Identificação de biomarcadores de nefropatia diabética por transcriptômica

O diabetes tipo 2 (DM2) é definido como um grupo de doenças metabólicas caracterizadas por hiperglicemia crônica, resultante de defeitos na secreção de insulina, na ação da insulina ou em ambos. De acordo com a Pesquisa Nacional de Saúde 2012, no México, aproximadamente 1 em cada 10 pessoas é afetada pelo DM2, embora seja importante mencionar que esses dados refletem apenas indivíduos diagnosticados anteriormente com a doença, mas esperamos um aumento de duas vezes neste número quando incluindo pacientes com DM2 recém-diagnosticados. Além disso, a prevalência de DM2 em faixas etárias mais jovens aumentou (25% dos casos de diabetes no México ocorrem em adultos jovens com menos de 43 anos de idade), o que implica > 20 anos vivendo com a doença. Em consequência, o DM2 encontra-se entre as principais causas de morte, o que representa um ônus para a saúde do país.

Estima-se que mais de 40% das pessoas com diabetes desenvolverão doença renal crônica (DRC), representando cerca de 40% de todos os pacientes que iniciam a terapia renal substitutiva. No Instituto Mexicano do Seguro Social, a nefropatia está entre as cinco principais causas de atendimento médico em hospitais gerais da região e em hospitais de alta especialidade. Um estudo em Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, informou que uma incidência de nefropatia de 35% foi observada em pacientes diabéticos. Cueto-Manzano et al. relataram uma incidência de 40% de nefropatia precoce e 29% de nefropatia estabelecida em 756 pacientes diabéticos de Jalisco. Outro estudo no México que incluiu 3.609 pacientes diabéticos em Guanajuato, relatou 23,8% de nefropatia diabética. Um estudo recente realizado no Estado do México, que incluiu 44.458 indivíduos diagnosticados com DM2, registrou a presença de nefropatia diabética em 9,1% .

A doença renal diabética é incomum se o diabetes durar menos de uma década. As taxas de incidência mais altas de 3% ao ano são observadas em média 10 a 20 anos após o início do diabetes, após o que a taxa de nefropatia diminui gradualmente. É importante dizer que um paciente diabético há 20 a 25 anos sem sinais clínicos de nefropatia diabética tem baixa chance de desenvolver tal complicação. A progressão do DM2 para nefropatia diabética tornou-se um problema de saúde, não só pelos custos para o setor saúde, mas pela piora da qualidade de vida do paciente e dos desfechos.

Os principais fatores de risco de progressão para nefropatia diabética incluem: hiperglicemia, resposta a medicamentos e diabetes de longa duração, hipertensão arterial, obesidade e dislipidemia. A maioria desses fatores é modificável por drogas ou mudanças no estilo de vida. Portanto, o manejo dos fatores de risco modificáveis ​​é fundamental para prevenir e retardar o declínio da função renal. O diagnóstico precoce da nefropatia diabética é outro componente essencial no manejo do diabetes e de suas complicações, como a nefropatia. A American Diabetes Association (ADA) recomenda a triagem de rotina para indivíduos diabéticos com nefropatia diabética progressiva e DRC. As diretrizes mais amplamente aceitas da National Kidney Foundation implicavam na medição da taxa de filtração glomerular (GFR) e dos estágios da DRC usando a creatinina sérica em pacientes. Entretanto, como a creatinina sofre secreção tubular, além da filtração glomerular e sua eliminação extrarrenal via trato gastrointestinal, principalmente na insuficiência renal avançada, a TFG pode estar superestimada. No caso da TFG, as técnicas são avassaladoras devido aos métodos invasivos e alguns marcadores são difíceis de manusear. Outro marcador usado na clínica é a microalbuminúria, na maioria dos pacientes, o primeiro sinal de nefropatia diabética é o aumento moderado da excreção urinária de albumina, ou seja, 30-300 mg/g de creatinina em uma amostra de urina (também denominada microalbuminúria). Os pacientes que desenvolvem macroalbuminúria (>30-300 mg/g de creatinina) têm alto risco de desenvolver nefropatia diabética. No entanto, aproximadamente até 40% dos pacientes com albuminúria moderada retornam à normoalbuminúria. Além disso, até 50% dos pacientes com diabetes tipo 1 ou DM2 experimentam um declínio na eGFR, apesar da presença apenas de albuminúria moderada ou mesmo de normoalbuminúria. Consequentemente, os marcadores existentes na clínica são imprecisos, por isso é necessária a identificação de novos marcadores que possam reconhecer aqueles pacientes com alto risco de desenvolver nefropatia diabética para retardar o progresso das complicações tomando as medidas adequadas.

A transcriptômica

O desenvolvimento de novas tecnologias na era genômica permitiu o avanço acelerado na biologia de sistemas e a geração de conhecimento em desenvolvimento renal, homeostase e doença. Nesse contexto, as assinaturas do transcriptoma associadas a estados de doença específicos podem fornecer grandes informações sobre mecanismos patogênicos e trazer à luz candidatos a biomarcadores de expressão gênica prioritários. Além disso, a comparação de transcriptomas permite a identificação de genes que se expressam diferencialmente em populações distintas.

Em geral, a tecnologia RNA-Seq é muito útil para análise de expressão diferencial, na qual comumente são adotados cinco passos. Primeiro, as amostras de RNA são fragmentadas em pequenas sequências complementares de DNA (cDNA) e então sequenciadas a partir de uma plataforma de alto rendimento. Em segundo lugar, as pequenas sequências geradas são mapeadas para um transcriptoma. Terceiro, os níveis de expressão para cada gene ou isoforma são estimados. Em quarto lugar, os dados mapeados são normalizados e, e. usando métodos estatísticos e de aprendizado de máquina, os genes expressos diferencialmente (DEGs) são identificados. Finalmente, a relevância dos dados produzidos é finalmente avaliada a partir de um contexto biológico.

Um estudo recente de O´Conell et al. identificaram um conjunto de 13 genes que foi preditivo para o desenvolvimento de fibrose renal em 1 ano de transplante renal, por meio de análise de expressão de microarray de biópsias de receptores de aloenxerto renal. Assim, os autores sugerem que o conjunto de 13 genes poderia ser usado para identificar receptores de transplante renal em risco de perda do aloenxerto antes do desenvolvimento de danos irreversíveis. Um estudo de Ju et al. revelou que o fator de crescimento epidérmico (EGF), uma proteína túbulo-específica crítica para a diferenciação e regeneração celular, previu eGFR, através da análise do transcriptoma em componentes tubulointersticiais microdissecados de biópsias renais humanas de pacientes com DRC. Além disso, a quantidade de proteína EGF na urina (uEGF) mostrou correlação significativa com mRNA de EGF intrarrenal, fibrose intersticial/atrofia tubular, eGFR e taxa de perda de eGFR, sugerindo que uEGF pode ser um bom preditor de progressão da DRC. Outro estudo demonstrou que o perfil sérico de miRNA é afetado pela hemodiálise, contribuindo para a subfertilidade e aumento do risco de desenvolvimento de câncer. Portanto, a transcriptômica pode fornecer melhores ferramentas de diagnóstico, biomarcadores de prognóstico e vias de sinalização passíveis de direcionamento terapêutico.