Identificación de biomarcadores de nefropatía diabética mediante transcriptómica

La diabetes tipo 2 (T2D) se define como un grupo de enfermedades metabólicas caracterizadas por hiperglucemia crónica, como resultado de defectos en la secreción de insulina, la acción de la insulina o ambos. De acuerdo con la Encuesta Nacional de Salud 2012, en México, aproximadamente 1 de cada 10 personas padece DT2, aunque es importante mencionar que estos datos solo reflejan sujetos previamente diagnosticados con la enfermedad, pero esperamos que este número se duplique cuando incluidos los pacientes con DT2 recién diagnosticados. Además, la prevalencia de DT2 en grupos de edad más jóvenes ha aumentado (25% de los casos de diabetes en México ocurren en adultos jóvenes <43 años), lo que implica >20 años viviendo con la enfermedad. En consecuencia, la DT2 se encuentra entre las principales causas de muerte, lo que representa una carga sanitaria para el país.

Se ha estimado que más del 40 % de las personas con diabetes desarrollarán enfermedad renal crónica (ERC), lo que representa aproximadamente el 40 % de todos los pacientes que comienzan la terapia de reemplazo renal. En el Instituto Mexicano del Seguro Social, la nefropatía se encuentra entre las cinco principales causas de atención médica en los hospitales generales del área y en los hospitales de alta especialidad. Un estudio en Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, informó que se observó una incidencia de nefropatía del 35% en pacientes diabéticos. Cueto-Manzano et al. reportaron una incidencia de 40% de nefropatía temprana y 29% de nefropatía establecida en 756 pacientes diabéticos de Jalisco. Otro estudio en México que incluyó a 3,609 pacientes diabéticos en Guanajuato, reportó un 23.8% de nefropatía diabética. Un estudio reciente realizado en el Estado de México, que incluyó a 44 458 sujetos diagnosticados con DT2, registró la presencia de nefropatía diabética en 9.1% .

La enfermedad renal diabética es poco común si la diabetes tiene menos de una década de duración. Las tasas de incidencia más altas del 3% por año se observan en promedio de 10 a 20 años después del inicio de la diabetes, después de lo cual la tasa de nefropatía disminuye. Es importante decir que un paciente diabético de 20 a 25 años sin signos clínicos de nefropatía diabética tiene pocas posibilidades de desarrollar dicha complicación. La progresión de la DM2 a nefropatía diabética se ha convertido en un problema de salud, no solo por los costos para el sector salud, sino por el empeoramiento de la calidad de vida del paciente y los resultados.

Los principales factores de riesgo de progresión a nefropatía diabética incluyen: hiperglucemia, respuesta a fármacos y diabetes de larga duración, hipertensión arterial, obesidad y dislipidemia. La mayoría de estos factores son modificables por fármacos o cambios en el estilo de vida. Por tanto, el manejo de los factores de riesgo modificables es clave para prevenir y retrasar el deterioro de la función renal. El diagnóstico precoz de la nefropatía diabética es otro componente esencial en el manejo de la diabetes y sus complicaciones como la nefropatía. La American Diabetes Association (ADA) recomienda el cribado de rutina a los sujetos diabéticos con nefropatía diabética progresiva y ERC. Las pautas más ampliamente aceptadas de la Fundación Nacional del Riñón implicaban medir la tasa de filtración glomerular (TFG) y las etapas de la ERC utilizando la creatinina sérica en los pacientes. Sin embargo, debido a que la creatinina sufre secreción tubular además de la filtración glomerular y su eliminación extrarrenal a través del tracto gastrointestinal, particularmente en insuficiencia renal avanzada, la TFG podría estar sobrestimada. En el caso de GFR, las técnicas son abrumadoras debido a los métodos invasivos y algunos marcadores son difíciles de manejar. Otro marcador utilizado en la clínica es la microalbuminuria, en la mayoría de los pacientes, el primer signo de nefropatía diabética es el aumento moderado de la excreción urinaria de albúmina, es decir, 30-300 mg/g de creatinina en una muestra de orina (también denominada microalbuminuria). Los pacientes que desarrollan macroalbuminuria (>30-300 mg/g de creatinina) tienen un alto riesgo de desarrollar nefropatía diabética. No obstante, aproximadamente hasta el 40% de los pacientes con albuminuria moderada vuelve a la normoalbuminuria. Además, hasta el 50 % de los pacientes con diabetes tipo 1 o DT2 experimentan una disminución de la TFGe, a pesar de la presencia de albuminuria moderada o incluso normoalbuminuria. En consecuencia, los marcadores actuales disponibles en la clínica son inexactos, por lo que es necesaria la identificación de nuevos marcadores que puedan reconocer a aquellos pacientes con alto riesgo de desarrollar nefropatía diabética para retrasar el progreso de las complicaciones tomando las medidas adecuadas.

la transcriptómica

El desarrollo de nuevas tecnologías en la era genómica ha permitido el avance acelerado en biología de sistemas y la generación de conocimiento en desarrollo, homeostasis y enfermedad renal. En este contexto, las firmas transcriptómicas asociadas con estados patológicos específicos pueden proporcionar gran información sobre los mecanismos patogénicos y sacar a la luz candidatos a biomarcadores de expresión génica prioritarios. Además, la comparación de transcriptomas permite la identificación de genes que se expresan diferencialmente en distintas poblaciones.

En general, la tecnología RNA-Seq es muy útil para el análisis de expresión diferencial, en el que comúnmente se adoptan cinco pasos. Primero, las muestras de ARN se fragmentan en pequeñas secuencias de ADN complementarias (ADNc) y luego se secuencian desde una plataforma de alto rendimiento. En segundo lugar, las pequeñas secuencias generadas se asignan a un transcriptoma. En tercer lugar, se estiman los niveles de expresión de cada gen o isoforma. En cuarto lugar, los datos mapeados se normalizan y, p. utilizando métodos estadísticos y de aprendizaje automático, se identifican los genes expresados ​​​​diferencialmente (DEG). Finalmente, la relevancia de los datos producidos finalmente se evalúa desde un contexto biológico.

Un estudio reciente de O´Conell et al. identificaron un conjunto de 13 genes que predecían el desarrollo de fibrosis renal al cabo de 1 año del trasplante renal, a través del análisis de expresión de micromatrices de biopsias de receptores de aloinjertos renales. Por lo tanto, los autores sugieren que el conjunto de 13 genes podría usarse para identificar a los receptores de trasplantes de riñón en riesgo de pérdida del aloinjerto antes del desarrollo de daños irreversibles. Un estudio realizado por Ju et al. reveló que el factor de crecimiento epidérmico (EGF), una proteína específica de los túbulos fundamental para la diferenciación y regeneración celular, predijo la TFGe durante el análisis del transcriptoma en componentes tubulointersticiales microdiseccionados de biopsias renales humanas de pacientes con ERC. Además, la cantidad de proteína EGF en la orina (uEGF) mostró una correlación significativa con el ARNm de EGF intrarrenal, la fibrosis intersticial/atrofia tubular, la eGFR y la tasa de pérdida de eGFR, lo que sugiere que uEGF podría ser un buen predictor de la progresión de la ERC. Otro estudio demostró que el perfil de miARN en suero se ve afectado por la hemodiálisis, lo que contribuye a la subfertilidad y aumenta el riesgo de desarrollo de cáncer. Por lo tanto, la transcriptómica podría proporcionar mejores herramientas de diagnóstico, biomarcadores de pronóstico y vías de señalización susceptibles de orientación terapéutica.