Nejen fokálně segmentální glomeruloskleróza, ale i glomeruloskleróza u jiných glomerulopatií je důsledkem kritického úbytku podocytů

Stáhnout článek: PDF
Komentář ke článku

Wharram BL, Goyal M, Wiggins JE, et al. Podocyte depletion causes glomerulosclerosis: diphteria toxin-induced podocyte depletion in rats expressing human diphteria toxin receptor transgene. J Am Soc Nephrol 2005;16:2941-2952.

Skleróza glomerulů (glomeruloskleróza) se vyskytuje v pokročilých fázích všech glomerulopatií progredujících do terminálního selhání ledvin (tedy n jen fokálně segmentální glomerulosklerózy, ale i diabetické a hypertenzní nefropatie či IgA nefropatie). Podocyty jsou vysoce diferencované buňky podobné neuronům s velmi omezenou schopností replikace a náhrady ireverzibilně poškozených buněk. Podocyty pokrývají zevní povrch glomerulární bazální membrány, kde jsou kromě mechanické podpory také nejvýznamnější součástí bariéry bránící průniku makromolekul do primární moči. Snížení počtu podocytú korelující se stupněm glomerulosklerózy bylo již v minulosti popsáno např. u diabetické nefropatie (Pagtalunan et al., 1997) či IgA nefropatie (Lemley et al., 2002). Podocyty lze také nalézt v moči pacientů s glomerulosklerózou na podkladě různých primárních nefropatií (Hara et al., 2001). Doklady pro přímý kauzální vztah mezi úbytkem (poklesem počtu) podocytů (podocytopenií) a glomerulosklerózou však dosud chyběly.

V komentované studii využili autoři model transgenních potkanú, kterým byl pod kontrolou pro podocyty specifického promotoru pro podocin vložen gen pro lidský receptor pro toxin záškrtu (difterie). Tento receptor zprostředkující vstup difterického toxinu do buňky je totožný s HB-EGF (heparin vážícím faktorem podobným epidermálnímu růstovému faktoru). Potkani jsou normálně vůči difterickému toxinu rezistentní. Transgenní potkani exprimují lidský receptor pro difterický toxin pouze na podocytech, takže difterický toxin vstupuje pouze do podocytů. Vstup i jediné molekuly difterického toxinu do jakékoli buňky (včetně podocytu) vede k ADP ribosylaci elongačního faktoru 2, zástavě proteosyntézy a apoptóze buňky. Autoři ověřili, že podáním různě velké dávky difterického toxinu (0,5-50 pg/kg) intraperitoneálně lze navodit stupňovanou redukci počtu podocytů. Počet podocytů byl určován jednak počítáním buněk s jádry pozitivními pro protein WT1 specifický pro podocyty, jednak značením buněk protilátkami proti bílkovině GLEPP-1 opět specifické pro podocyty. Ledviny potkanů byly měsíc po podání difterického toxinu vyšetřeny histologicky , histomorfometricky a pomocí imunofluorescenčních a imunoenzymatických metod.

Pomocí protilátek proti HB-EGF bylo možno prokázat distribuci receptoru pro difterický toxin podél zevního povrchu glomerulární bazální membrány ve stejné lokalizaci jako podocytární protein GLEPP-1. Transgenní potkani, kteří nedostali difterický toxin, nevykazovali žádné známky morfologického poškození ledvin. V závislosti na dávce podaného difterického toxinu bylo možno prokázat různý stupeň podocytopenie (úbytku WT-1 a GLEPP-1 pozitivních buněk). Paralelní se stupněm poclocytopenie byla i velikost proteinurie. Potkany bylo možno na základě stupně podocytopenie, histologických změn, proteinurie a renální funkce rozdělit do tří skupin. Deplece podocytů v rozmezí 0-20 % byla provázena jen rozšířením mesangia a přechodnou malou proteinurií. Renální funkce zůstávala trvale normální. Deplece poclocytú v rozmezí 21-40% byla histologicky charakterizována kromě rozšíření mesangia také adhezemi mezi obnaženou glomerulární bazální membránou a Bowmanovým pouzdrem a segmentální sklerózou v některých glomerulech (tedy FSGS). Potkani s tímto stupněm podocytární deplece měli stále jen malou - ale již trvalou - proteinurii a normální renální funkci. Kritický byl pokles počtu podocytů pod 60 % (deplece podocytů vyšší než 40 %). U těchto potkanů byla kromě histologických změn zmíněných u předchozího stadia přítomna již i globální skleróza glomerulů, proteinurie byla trvalá a nefrotická a renální funkce již byla snížena.

V tomto experimentálním modelu tedy bylo možno jednoznačně prokázat kauzální vztah mezi navozenou deplecí poclocytů (podocytopenií) a závažností glomerulární léze, tj. její reverzibilitou či ireverzibilitou a rizikem progrese do terminálního selhání ledvin.

Komentář

Podocytopenie různého stupně je zřejmě přítomna i u všech progresivních glomerulopatií u lidí a stupeň podocytopatie může být i u lidských glomerulopatií nejdůležitějším prognostickým.faktorem vzhledem k riziku vývoje terminálního selhání ledvin.

Podocytopenie může i u lidí vznikat primárním poškozením podocytů, a to jak v důsledku geneticky podmíněných změn (mutace některých podocytárních proteinů, např. nefrinu, podocinu či α-aktininu 4), tak virového (HIV, parvoviry) či toxického (heroin) poškození podocytů, častější je ale asi sekundární poškození podocytů v důsledku glomerulární hypertenze a hypertrofie glomerulů. Zatímco primární ztrátu podocytů v důsledku genetického, toxického či virového poškození v současné době nelze ovlivnit, mohli bychom ovlivnit ztrátu podocytů vznikající sekundárně v důsledku glomerulární hypertenze, např. dosažením nízkého cílového krevního tlaku, podáváním inhibitorů angiotensin konvertujícího enzymu či antagonistů angiotensinu, event. i nízkoproteinovou dietou.

Více informací o biologii podocytů by mohlo pomoci zasáhnout i přímo do procesu apoptózy podocytů. V modelu 516 nefrektomie byla prokázána ve sklerotických (a méně i dosud nesklerotických) glomerulech zvýšená tvorba thymosinu β4, který hraje důležitou roli v indukci fibrózy, angiogenezi a hojení (X u et a!., 2005). Další informace o genech exprimovaných a proteinech produkovaných sklerotickými glomeruly nebo ještě lépe primárně či sekundárně poškozenými podocyty by mohly být potenciálně využitelné terapeuticky.

Nedávno bylo prokázáno, že kortikosteroidy (dexamethason) působí v experimentu přímo na kultivované myší podocyty a indukují v nich tvorbu některých proteinů, které mohou podocyty před apoptózou chránit (např. ciliary neurotrophic factor, αβ-krystalin, nebo beat shock protein 27) (Ransom et al., 2005). Podobně bylo prokázáno u potkanů v modelu nefrotického syndromu navozeného aminonukleosidem puromycinu, že cyklosporin snižuje patologicky zvýšenou expresi proteinu Z0-1 (Kim et al., 2005), který se podílí na vytváření struktury přepážky mezi výběžky podocytů (slit diaphragm). Je možné, že kortikoidy a cyklosporin nenavozují remisi nefrotickébo syndromu s minimálními změnami glomerulů či fokálně segmentální glomerulosklerózy působením na stále marně hledaný cirkulující permeabilitní faktor tvořený snad lymfocyty T, ale že jejich antiproteinurický účinek souvisí s jejich přímým působením na podocyty.

Nelze tedy pochybovat o tom, že pozornost molekulárních biologů i nefrologů se bude v nejbližší budoucnosti zaměřovat stále více na podocyty. Doufejme, že tento "podocentrický" posun v pohledu na glomerulární onemocnění přinese v dohledné době prospěch i našim pacientům.

Literatura