Udruženje nefrologa Srbije, Beograd, 1. jun 2011.

Nefrotski sindrom: od patogeneze do terapije

Podociti glomerulska barijeraPodociti, glomerulska barijerai

medijatori oštećenja

Radovan Bogdanović

Institut za zdravstvenu zaštitu majke i deteta Srbije “Dr Vukan Čupić”,Medicinski fakultet – Katedre pedijatrije i nefrologije, Beograd

Selektivnost GBF prema veličini i naboju makromolekula

Jeansson / Haraldson ; 2004.

GBF jeste „sito“ za makromolekuleG jes e „s o a a o o e u e

1. endotelski glikokaliksgretencija ≤95% proteina u cirkulaciji

2 GBM: verovatno od manjeg ali ne i zanemarljivog značaja2. GBM: verovatno od manjeg ali ne i zanemarljivog značajamutacija u COL4A3, -4, -5; LAMB2 (Pierson)

3. podocit SD: esencijalna komponenta35-40 nm; negativan nabojintegritet endotela i GBMintegritet endotela i GBMendocitoza proteina

Za funkciju „sita“ neophodna koordinisana aktivnost sva tri sloja

GFB: filtrat prolazi kroz slojeve filtra laminarnim neturbulentnim strujanjemlaminarnim neturbulentnim strujanjem

GFB scanning EM

GFB Transmisiona EM

Scanning EM glomerulskog kapilara sa fenestriranim endotelom (anfas)fenestriranim endotelom (anfas)

__ 500 nm

EM snimak glomerulskog kapilara sa prikazanim glikokaliksom (*)

__ 1 mikrometar

Izgled GFB na EM:slojevi GFB (A) i „čepovi“ glikokaliksa u fenestrama (B)

GFB sa komponentama endotela i endotelnog površinskog sloja (ESL)

Haraldsson et al. Physiol Rev 2008.y

Značaj endotela kao komponente GFB:proteinurija prouzrokovana inhibicijom VEGF

1. anti – VEGF antitelo (bevacizumab)proteinurija u 21-63%, HTN u 3-36%trombotička mikroangiopatijatrombotička mikroangiopatija

2. solubilni receptor VEGF (sFlt-1)preeklampsijapreeklampsijaendotelioza

3. genska delecija VEGF (eksperiment)

Nephron Physiol 2007; EJC 2009; NEJM 2008

Farmakološka inhibicija ili genska delecija VEGF ili povećan nivo sFlt-1 (koji vezuje VEGF) dovode dopovećan nivo sFlt 1 (koji vezuje VEGF), dovode do lezije endotela i trombotičke mikroangiopatije

Eremina et al, NEJM 2008.

Karumanchi, KI 2007

Poremećaj strukture i naboja GBM kaoPoremećaj strukture i naboja GBM kao uzrok proteinurije/NS

Alportov sindrommutacije u COLA5, -4, -3

Piersonov sindrommutacije u lamininu β2(LAMB2)mutacije u lamininu β2(LAMB2)

Eksperiment: „null“ mutanti za LAMB2

Piersonov sindrom (OMIM 150325)

AR, 3p21, gen za ß2 lanac laminina (LAMB2)homozigoti i složeni heterozigotig g

Nonsens mutacijekongenitalni NSkongenitalni NSdifuzna mezangijumska sklerozabrza evolucija u TBIpromene na očima: mikrokorijapromene na očima: mikrokorija, kataraktaneurološke manifestacije

Misens mutacijevarijabilna (blaža) klinička slika

Miševi “null” mutanti za laminin β-2 ispoljavaju poremećaj naboja u GBM uz pojavuporemećaj naboja u GBM uz pojavu

proteinurije pre pojave fuzije PP podocita

Jarad 2006 (JCI)Jarad, 2006 (JCI)

Funkcije podocitaFunkcije podocita

1. Filter (“sito”) za makromolekule

2 Odžavanje oblika kapilarne petlje2. Odžavanje oblika kapilarne petlje

3. Suprotstavljanje intraglomerulskom pritisku3. Suprotstavljanje intraglomerulskom pritisku

4. Sinteza i održavanje GBM

5. Produkcija i sekrecija VEGF neophodnog za integritet endotelaintegritet endotela

6. Endocitoza proteina

Prostorna šema GFB sa podocitnim nožicamap

Molekulska organizacijaorganizacija međupodocitne spojnice (SD) ispojnice (SD) i kontakta podocit-GBMpodocit GBM

Reorganizacija aktina kao reakcija na l ij d it ( t k ij ili f ij PP)leziju podocita (retrakcija ili fuzija PP)

Ronco, 2007.

Struktura zdravog i obolelog podocita (NS)

C Faul, 2007.

Genski uzroci izolovanog KSRNS kod dece

NPHS1"mikrocist. bolest"K it l i

GenPHPočetak NS

NPHS2→NPHS1WT1/PLCE1

MC/FSGSDMS

Kongenitalni(0-3 mes)

NPHS2→NPHS1→WT1→PLCE1MCNS/FSGSInfantilni(3-12 mes)

NPHS2→NPHS1→WT1→PLCE1MCNS/FSGS

WT1/PLCE1DMS(3 12 mes)

NPHS2→NPHS1→WT1→PLCE1

WT1/PLCE1

MCNS/FSGS

DMS

Detinjstvo(> 12 mes)

AR/sporadično→NPHS2FSGS

Adolescencija/Ad lti

AD→TRPC6/ACTN4/INF2Adulti

Pediatr Nephrol 2010

Ekspresija nefrina smanjena je u eksperimentalnim i u humanimeksperimentalnim i u humanim

proteinuričkim bolestima

MCNSMCNS

PAN (puromycin aminonucleoside nephrosis)

Membranska nefropatija

Dijabetesna nefropatija

Nefropatija izazvana adriamicinom (FSGS)

Elektronska tomografija i EM nefrina e o s a o og a ja e a

Zdrava osoba (A B)Zdrava osoba (A-B)

Oboleli od KNS finskog tipa (C-D)

Posledice lezije podocita.Uloga proteinurije u progresiji bolesti bubrega?Uloga proteinurije u progresiji bolesti bubrega?

P Mundel, 2002; W Kriz, 2002; J Oh, 2004.

Human

Uloga CD80/B7-1 u eksperimentalnom modelu proteinurije i moguća fiziološka uloga kod ljudi

(TLR-4 = toll-like receptor-4(TLR 4 = toll like receptor 4,LPS = lipopolisaharid)

AD Kistler, J Reiser, KI 2010.

M ć t fi i l škMoguća patofiziološka uloga CD80 (B1-7) u h i l l kihumanim glomerulskim bolestima

AD Kistler, J Reiser, KI 2010

Nova uloga CD80/B7-1 u patogenezi proteinuričkih glomerulopatijaproteinuričkih glomerulopatija

transmembranski protein na antigen-prezentujućim, NK i B-ćelijamaćelijama

kostimulacioni signal za T-ly: vezuje se za receptore CD28 i CTLA-4

eksprimovan i u podocitima

indukcija CD80 pomoću citokina, alergena, toksina,

mikrobnih produkata

↓sekvestracija nefrina, CD2AP i ZO-1

↓d k ddistorzija i prekid SD

↓proteinurijaproteinurija

Reiser 2004; Kistler, Reiser 2010

Indukcija katepsina-L u podocitima prethodi njihovoj fuziji i pojavi proteinurijeprethodi njihovoj fuziji i pojavi proteinurije

J Reiser; J Biol Chem 2004

Proteinurija posle indukcije B7-1/CD80 u podocitima

Stimulusi

toksičkigenetski imunološkitoksičkigenetski imunološki

α3 -/- puromicin lipopolisaharid/nefrin -/-

p lipopolisaharid (endotoksin)

TLR-4/CD14ROS

Indukcija B7-1/CD80 u podocitimau podocitima

Rearanžman SD/fuzija podocitaRearanžman SD/fuzija podocita

proteinurija (TLR-4 = toll-like receptor-4)p j

Reiser et al. JCI 2004

(TLR-4 = toll-like receptor-4)

Garin et al, KI 2010

Nova hipoteza: MCNS je two hit“ imunski poremećaj podocitaMCNS je „two-hit imunski poremećaj podocita

Podociti eksprimujuPodociti eksprimujuCD80 (Ag na APC, NKC i B-ly)T-reg faktore: CTLA-4 i IL-10T reg faktore: CTLA 4 i IL 10

Prvi „hit“: indukcija CD80 u podocitima činiocima iz „ j pcirkulacije (citokin, alergen, mikrobni produkt)

Drugi „hit“: defektna autoregulacija od strane T-reg ili podocita → perzistentna ekspresija CD80

↑CD80 → sekvestracija nefrina, CD2AP, ZO-1 → prekid SD

Reiser, JCI 2004; Garin, KI 2010; Shimada, Pediatr Nephrol 2011

Angiopoetin–like–4 (ANGPTL4): uloga u kortikosteroid senzitivnom NSuloga u kortikosteroid–senzitivnom NS

1 ↑ ANGPTL4 u serumu i u podocitima (eksper/hum)1. ↑ ANGPTL4 u serumu i u podocitima (eksper/hum)

2. ↑↑ ANGPTL4 u podocitima (eksperiment):• proteinurija• gubitak naboja GBM• fuzija podocita• fuzija podocita

3. smanjena ekspresija ANGPTL4 u podocitima posle terapije kortikosteroidima (eksperiment)terapije kortikosteroidima (eksperiment)

4. ANGPTL4 poreklom iz podocita je hiposijalinisanp p j p j

5. Normalizacija sijalinizacije dodatkom N-acetil-D manozamina u ishrani (eksperiment)manozamina u ishrani (eksperiment)

Clement, Nat Med 2011

MCNS

Disfunkcija Disfunkcija

sistemski lokalno

DisfunkcijaT & B ćelija

Disfunkcijapodocita

Citokini i drugicirkulišući faktori

ANGPTL4, hiperekspresija CD80(autokrino/parakrino)

Oštećenje GFB Oštećenje GFB(fuzija podocita) (fuzija podocita, gubitak naboja GBM)

Kortikosteroidi

Wei/Reiser, NDT 2011; Clement, Nat Med 2011.

Faktori permeabilnosti u cirkulacijiFaktori permeabilnosti u cirkulaciji obolelih od MCNS i FSGS

Klinika/medijator Eksperiment

MCNSMCNSFVP u serumuhemopeksin

FVP produkuju T-lyDeluje na nefrin i GBM

FSGSrecidiv proteinurijeposle transplatacije

Proteinurija po injekciji FSGS seruma;FSGS plazma pojačava propustljivostposle transplatacije

PF redukuje proteinuriju

PAR FSGS l i

FSGS plazma pojačava propustljivost glomerula

PAR k i iš PAR↑suPAR u FSGS plazmi CLC-1 u recidivu FSGS

suPAR aktiviše uPARCLC-1: ↑VP, ↓nefrin

FVP= faktor vaskularne propustljivosti; PF= plazmafereza; suPAR= solubilni receptor urokinaze (uPAR)

McCarthy et al. CJASN, 2010.

FVP faktor vaskularne propustljivosti; PF plazmafereza; suPAR solubilni receptor urokinaze (uPAR)CLC-1= cardiotrophin like chemokine 1

Strategije u terapiji NSStrategije u terapiji NS

strategija postojeća/potencijalna terapija

• ↓ nivo faktora permeabilnosti citostatici, blokirajuća At, solubilni receptori, GKS, CsA, 20-HETE,

• pojačanje prirodne zaštite podocitaili

blokada aktivacije

p , , , ,donor NO, skupljači ROS

blokatori receptora inhibitoriblokada aktivacije blokatori receptora, inhibitori signala, kontrola kapilarne hemodinamike

• zaštita endotela VEGF, inhibicija serin-proteaza

• prevencija/smanjenje fibroze bubrega

antagonisti RAAS, anti-TNF i TGF, fibrati, hipolipemici

McCarthy et al. CJASN, 2010.

Patogeneza membranske nefropatijeDepoziti At na membrani podocita

imunski kompleksi

aktivisanje komplementa

C5-9protektivni mehanizmi

"aktivisanje" podocita

mehanizmi

potencijalno štetni medijatori

protektivni mehanizmi

ć j id l l k k il ( d it GBM)poremećaj zida glomerulskog kapilara (podocit, GBM)ili glomerulske hemodinamike

poremećaji ↑ transkapilarni oštećenje GBMporemećajipodocita

↑ transkapilarnipritisak

oštećenje GBM

Proteinurija

Cybulski, Contrib Nephrol 2011.

Eksperimentalni model MN:stvaranje imunskih kompleksa, insercija C5-9 i aktivisanje j p , j j

podocita prouzrokuju proteinuriju

Couser & Cattran, in: Floege et al, eds: Comprehensive Clinical Nephrology, 4th ed, 2010.

Terapija MN zasnovana na patogeneziTerapija MN zasnovana na patogenezi

Patogenetski putevi TerapijaPatogenetski putevi Terapija

stvaranje imunskih kompleksa

kortikosteroidi, citostatici, CsA/Tac Anti CD20kompleksa CsA/Tac, Anti-CD20

aktivisanje komplementa solubilni CR1, Anti-C5 At, a t sa je o p e e ta so ub C , t C5 t,IVIG

l ij d it i hibit i COX iblj ljlezija podocita(C5b-C9)

inhibitori COX, riblje ulje, antioksidansi, kortikosteroidi, CsA/TacCsA/Tac

proteinurija ACEI, ATRB

Cibulsky, Contrib Nephrol, 2011

Welsh/Coward, 2010

Zahvalnica

Insitut za zdravstvenu zaštitu majke i deteta Srbije – Socijalna medicina:

Aleksandar BoberićDejan Radomirović

Novartish d k ćMr ph Nenad Vuković