Biomarker moczu dla nawrotu kamienia

Nawroty kamicy pozostają głównym wyzwaniem w leczeniu pacjentów z kamicą nerkową, pomimo pojawienia się ESWL jako akceptowanej na całym świecie metody małoinwazyjnego leczenia większości kamicy nerkowej. W zależności od umiejscowienia i wielkości kamienia, wskaźniki powodzenia ESWL mogą przekraczać 80% w przypadku udanej dezintegracji (fragmentacji) kamienia, a wskaźnik, w jakim pacjenci pozostają wolni od kamienia po 3 miesiącach, waha się od 40% do 80 %. Odsetki nawrotów kamieni, definiowane jako epizody objawowe i/lub interwencje z powodu pozostałości fragmentów, po ESWL, PCNL i URETS wahają się od 10% do 60% i zależą od czasu trwania prospektywnego badania kontrolnego. W długoterminowych badaniach kontrolnych po ESWL wykazano, że odsetek nawrotów wzrasta z roku na rok. Nawrót ten może być spowodowany nieprzestrzeganiem przez pacjenta zaleceń dotyczących diety i przyjmowania płynów, wiekiem pacjenta, nieprawidłowościami metabolicznymi, skutkami ubocznymi leków lub tworzeniem się nowych kamieni z CIRF będących wynikiem ESWL.

Fragmenty nieistotnych klinicznie lub znaczących kamieni, które pozostają po ESWL/PCNL/URETS, mogą stanowić długoterminowe zagrożenie dla pacjentów, służąc jako miejsce powstawania nowych kamieni. Pacjenci są uznawani za „wolnych od kamieni” po ESWL tylko wtedy, gdy na radiogramach, USG lub dożylnych pielogramach z tomografią i spiralną tomografią komputerową (CT) nie zostaną wykryte żadne fragmenty. Fragmenty mniejsze niż 5 mm są uważane za zdolne do spontanicznego przejścia i takie fragmenty są uważane za CIRF. Pomimo działań profilaktycznych mających na celu ograniczenie tworzenia się kamieni, częstość nawrotów pozostaje wysoka. Istnieje również niedostatek informacji dotyczących oceny biochemicznej lub metabolicznej pacjentów, którzy byli śledzeni w długoterminowych badaniach opisanych powyżej. Niektóre specyficzne skutki biologiczne ESWL są dobrze znane; na przykład wiadomo, że poziom enzymów w moczu wzrasta. Chociaż poziomy enzymów zwykle wracają do normy w krótkim okresie, poziomy tych enzymów i innych biomarkerów, takich jak glikozaminoglikany i cytokiny, nie były śledzone w dłuższych okresach czasu.

Poziomy zarówno cytokin, jak i mediatorów stanu zapalnego w moczu są coraz częściej uznawane za ważne markery chorób urologicznych. W badaniu poziomów IL-6, IL-1β i 1α w moczu u pacjentów z kamicą, pacjenci bez bakteryjnego zapalenia pęcherza wykazywali znaczny wzrost IL-6, ale nie mieli wyraźnego wzrostu IL-1β ani 1α w porównaniu z grupą kontrolną. przedmioty. Pacjenci z bakteryjnym zapaleniem pęcherza wykazywali podwyższenie poziomu wszystkich trzech cytokin. W badaniach zbadano również uszkodzenia komórek spowodowane toksycznością szczawianu i ekspozycją na kryształy szczawianu wapnia, stosując testy na hodowlach tkankowych i modelach szczurzych [20-22]. Wykazano również, że tego rodzaju uszkodzenia komórek przyciągają wiązanie kryształów, co może prowadzić do wzrostu i agregacji kryształów. Reakcję zapalną zaobserwowano również u eksperymentalnych szczurów z kamicą nerkową, przy czym wykazano, że kryształy tworzą się w świetle kanalików i ostatecznie przemieszczają się do śródmiąższu, powodując stan zapalny i przyciągając makrofagi lub inne komórki zapalne. Niedawne postępy w medycynie translacyjnej pozwoliły również zidentyfikować nowe cząsteczki, takie jak cząsteczka-1 uszkodzenia nerek w moczu (uKIM-1). Stwierdzono, że poziomy cząsteczki uKIM-1 wzrosły po litotrypsji, co sugeruje, że może być dobrym kandydatem na cząsteczkę ostrego uszkodzenia nerek (AKI). Dlatego badanie poziomów cytokin i mediatorów stanu zapalnego może pomóc w zrozumieniu patogenezy kamicy moczowej. Takie badania mogłyby również zidentyfikować wiarygodny marker do wczesnej diagnozy, leczenia i zapobiegania nawrotom kamieni.

Małe fragmenty (<5 mm), które nie przeszły samoistnie i pozostają niewykryte w drogach moczowych, mogą przekształcić się w nowe kamienie w kolejnych miesiącach lub latach. Badacze postawili hipotezę, że takie zatrzymane fragmenty najprawdopodobniej przyczepią się do nabłonka dróg moczowych, uszkadzając w ten sposób komórki i leżącą pod nimi tkankę. Badacze postawili również hipotezę, że w zależności od tempa wzrostu fragmentu, uszkodzenie to może wywołać reakcję zapalną, która rozpoczyna się jako subkliniczna (tj. bezobjawowa). Ten rodzaj urazu jest podobny do tworzenia się kamienia, powodując mechaniczną stymulację (tj. podrażnienie) komórek nabłonka, co skutkuje produkcją cytokin i mediatorów stanu zapalnego. Te produkty uboczne ostatecznie stają się „płytką nazębną”, podobną do płytki Randalla. Hipotezy te zostały niedawno zweryfikowane i zasugerowano, że wskazują prawdopodobną ścieżkę powstawania kamienia wapiennego.

We wcześniejszych badaniach nad rozdziałem glikozoaminoglikanów (GAG) w moczu badacze opisali elektroforetyczny rozdział GAG w moczu na ich podklasy w skali preparatywnej. Siarczany chondroityny (CS) i HA wyraźnie oddzielono od siarczanów heparanu (HS). W dalszej analizie za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej zidentyfikowano HA jako główne czynniki przyczyniające się do właściwości sprzyjających krystalizacji obserwowanych we wczesnych frakcjach elektroforetycznych substancji tworzących kamienie. Zaangażowanie HA w kamicę moczową zostało dodatkowo poparte badaniami obejmującymi ich ekstrakcję i identyfikację w kamieniach zawierających wapń. Badacze potwierdzili również, że rola HA in vivo była bardziej prawdopodobnym skutkiem wtórnym niż przyczyną powstawania kamieni, chociaż uwalnianie i wzrost HA z uszkodzonych tkanek może przyspieszyć wzrost i odkładanie się wapnia i szczawianu (np. w CIR).

W poprzednim wstępnym badaniu klinicznym badacze przyjrzeli się wielu potencjalnym biomarkerom i cytokinom zapalnym. Kandydaci molekularni pochodzili zarówno z próbek moczu, jak i surowicy. Oceniono sześć grup pacjentów, w tym aktywnych kamieniotwórczych z zakażeniem i bez oraz przed i po usunięciu kamieni. Oceniano również normalne grupy kontrolne z infekcjami dróg moczowych i bez nich.

Do badań wybrano najlepiej przebadane i scharakteryzowane markery, które są jednocześnie łatwo dostępne. Markery obejmowały: (1) markery stanu zapalnego IL-1α, IL-6 i IL-8, (2) mediator makrofagowego białka zapalnego-1α (MIP-1α) oraz (3) biochemiczne markery moczowe N-acetylo-β -D-glukozaminidaza (NAG), lipokalina związana z żelatynazą neutrofili (NGAL) i HA. Ponadto zbadano również metaboliczne parametry biochemiczne. Parametry te obejmowały poziomy sodu, potasu, wapnia, magnezu, amoniaku, fosforanów, siarczanów, szczawianów, cytrynianów, moczanów, chlorków i kreatyniny. Badano również pH i osmolalność.

Wstępne wyniki potwierdziły, że HA w moczu jest wiarygodnym wskaźnikiem aktywnych lub cichych kamieni. Badacze zgłosili to wcześniej we wstępnych ustaleniach dotyczących obecności HA w moczu. Odsetek wydalanego HA był znacząco wysoki. Odkrycie to zostało zgłoszone na spotkaniu Société Internationale d'Urologie w październiku 2018 r., które odbyło się w Seulu w Korei. HA jest wszechobecnym składnikiem macierzy pozakomórkowej. W swojej natywnej postaci istnieje jako polimer o dużej masie cząsteczkowej, a postacie HA o niższej masie cząsteczkowej gromadzą się w miejscach zapalenia i uszkodzenia tkanki. Wcześniejsze badania potwierdzają, że HA w moczu składa się głównie z gatunków o niższej masie cząsteczkowej (~ 10 kDa), co sugeruje rolę tych gatunków jako mediatorów stanu zapalnego.

Spośród markerów biochemicznych stanu zapalnego i moczowego, IL-6 i IL-8 były przewidywalnie wyższe, a NGAL również znacznie podwyższone w porównaniu z grupą kontrolną i pacjentami, którym usunięto kamienie. Warto również zauważyć, że kohorty tworzące kamienie miały niższe wydalanie cytrynianów i wyższe szczawianów, chociaż tylko na poziomie trendu. Jednak mediany różniły się wyraźnie od tych z grupy kontrolnej, co sugeruje, że pomiar cytrynianu i szczawianu jest nadal użytecznym wskaźnikiem ryzyka powstawania kamieni.

Dlatego w tym badaniu uzupełniającym badacze chcieliby zbadać punkty czasowe, w których nawracające formatory kamieni powinny być monitorowane w zaproponowanym tutaj okresie badania podłużnego.