Excreción urinaria de transportadores de aniones orgánicos en nefropatía obstructiva. Potenciales biomarcadores de daño renal

La modificación de la función renal por obstrucción del tracto urinario, es una condición conocida con el nombre de nefropatía obstructiva. La lesión renal obstructiva ocasiona alteraciones estructurales y funcionales que afectan principalmente a los segmentos tubulares de la nefrona. Si bien es una situación reversible, una interrupción prolongada del flujo de orina (más de 24 horas) puede provocar pérdida de nefronas, con reducción de la tasa de filtración glomerular y deterioro en el manejo tubular de agua y solutos. Además, cuando la obstrucción es bilateral y completa, el daño puede persistir incluso después de que se haya resuelto el problema. Por lo tanto, la detección temprana es extremadamente necesaria para asegurar una recuperación óptima de la función renal. Los marcadores tradicionales utilizados en la práctica clínica para el reconocimiento de la enfermedad renal, son poco sensibles e inespecíficos. La creatinina plasmática, por ejemplo, es un indicador subóptimo dado que sólo considera la tasa de filtración glomerular y los cambios funcionales, sin tener en cuenta las situaciones subclínicas, en donde los riñones muestran indicios de daño a pesar de no presentar alteraciones manifiestas de su función. A consecuencia de esto, surge la necesidad de hallar nuevos biomarcadores que permitan entre otras cosas, mayor capacidad de diagnóstico, identificación precoz del riesgo y elevada eficacia predictiva respecto de la progresión de la enfermedad renal. La mayoría de los biomarcadores recientemente descriptos son péptidos y proteínas de membrana que presentan variaciones en cuanto a su distribución tisular, la función, y el momento de su liberación después de la lesión renal. En muchas ocasiones, la pérdida de integridad de los epitelios tubulares conduce al volcado de diferentes proteínas hacia el interior de la luz tubular, promoviendo su aparición en la orina. Esta situación y el hecho de ser moléculas en íntimo contacto con el sitio de la lesión, las convierte en excelentes biomarcadores de lesión renal, con el potencial de brindar diferente tipo de información. Los transportadores de aniones orgánicos son proteínas integrales de membrana, capaces de mediar el transporte de una gran variedad de compuestos, entre ellos metabolitos endógenos, fármacos de importancia clínica y agentes xenobióticos. El Transportador de aniones orgánicos 5 (Oat5), el Cotransportador Na+/Dicarboxilatos 1 (NaDC1) y el Polipéptido transportador de aniones orgánicos 1 (Oatp1), son algunos de los transportadores de aniones orgánicos más importantes localizados a nivel renal. Las tres proteínas se expresan en las membranas apicales de las células del túbulo proximal, y en consecuencia son susceptibles de aparecer en el fluido tubular, en situaciones de daño renal obstructivo. Por lo tanto el objetivo general del presente trabajo de Tesis consistió en analizar la excreción urinaria de Oat5, NaDC1 y Oatp1 en un modelo experimental de nefropatía obstructiva en ratas, para determinar su potencialidad como biomarcadores de lesión renal obstructiva. Para tal fin, se realizaron estudios en grupos experimentales de ratas a las cuales se les practicó una cirugía de obstrucción ureteral bilateral (OUB) completa, de diferente duración: 1, 2, 5 y 24 horas. Luego de liberar dicha obstrucción, los animales se mantuvieron durante 24 horas en jaulas metabólicas para la recolección de las muestras de orina. En una primera instancia, se caracterizó el modelo experimental de nefropatía obstructiva. Se observó: aumento en los niveles plasmáticos de urea y creatinina; disminución del clearance renal de creatinina; y aumento de las concentraciones de la Lipocalina asociada a la gelatinasa de neutrófilos (NGAL), glucosa y proteínas totales en la orina de los animales con 5 y 24 horas de obstrucción ureteral. Además, se observaron incrementos en el flujo urinario y en las excreciones fraccionales de agua y osmoles de estos dos grupos experimentales. En paralelo, los estudios en tejido renal revelaron aumentos del peso renal y un importante daño en el tejido a nivel del epitelio tubular, evidenciado mediante estudios histopatológicos. Luego se analizó la excreción urinaria de los transportadores de aniones orgánicos Oat5, NaDC1 y Oatp1, y se los comparó con marcadores tradicionales de lesión renal, para evaluar su potencial como biomarcadores de esta patología. Se observó un aumento en la excreción urinaria de Oat5 en todos los grupos experimentales, incluso en aquellos con obstrucciones ureterales de corta duración (1 hora). La excreción urinaria de NaDC1 aumentó en todos los grupos experimentales, mostrando un patrón de incremento regular a medida que el tiempo de obstrucción se hizo más prolongado. El análisis de regresión permitió corroborar la correlación positiva entre las dos variables (NaDC1 urinaria y tiempo de obstrucción), con un alto grado de significancia. Respecto de la excreción urinaria de Oatp1, sólo se detectó banda reactiva en la orina de los animales OUB, incluso en aquellos con tiempos de obstrucción ureteral cortos (OUB1). Por otro lado, no se detectó señal alguna en la orina de los animales Sham. Según nuestro conocimiento, este es el primer estudio que informa no sólo la detección de Oatp1 en muestras de orina, sino también el primero que analiza a los tres transportadores en el contexto de la enfermedad renal obstructiva. En contraste con los niveles plasmáticos de urea y creatinina, el clearance renal de creatinina, la excreción urinaria de NGAL y el resto de los parámetros de función renal analizados, los niveles urinarios de Oat5, NaDC1 y Oatp1 aumentaron significativamente en todos los grupos experimentales a los que se les practicó la cirugía de obstrucción de uréteres, incluso en aquellos con tiempos de obstrucción ureteral cortos. Cuando el tiempo de obstrucción fue muy corto (OUB1), los únicos parámetros modificados fueron los niveles urinarios de Oat5, NaDC1 y Oatp1. Ni los indicadores clásicos de función renal, como la urea y la creatinina, ni otros biomarcadores descritos más recientemente, como la NGAL urinaria, se alteraron en respuesta al daño renal obstructivo. Por lo tanto, las excreciones urinarias de Oat5, NaDC1 y Oatp1 podrían ser consideradas como biomarcadores diagnóstico tempranos, más sensibles que otros para predecir la lesión renal obstructiva. Además, el patrón de excreción mostrado por NaDC1 indicaría su potencialidad como biomarcador capaz de brindar información acerca del tiempo transcurrido desde el inicio del evento obstructivo. Por otro lado, la expresión renal de las tres proteínas se encontró modificada en respuesta a la obstrucción. En los homogenados totales de riñón, Oat5 disminuyó en todos los grupos experimentales analizados, mientras que NaDC1 disminuyó en OUB5 y OUB24. Por su parte, la expresión renal de Oatp1 no presentó alteraciones en los homogenados renales de los animales con OUB. Las modificaciones observadas a nivel del tejido renal podrían ser el resultado de alteraciones en los procesos de síntesis y/o degradación proteica ocasionados por la nefropatía obstructiva. Además, el hecho de que las tres proteínas respondan de manera distinta a la obstrucción revelaría mecanismos regulatorios diferentes para cada una de ellas, en función de la gravedad del cuadro. En las membranas apicales renales, lugar donde estas proteínas se expresan y son funcionales, Oat5 disminuyó en todos los grupos experimentales. Por su parte NaDC1 disminuyó en OUB5 y OUB24, en paralelo con el aumento en la excreción fraccional de citrato de estos grupos. El citrato es un sustrato endógeno de NaDC1 de relevancia fisiológica, debido a su rol como inhibidor de la formación de cálculos renales. Por otro lado, la expresión de Oatp1 en membranas aumentó sólo en OUB24. Las modificaciones observadas en la expresión renal de proteínas transportadoras de membrana son un hecho de relevancia clínica debido a que implican consecuencias directas sobre el manejo renal de fármacos y metabolitos endógenos transportados por estas proteínas. Tales cuestiones deberían ser tenidas en cuenta, por ejemplo, a la hora de diseñar regímenes de dosificación y planes terapéuticos, para evitar futuras complicaciones. Los resultados obtenidos en el presente trabajo de Tesis aportan nueva información acerca de las modificaciones inducidas por la nefropatía obstructiva en la expresión renal y en la excreción urinaria de diferentes proteínas transportadoras de aniones orgánicos. Estos conocimientos son de relevancia clínica debido al rol que cumplen estas proteínas en la función renal, y además, debido a su potencialidad como novedosas herramientas no invasivas para el diagnóstico temprano de la enfermedad renal obstructiva.Fil: Campagno, Romina Valeria. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina