Биологическое значение дифференциально-экспрессируемых генов гипоксически- ишемического острого повреждения почек


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/nephrology.2024.2.61-67

Попов С.В., Гусейнов Р.Г., Есаян А.М., Сивак К.В., Васин А.В., Ковалевская А.В., Перепелица В.В., Бештоев А.Х., Лелявина Т.А.

1) СПб.ГБУЗ «Клиническая больница Святителя Луки», Санкт-Петербург, Россия; 2) ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова», Санкт-Петербург, Россия; 3) Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия; 4) ФГБУ НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева, Санкт-Петербург, Россия; 5) ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова», Санкт-Петербург, Россия 6) Частное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский медико-социальный институт, Санкт-Петербург, Россия; 7) Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Институт биомедицинских систем и биотехнологий, Санкт-Петербург, Россия; 8) ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова Минздрава РФ, Санкт-Петербург, Россия
Изучение причин и механизмов острого повреждения почек (ОПП) является актуальной задачей современной урологии, поскольку приводит к лучшему пониманию патологии и облегчает поиск эффективных терапевтических стратегий.
Материал и методы. В данной статье проанализированы источники литературы, посвященные значимости биомаркеров, изменение уровня экспрессии которых доказано при ОПП.
Результаты. Многообразие патогенетических механизмов обусловливает участие множества генов в каскаде патологических реакций, которые приводят к ОПП. Генетическое профилирование, нацеленное на поиск генетических детерминант ОПП, позволит в ранние сроки выявить пациентов, находящихся в группе риска, и персонализировать профилактические меры в соответствии с современной моделью пациент-ориентированной медицины.
Заключение. Однако на сегодняшний день генетические варианты биомаркеров повреждения почек и их связь с предрасположенностью к ОПП не определены, а диагностические панели экспрессионных генетических биомаркеров повреждения почек
в рутинной клинической практике не применяются.

Литература



  1. Gameiro J., Fonseca J.A., Outerelo C., Lopes J.A. Acute Kidney Injury: From Diagnosis to Prevention and Treatment Strategies. J. Clin. Med. 2020;9:1704. Doi: 10.3390/jcm9061704.

  2. Kellum J.A., Romagnani P., Ashuntantang G., et al. Acute kidney injury. Nat. Rev. Dis. Primers. 2021;7(1):52. Doi: 10.1038/s41572-021-00284-z.

  3. Hoste E.A.J., Kellum J.A., Selby N.M., et al. Global epidemiology and outcomes of acute kidney injury. Nat. Rev. Nephrol. 2018;14(10):607–25. Doi: 10.1038/s41581-018-0052-0.

  4. Острое повреждение почек. Клинические рекомендации. М., 2020. 142 с. 

  5. Zhang W.R., Parikh C.R. Biomarkers of Acute and Chronic Kidney Disease. Ann. RevPhysiol. 2019;81:309–33. Doi: 10.1146/annurev-physiol-020518-114605.

  6. Luft F.C. Biomarkers and predicting acute kidney injury. Acta Physiol. (Oxf). 2021;231(1):e13479. Doi: 10.1111/apha.13479.

  7. Мирошкина И.В., Грицкевич А.А., Байтман Т.П. и др. Роль маркеров острого повреждения почки в оценке функции почки при ее ишемии. Эксперим. и клин. урология. 2018;4:114–21. 

  8. Уразаева Л.И., Максудова А.Н. Биомаркеры раннего повреждения почек: обзор литературы. Практическая медицина. 2014;1(4):125–30. 

  9. Рей С.И., Бердников Г.А., Васина Н.В. Острое почечное повреждение 2020: эпидемиология, критерии диагностики, показания, сроки начала и модальность заместительной почечной терапии. Анестезиология и реаниматология. 2020;5:639. Doi: 0.17116/anaesthesiology202005163. 

  10. Kellum J.A., Prowle J.R. Paradigms of acute kidney injury in the intensive care setting. Nat. Rev. Nephrol. 2018;14(4):217–30. Doi: 10.1038/nrneph.2017.184.

  11. Devarajan P. The Current State of the Art in Acute Kidney Injury. Front. Pediatr. 2020;8:70. Doi: 10.3389/fped.2020.00070.

  12. Barasch J., Zager R., Bonventre J.V. Acute kidney injury: a problem of definition. Lancet. 2017;389(10071):779–81. Doi: 10.1016/S0140-6736(17)30543-3.

  13. Гребенчиков О.А., Лихванцев В.В., Плотников Е.Ю., Силачев Д.Н., Певзнер И.Б., Зорова Л.Д., Зоров Д.Б. Молекулярные механизмы развития и адресная терапия синдрома ишемии-реперфузии. Анестезиология и реаниматология. 2014;3:59–67. 

  14. Смирнов А.В., Румянцев А.Ш. Острое повреждение почек. Часть II. Нефрология. 2020;24(2):96–128. 

  15. Кит О.И., Франциянц Е.М., Димитриади С.Н. и др. Экспрессия молекулярных маркеров острого повреждения почек в динамике экспериментальной ишемии. Эксперим. и клин. урология. 2014;4:12–5. 

  16. Cardinal-Fernandez P., Ferruelo A., Martin-Pellicer A., et al. Genetic determinants of acute renal damage risk and prognosis: A systematic review. Med. Intensiva. 2012;36:626–33. Doi: 10.1016/j.medine.2012.11.003.

  17. Karimi M.H., Daneshmandi S., Pourfathollah A.A., et al. A study of the impact of cytokine gene polymorphism in acute rejection of renal transplant recipients. Mol. Biol. Rep. 2012;39:509–15. Doi: 10.1007/s11033-011-0765-7.

  18. Zibar L., Wagner J., Pavlinic D., et al. The relationship between interferon-gamma gene polymorphism and acute kidney allograft rejection. Scand. J. Immunol. 2011;73:319–24. Doi: 10.1111/j.1365-3083.2010.02506.x.

  19. Kunzendorf U., Haase M., Rölver L., Haase-Fielitz A. Novel aspects of pharmacological therapies for acute renal failure. Drugs. 2010;70(9):1099-114. Doi: 10.2165/11535890-000000000-00000.

  20. Wen Y., Parikh C.R. Current concepts and advances in biomarkers of acute kidney injury. Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2021;58(5):354–68. Doi: 10.1080/10408363.2021.1879000.

  21. Marakala V. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in kidney injury − A systematic review. Clin. Chim. Acta. 2022;536:135–41. Doi: 10.1016/j.cca.2022.08.029.

  22. Mishra J., Ma Q., Prada A., et al. Identification of neutrophil gelatinase-associated lipocalin as a novel early urinary biomarker for ischemic renal injury. J. Am. Soc. Nephrol. 2003;14(10):2534–43. Doi: 10.1097/01.ASN.0000088027.54400.C6

  23. Woodson B., Wang L., Mandava S., Lee B.R. Urinary cystatin C and NGAL as early biomarkers for assessment of renal ischemia-reperfusion injury: a serum marker to replace creatinine? J. Endourol. 2013;27:1510–15. Doi: 10.1089/end.2013.0198.

  24. Мосоян М.С., Аль-Шукри С.Х., Есаян А.М и др. NGAL-ранний биомаркер острого повреждения почек после резекции почки и нефрэктомии. Нефрология. 2013;17(2):55–9. 

  25. Haase M., Bellomo R., Devarajan P., et al. Accuracy of neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in diagnosis and prognosis in acute kidney injury: a systematic review and meta-analysis. Am. J. Kidney Dis. 2009;54(6):1012–24. Doi: 10.1053/j.ajkd.2009.07.020.

  26. Jiang Y., Jiang W., Li Y., et al. Evaluation of Klotho gene expression and NGAL levels following acute kidney injury during pregnancy hypertensive disorders. Pregnancy Hypertens. 2022;30:161–70. Doi: 10.1016/j.preghy.2022.08.008.

  27. Белов Ю.В., Катков А.И., Винокуров И.А. Риски и возможности профилактики развития острой почечной недостаточности у пациентов после операции на сердце. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2015;8(3):1823. Doi: 10.17116/kardio20158318-23. 

  28. Dabbagh A., Esmailian F., Aranki S. Translated by Zhang Peide. Postoperative Intensive Care in Adult Cardiac Surgery. Second ed. Shandong Science and Technology Press. 2021:214–44.

  29. Bennett M., Dent C.L., Ma Q., et al. Urine NGAL predicts severity of acute kidney injury after cardiac surgery: a prospective study. Clin. J. Am. Soc. Nephrol. 2008;3(3):665–73. Doi: 10.2215/CJN.04010907.

  30. Friedrich M.G., Bougioukas I., Kolle J., et al. NGAL expression during cardiopulmonary bypass does not predict severity of postoperative acute kidney injury. BMC. Nephrol. 2017;18(1):73. Doi: 10.1186/s12882-017-0479-8.

  31. Zhang B., Song Y., Ma Q., et al. Expression and Significance of KIM-1, NGAL, and HO-1 in Patients with Acute Kidney Injury After Cardiac Valve Replacement. J. Inflamm. Res. 2023;16:2755–61. Doi: 10.2147/JIR.S410338.

  32. Kidher E., Harling L., Ashrafian H., et al. Pulse wave velocity and neutrophil gelatinase-associated lipocalin as predictors of acute kidney injury following aortic valve replacement. J. Cardiothorac. Surg. 2014;9:89. Doi: 10.1186/1749-8090-9-89.

  33. Tanase D.M., Gosav E.M., Radu S., et al. The Predictive Role of the Biomarker Kidney Molecule-1 (KIM-1) in Acute Kidney Injury (AKI) Cisplatin-Induced Nephrotoxicity. Int. J. Mol. Sci. 2019;20(20):5238. Doi: 10.3390/ijms20205238.

  34. Кармакова Т.А., Сергеева Н.С., Канукоев К.Ю. и др. Молекула повреждения почек 1 (KIM-1): многофункциональный гликопротеин и биологический маркер (обзор). Соврем. технологии в медицине. 2021;13(3):64–80. Doi: 10.17691/stm2021.13.3.08. 

  35. Ichimura T., Bonventre J.V., Bailly V., et al. Kidney injury molecule-1 (KIM-1), a putative epithelial cell adhesion molecule containing a novel immunoglobulin domain, is up-regulated in renal cells after injury. J. Biol. Chem. 1998;273(7):4135-42. Doi: 10.1074/jbc.273.7.4135.

  36. The Human Protein Atlas. HAVCR1. URL:https://www.proteinatlas.org/ensg00000113249-havcr1.

  37. Lim A.I., Tanq S.C., Lai K.N., Leung J.C. Kidney injury molecule-1: more than just an injury marker of the epithelial cells. J. Cell. Physiol. 2013;228(5):917–24. Doi: 10.1002/jcp.24267.

  38. Zhang Z., Cai C.X. Kidney injury molecule-1 (KIM-1) mediates renal epithelial cell repair via ERK MAPK signaling pathway. Mol. Cell. Biophem. 2016;416(1–2):109–16. Doi: 10.1007/s11010-016-2700-7.

  39. Brooks C.R., Yeung M.Y., Brooks Y.S., et al. KIM-1-/TIM-1-mediated phagocytosis links ATG5-/ULK1-dependent clearance of apoptotic cells to antigen presentation. EMBO J. 2015;34(19):2441–64. Doi: 10.15252/embj.201489838.

  40. Zhang P.L., Rothblum L.I., Han W.K., et al. Kidney injury molecule-1 expression in transplant biopsies is a sensitive measure of cell injury. Kidney Int. 2008;73(5):608–14. Doi: 10.1038/sj.ki.5002697.

  41. Han W.K., Bailly V., Abichandani R., et al. Kidney Injury Molecule-1 (KIM-1): a novel biomarker for human renal proximal tubule injury. Kidney Int. 2002;62(1):237–44. Doi: 10.1046/j.1523-1755.2002.00433.x.

  42. Pang H.M., Qin X.L., Liu T.T., et al. Urinary kidney injury molecule-1 and neutrophil gelatinase-associated lipocalin as early biomarkers for predicting vancomycin-associated acute kidney injury: a prospective study. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2017;21(18):4203–13.

  43. Griffin B.R., Faubel S., Edelstein C.L. Biomarkers of Drug-Induced Kidney Toxicity. Ther. Drug Monit. 2019;41(2):213–26. Doi: 10.1097/FTD.0000000000000589.

  44. Tabernero G., Pescador M., Ruiz Ferreras E., et al. Evaluation of NAG, NGAL, and KIM-1 as Prognostic Markers of the Initial Evolution of Kidney Transplantation. Diagnostics (Basel). 2023;13(11):1843. Doi: 10.3390/diagnostics13111843.

  45. Shao X., Tian L., Xu W., et al. Diagnostic value of urinary kidney injury molecule 1 for acute kidney injury: a meta-analysis. PLoS One. 2014;9(1):e84131. Doi: 10.1371/journal.pone.0084131.

  46. Humphreys B.D., Xu F., Sabbisetti V., et al. Chronic epithelial kidney injury molecule-1 expression causes murine kidney fibrosis. J. Clin. Invest. 2013;123(9):4023–35. Doi: 10.1172/JCI45361.

  47. Yoon S.Y., Kim J.S., Jeong K.H., et al. Acute Kidney Injury: Biomarker-Guided Diagnosis and Management. Medicina (Kaunas). 2022;58(3):340. Doi: 10.3390/medicina58030340.

  48. Okuda H., Obata Y., Kamijo-Ikemori A., Inoue S. Quantitative and qualitative analyses of urinary L-FABP for predicting acute kidney injury after emergency laparotomy. J. Anesth. 2022;36(1):38–45. Doi: 10.1007/s00540-021-03003-w.

  49. Kamijo-Ikemori A., Ichikawa D., Matsui K., et al. Urinary L-type fatty acid binding protein (L-FABP) as a new urinary biomarker promulgated by the Ministry of Health, Labour and Welfare in Japan. Rinsho Byori. 2013;61(7):635–40. Japanese.

  50. Yamamoto T., Noiri E., Ono Y., et al. Renal L-type fatty acid-binding protein in acute ischemic injury. J. Am. Soc. Nephrol. 2007;18(11):2894–902. Doi: 10.1681/ASN.2007010097.

  51. Yokoyama T., Kamijo-Ikemori A., Sugaya T., et al. Urinary excretion of liver type fatty acid binding protein accurately reflects the degree of tubulointerstitial damage. Am. J. Pathol. 2009;174(6):2096–106. Doi: 10.2353/ajpath.2009.080780.

  52. Yanishi M., Kinoshita H. Urinary L-type fatty acid-binding protein is a predictor of cisplatin-induced acute kidney injury. BMC Nephrol. 2022;23(1):125. Doi: 10.1186/s12882-022-02760-4.

  53. Ichikawa D., Kamijo-Ikemori A., Sugaya T., et al. Renoprotective effect of renal liver-type fatty acid binding protein and angiotensin II type 1a receptor loss in renal injury caused by RAS activation. Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2014;306(6):F655–63. Doi: 10.1152/ajprenal.00460.2013.

  54. Osaki K., Suzuki Y., Sugaya T., et al. Amelioration of angiotensin II-induced salt-sensitive hypertension by liver-type fatty acid-binding protein in proximal tubules. Hypertension. 2013;62(4):712–18. Doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.01203.

  55. Пролетов Я.Ю., Саганова Е.С., Смирнов А.В., Зверьков Р.В. Биомаркеры в диагностике острого повреждения почек. Сообщение II. Нефрология. 2014;18(6):51–8. 

  56. Ни А.Н., Сергеева Е.В., Шуматова Т.А. и др. Возможности использования маркера L-FABP в диагностике повреждения почек. Соврем. проблемы науки и образования. 2018;4. Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=27874 (дата обращения: 27.02.2024. 

  57. Франциянц Е.М., Ушакова Н.Д., Кит О.И. и др. Динамика маркеров острого почечного повреждения при резекции почки по поводу рака. Общая реаниматология. 2017;13(6):38–47. 

  58. Karakaş P.G., Çalişkan F., Kati C., Tunçel Ö.K. The Importance of Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin and Liver Type Fatty Acid Binding Protein in Acute Kidney Injury. Clin. Lab. 2022;68(10).

  59. Nakamura K., Okamura H., Nagata K., et al. Purification of a factor which provides a costimulatory signal for gamma interferon production. Infect. Immun. 1993;61(1):64–70. Doi: 10.1128/iai.61.1.64-70.1993.

  60. Ortega-Loubon C., Martínez-Paz P., García-Morán E., et al. Genetic Susceptibility to Acute Kidney Injury. J. Clin. Med. 2021;10(14):3039. Doi: 10.3390/jcm10143039.

  61. Lin X., Yuan J., Zhao Y., Zha Y. Urine interleukin-18 in prediction of acute kidney injury: a systemic review and meta-analysis. J. Nephrol. 2015;28(1):7–16. Doi: 10.1007/s40620-014-0113-9.

  62. Leslie J.A., Meldrum K.K. The role of interleukin-18 in renal injury. J. Surg. Res. 2008;145(1):170–5. Doi: 10.1016/j.jss.2007.03.037.


Об авторах / Для корреспонденции


Попов Сергей Валерьевич – д.м.н., профессор, главный врач СПб. ГБУЗ «Клиническая больница Святителя Луки», руководитель Центра эндоскопической урологии и новых технологий, профессор кафедры урологии ВМедА. Адрес: 194044 Санкт-Петербург, ул. Чугунная, 46; тел. +7 (812) 576-11-08;
e-mail: doc.popov@gmail.com. ORCID: 0000-0003-2767-7153
Гусейнов Руслан Гусейнович – к.м.н., заместитель главного врача по научной деятельности СПб ГБУЗ «Клиническая больница Святителя Луки», ассистент кафедры госпитальной хирургии Санкт-Петербургского государственного университета. Адрес: 194044 Санкт-Петербург, ул. Чугунная, 46; тел. +7 (812) 576-11-08;
e-mail: rusfa@yandex.ru. ORCID: 0000-0001-9935-0243
Есаян Ашот Мовсесович – д.м.н. профессор, заведующий кафедрой нефрологии и диализа ФПО ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова, главный внештатный нефролог СЗФО РФ. Адрес: 197022 Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, 17; тел. +7 (812) 338-69-20; e-mail: essaian.ashot@gmail.com. ORCID: 0000-0002-7202-3151
Скрябин Олег Николаевич – д.м.н., профессор, главный онколог СПб ГБУЗ «Клиническая больница Святителя Луки», научный руководитель центра эндоскопической урологии и новых технологий. Адрес: 194044 Санкт-Петербург, ул. Чугунная, 46; тел. +7 (812) 576-11-08; e-mail: skryabin_55@mail.com.
ORCID: 0000-0002-6664-2861. 0000-0003-4064-5033
Васин Андрей Владимирович – директор института биомедицинских систем и биотехнологий, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, д.б.н., доцент, профессор Российской академии наук. Адрес: 194021 Санкт-Петербург, ул. Хлопина, 11; тел. +7 (812) 290-95-00;
e-mail: vasin_av@spbstu.ru. ORCID: 0000-0002-1391-7139
Ковалевская Анастасия Витальевна – врач-нефролог СПб. ГБУЗ «Клиническая больница Святителя Луки». Адрес: 194044 Санкт-Петербург, ул. Чугунная, 46;
тел.+7 (812) 576-11-08; e-mail: stenia1407@mail.ru. ORCID: 0009-0004-9544-7944
Перепелица Виталий Владимирович – к.м.н., врач уролог СПб ГБУЗ «Клиническая больница Святителя Луки». Адрес: 194044 Санкт-Петербург, ул. Чугунная, 46; тел. +7 (812) 576-11-08; e-mail: perepelitsa_vit@mail.ru. ORCID: 0000-0002-7656-4473
Бештоев Ахмед – стажер-исследователь СПб ГБУЗ «Клиническая больница Святителя Луки». Адрес: 194044 Санкт-Петербург, ул. Чугунная, 46;
тел. +7 (812) 576-11-08; e-mail: akhmed.beshtoev@gmail.com
Лелявина Татьяна Александровна – ведущий научный сотрудник ИЭМ ФГБУ НМИЦ им. В.А. Алмазова, научный сотрудник СПб ГБУЗ «Клиническая больница Святителя Луки». Адрес: 194044 Санкт-Петербург, ул. Чугунная, 46; тел. +7 (891) 908-90-18; e-mail: tatianalelyavina@mail.com. ORCID: 0000-0001-6796-4064


Похожие статьи


Бионика Медиа