetsku varijantu u blizini gena ANGPT2 koja je povezana s koncentracijama ANG-2 u plazmi i razvojem AKI-SP2 među kritično bolesnom populacijom. Također smo testirali ovu povezanost kroz studije dovršene u HKMEC-ovima. Naša otkrića sugeriraju da ANG-2 u plazmi igra uzročnu ulogu u razvoju AKI-SP2 i vjerujemo da napori usmjereni na os Ang-Tie2 mogu spriječiti razvoj loših kliničkih ishoda.

Reference

1. Clermont G, Acker CG, Angus DC, Sirio CA, Pinsky MR, Johnson JP. Zatajenje bubrega u JIL-u: usporedba utjecaja akutnog zatajenja bubrega i završnog stadija bubrežne bolesti na ishode JIL-a.BubregInt. 2002;62:986-96.

2. Ishani A, Xue JL, Himmelfarb J, Eggers PW, Kimmel PL, Molitoris BA, et al. Akutnabubregozljeda povećava rizik od ESRD-a među starijim osobama. J Am Soc Nephrol JASN. 2009;20:223–8.

3. Coca SG, Yusuf B, Shlipak MG, Garg AX, Parikh CR. Dugoročni rizik od smrtnosti i drugih štetnih ishoda nakon akutnebubregozljeda: sustavni pregled i meta-analiza. Am J Bubreg Dis Off J NatlBubregPronađeno. 2009;53:961–73.

4. Chawla LS, Eggers PW, Star RA, Kimmel PL. Akutnabubregozljede i kroničnebubregbolesti kao međusobno povezani sindromi. N Engl J Med. 2014;371:58-66.

5. Stafford-Smith M, Li YJ, Mathew JP, Li YW, Ji Y, Phillips-Bute BG, et al. Studija povezanosti akutne ozljede bubrega nakon operacije presatka koronarne premosnice na cijelom genomu identificira lokuse osjetljivosti. Kidney Int. 2015;88:823–32.

6. Zhao B, Lu Q, Cheng Y, Belcher JM, Siew ED, Leaf DE, et al. Studija povezanosti na cijelom genomu za identifikaciju polimorfizama jednog nukleotida za akutnu ozljedu bubrega. Am J Respir Crit Care Med. 2016;195:482-90.

7. Barasch J, Zager R, Bonventre JV. Akutna ozljeda bubrega: problem definiranja. Lancet Lond Engl. 2017;389:779–81.

8. Copeland KT, Checkoway H, McMichael AJ, Holbrook RH. Pristranost zbog pogrešne klasifikacije u procjeni relativnog rizika. Am J Epidemiol. 1977; 105: 488–95.

9. Sioux V, González JR, Bouzigon E, Curjuric I, Boudier A, Imboden M, et al. Genetska heterogenost fenotipova astme identificirana pristupom klasteriranja. Eur Respir J. 2014;43:439–52.

10. Bhatraju PK, Zelnick LR, Herting J, Katz R, Mikacenic C, Kosamo S, et al. Identifikacija subfenotipova akutne ozljede bubrega s različitim molekularnim potpisima i odgovorom na terapiju vazopresinom. Am J Respir Crit Care Med. 2018;199:863–72.

11. Russell JA, Walley KR, Singer J, Gordon AC, Hébert PC, Cooper DJ, et al. Vazopresin u odnosu na infuziju norepinefrina u bolesnika sa septičkim šokom. N Engl J Med. 2008;358:877-87.

12. Wu X, Guo R, Chen P, Wang Q, Cunningham PN. TNF inducira upalu o kaspazi u endotelnim stanicama bubrega kroz mehanizam ovisan o kinazi lakog lanca ro- i miozina. Am J Physiol Renal Physiol. 2009;297:F316–26.

13. Xu C, Chang A, Hack BK, Eadon MT, Alper SL, Cunningham PN. Oštećenje glomerularnog endotela posredovano TNF-om važna je determinanta akutne ozljede bubrega kod sepse. Kidney Int. 2014;85:72–81.

14. Cunningham PN, Dyanov HM, Park P, Wang J, Newell KA, Quigg RJ. Akutno zatajenje bubrega kod endotoksemije uzrokovano je djelovanjem TNF-a izravno na TNF receptor-1 u bubregu. J Immunol. 2002;168:5817-23.

15. Han S, Lee SJ, Kim KE, Lee HS, Oh N, Park I, et al. Ublažavanje sepse vaskularnom zaštitom izazvanom aktivacijom TIE2. Sci Transl Med. 2016;8:335ra55.

16. Parikh SM. Angiopoetin-Tie2 signalna os u sistemskoj upali. J Am Soc Nephrol JASN. 2017;28:1973–82.

17. Wei Y, Tejera P, Wang Z, Zhang R, Chen F, Su L, et al. Genetska varijanta missense u LRRC16A/CARMIL1 poboljšava preživljenje sindroma akutnog respiratornog distresa ublažavanjem pada broja trombocita. Am J Respir Crit Care Med. 2017;195:1353-61.

18. Trinder M, Genga KR, Kong HJ, Blauw LL, Lo C, Li X, et al. Prijenosni protein kolesteril estera utječe na razine lipoproteina visoke gustoće i preživljavanje kod sepse. Am J Respir Crit Care Med. 2019;199:854–62.

19. Reilly JP, Wang F, Jones TK, Palakshappa JA, Anderson BJ, Shashaty MGS,

et al. Plazmatski angiopoetin-2 kao potencijalni uzročni marker u razvoju ARDS-a povezanog sa sepsom: dokazi iz Mendelove randomizacije i analize medijacije. Intenzivna njega Med. 2018;44:1849–58.

20. Bhatraju PK, Mukherjee P, Robinson-Cohen C, O'Keefe GE, Frank AJ,

Christie JD, et al. Podfenotipovi akutne ozljede bubrega temeljeni na

putanja kreatinina identificirati pacijente s povećanim rizikom od smrti. Crit Care Lond Engl. 2016;20:372.

21. Nacionalni institut za srce, pluća i krv, mreža kliničkih ispitivanja sindroma akutnog respiratornog distresa (ARDS), Matthay MA, Brower RG, Carson S, Douglas IS, Eisner M, et al. Randomizirano, placebom kontrolirano kliničko ispitivanje aerosoliziranog₂-agonist za liječenje akutne ozljede pluća. Am J Respir Crit Care Med. 2011;184:561–8.

22. Mreža kliničkih ispitivanja sindroma akutnog respiratornog distresa (Ards) Nacionalnog instituta za srce, pluća i krv, Wheeler AP, Bernard GR, Thompson BT, Schoenfeld D, Wiedemann HP, et al. plućne arterije naspram središnjeg venskog katetera za usmjeravanje liječenja akutne ozljede pluća. N Engl J Med 2006;354:2213-2224.

23. Rice TW, Wheeler AP, Thompson BT, de Boisblanc BP, Steingrub J, Rock P, et al. Enteralni dodatak omega-3 masne kiseline, gama-linolenske kiseline i antioksidansa kod akutne ozljede pluća. JAMA. 2011;306:1574–81.

24. Gong MN, Zhou W, Williams PL, Thompson BT, Pothier L, Christiani DC. Polimorfizmi u genu lektina-2 koji veže manozu i sindrom akutnog respiratornog distresa. Crit Care Med. 2007;35:48–56.

25. Liu KD, Glidden DV, Eisner MD, Parsons PE, Ware LB, Wheeler A, et al. Prediktivna i patogenetska vrijednost biomarkera plazme za akutnu ozljedu bubrega u bolesnika s akutnom ozljedom pluća. Crit Care Med. 2007;35:2755-61.

26. Liu KL, Lee KT, Chang CH, Chen YC, Lin SM, Chu PH. Povišeni trombomodulin i angiopoetin-2 u plazmi predviđaju razvoj akutne ozljede bubrega u bolesnika s akutnim infarktom miokarda. Crit Care Lond Engl. 2014;18:R100.

27. Siew ED, Matheny ME, Ikizler TA, Lewis JB, Miller RA, Waitman LR, et al. Često korišteni surogati za početnu bubrežnu funkciju utječu na klasifikaciju i prognozu akutne ozljede bubrega. Kidney Int. 2010;77:536-42.

28. Howie BN, Donnelly P, Marchini J. Fleksibilna i točna metoda imputacije genotipa za sljedeću generaciju studija asocijacija na cijelom genomu. PLoS Genet. 2009;5:e1000529.

29. Marchini J, Howie B. Imputacija genotipa za studije povezanosti na cijelom genomu. Nat Rev Genet. 2010;11:499-511.

30. Lee PH, Bergen SE, Perlis RH, Sullivan PF, Sklar P, Smoller JW, et al. Modifikatori i analize specifične za podtip u studijama povezanosti cijelog genoma: okvir vjerojatnosti. Hum Hered. 2011;72:10-20.

31. Bhatraju P, Hsu C, Mukherjee P, Glavan BJ, Burt A, Mikacenic C, et al. Povezanosti između polimorfizama jednog nukleotida u FAS putu i akutne ozljede bubrega. Crit Care Lond Engl. 2015;19:368.

32. Yeboah J, Delaney JA, Nance R, McClelland RL, Polak JF, Sibley CT, et al. Posredovanje učinaka čimbenika kardiovaskularnog rizika kroz subkliničku vaskularnu bolest: multietnička studija ateroskleroze. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2014;34:1778–83.

33. Kosuke Imai, Luke Keele, Teppei Yamamoto. Identifikacija, zaključivanje i analiza osjetljivosti za uzročne posredničke učinke. JSTOR. 2010;25:51–71.

34. Skol AD, Scott LJ, Abecasis GR, Boehnke M. Zajednička analiza učinkovitija je od analize temeljene na replikaciji za dvostupanjske studije povezanosti genoma. Nat Genet. 2006;38:209-13.

35. Higgins SJ, Purcell LA, Silver KL, Tran V, Crowley V, Hawkes M, et al. Disregulacija angiopoetina-1 igra mehaničku ulogu u patogenezi cerebralne malarije. Sci Transl Med. 2016;8:358ra128.

36. Pulvers JN, Journiac N, Arai Y, Nardelli J. MCPH1: prozor u razvoj i evoluciju mozga. Prednji stanični neuroci. 2015. [citirano 19. ožujka 2019.];9.

37. Lieb W, Chen MH, Larson MG, Safa R, Teumer A, Baumeister SE, et al. Studija povezanosti endotelnih faktora rasta na cijelom genomu. Circ Cardiovasc Genet. 2015; 8: 389–97.

38. Meyer NJ, Li M, Feng R, Bradfield J, Gallop R, Bellamy S, et al. Genetska varijanta ANGPT2 povezana je s akutnom ozljedom pluća povezanom s traumom i promijenjenim omjerom izoformi angiopoetina-2 u plazmi. Am J Respir Crit Care Med. 2011;183:1344-53.

39. Jongman RM, van Klarenbosch J, Molema G, Zijlstra JG, de Vries AJ, van Meurs M. Angiopoetin/Tie2 disbalans povezan je s akutnom ozljedom bubrega nakon operacije srca potpomognute kardiopulmonalnom premosnicom. PLoS jedan. 2015;10:e0136205.

40. Robinson-Cohen C, Katz R, Price BL, Harju-Baker S, Mikacenic C, Himmelfarb J, et al. Povezanost markera endotelne disregulacije Ang1 i Ang2 s akutnom ozljedom bubrega u kritično bolesnih pacijenata. Crit Care Lond Engl. 2016;20:207.

41. David S, Park JK, van Meurs M, Zijlstra JG, Koenecke C, Schrimpf C, et al. Akutna primjena rekombinantnog angiopoetina-1 ublažava sindrome disfunkcije više organa i poboljšava preživljenje kod mišje sepse. Citokin. 2011;55:251–9.

42. Kümpers P, Hafer C, David S, Hecker H, Lukasz A, Fliser D, et al. Angiopoetin-2 u pacijenata kojima je potrebna nadomjesna bubrežna terapija u JIL-u: odnos s akutnom ozljedom bubrega, sindromom disfunkcije više organa i ishod. Intenzivna njega Med. 2010;36:462-70.

43. Yuan HT, Khankin EV, Karumanchi SA, Parikh SM. Angiopoetin 2 je djelomični agonist/antagonist Tie2 signalizacije u endotelu. Mol Cell Biol. 2009.; 29:2011–22.

44. Kim DH, Jung YJ, Lee AS, Lee S, Kang KP, Lee TH, et al. COMP-angiopoetin- 1 smanjuje akutnu ozljedu bubrega izazvanu lipopolisaharidima. Kidney Int. 2009;76:1180–91.

45. Felcht M, Luck R, Schering A, Seidel P, Srivastava K, Hu J, et al. Angiopoetin- 2 različito regulira angiogenezu putem TIE2 i signalizacije integrina. J Clin Invest. 2012;122:1991–2005.

46. ​​Fiedler U, Reiss Y, Scharpfenecker M, Grunow V, Koidl S, Thurston G, et al. Angiopoetin-2 senzibilizira endotelne stanice na TNF-alfa i ima ključnu ulogu u indukciji upale. Nat Med. 2006;12:235–9.

47. Higgins SJ, De Ceunynck K, Kellum JA, Chen X, Gu X, Chaudhry SA, et al. Tie2 štiti vaskulaturu od stvaranja tromba kod sustavne upale. J Clin Invest. 2018;128:1471-84.

48. Zacho J, Tybjaerg-Hansen A, Jensen JS, Grande P, Sillesen H, Nordestgaard BG. Genetski povišen C-reaktivni protein i ishemijska vaskularna bolest. N Engl J Med. 2008;359:1897-908.

Suradnja novih čimbenika rizika; Kaptoge S, Di Angelantonio E, Lowe G, Pepys MB, Thompson SG, Collins R, Danesh J. Koncentracija C-reaktivnog proteina i rizik od koronarne bolesti srca, moždanog udara i smrtnosti: meta-analiza pojedinačnih sudionika. Lanceta. 2010;375(9709):132-40