Mutace klaudinu‑2 způsobují hyperkalciurii s urolitiázou u myší i u lidí

Stáhnout článek: PDF
Komentář ke článku

Curry JN, Saurette M, Askari M, et al. Claudin‑2 deficiency associates with hypercalciuria in mice and human kidney stone disease. J Clin Invest 2020;130:1948–1960.

Urolitiáza je časté recidivující onemocnění s prevalencí okolo 10 % v Evropě, ve Spojených státech amerických je výskyt vyšší. Dvakrát častěji se vyskytuje u mužů. Řadí se mezi civilizační choroby.

V této studii byly testovány myši s delecí genu pro klaudin‑2. Následně byly testovány funkční polymorfismy v genu pro klaudin‑2 v populaci. Myši s vyřazeným genem pro klaudin‑2 (exprese klaudinu‑2 u nich chyběla, Cldn2‑/y) měly stejné profiltrované množství kalcia jako zdravé myši, výrazná hyperkalciurie byla způsobena poškozeným paracelulárním transportem kalcia v proximálním tubulu, v distálních částech tubulů následně nedošlo ke kompenzačnímu zvýšení exprese dalších transportérů kalcia (nezměněná exprese klaudinu‑14, klaudinu‑16, klaudinu‑19, Na‑K‑2Cl kotransportéru, TRPV5 a kalbindinu D28k). Koncentrace kalcia v séru nebyla změněna. Gen pro klaudin‑2 se nachází na chromozomu X, hyperkalciurie byla obdobná u mutovaných myší ženského i mužského pohlaví. U mutovaných myší nedošlo ke kompenzačnímu zvýšení hodnot parathormonu ani 1,25‑dihydroxyvitaminu D3. U mutovaných myší nebyla při mikro‑CT vyšetření zjištěna snížená kostní denzita.

Klaudin‑2 je exprimován i v epiteliálních buňkách střev. U mutovaných myší byla zjištěna zvýšená absorpce kalcia ve střevě daná sníženým mukózoslizničním pasivním transportem zpět do tlustého střeva. V nepřítomnosti klaudinu‑2 je redukována paracelulární permeabilita pro kalcium v tlustém střevě, a je tedy omezena pasivní sekrece kalcia zpět do střeva. Při omezení příjmu kalcia v dietě došlo i u mutovaných myší ke snížení absorpce kalcia ve střevě, ale hyperkalciurie v ledvinách zůstala nezměněna. Myši mutované pro klaudin‑2 vykazovaly po šesti měsících nadměrné ukládání kalciových depozit v parenchymu ledvin a významnou papilární nefrokalcinózu. Jednalo se především o depozita hydroxyapatitu.

V populační studii bylo sledováno 12 polymorfismů v genu pro klaudin‑2 (CLDN2). Bylo analyzováno celkem 11 130 pa­cien­tů s urolitiázou a 187 639 kontrol. Vzorky pocházely z biobanky v Japonsku. Devět polymorfismů bylo významně častějších u pacientů s nefrolitiázou. Polymorfismy byly sice přítomny v nekódujících oblastech klaudinu‑2, avšak výskyt rizikové alely byl spojen nejen s hyperkalciurií, ale i se sníženou expresí klaudinu‑2 v cílovém orgánu. Kauzální mutace v klaudinu‑2 (missense mutace c.481 G>C) byla ve velké íránské rodině spojena s hyperkalciurií, s uro­li­tiá­zou a současně s obstrukční azoospermií.

Klaudin‑2 představuje jeden z klíčových faktorů regulace exkrece kalcia a jeho terapeutické ovlivnění by mohlo vést v mnoha případech k prevenci nefrolitiázy.

Komentář

U nezanedbatelné části pacientů má urolitiáza dědičný původ. Urolitiáza se u těchto pacientů objevuje již v dětském věku, často bývá postiženo několik členů rodiny. V těchto případech je nezbytné provést kromě rozboru konkrementu metabolické a endokrinologické vyšetření (především vyloučení primární hyperparatyreózy). Až 70 % konkrementů ledvin obsahuje kalcium. Idiopatickou hyperkalciurii bez jasné metabolické odchylky lze zjistit až ve 40 % případů. Děti s primární hyperkalciurií mají až ve třech čtvrtinách případů pozitivní rodinnou anamnézu. Nefrolitiáza je z genetického pohledu, ze studia rodin, dvojčat a celogenomového mapování, chorobou s polygenní dědičností. Bylo popsáno, že k chorobě přispívá jak zvýšená střevní resorpce kalcia (pravděpodobně způsobená hypersenzitivitou receptorů vitaminu D), tak i zvýšený počet receptorů vitaminu D v kostech vedoucí k větší kostní resorpci (často je současně přítomna nižší kostní denzita). Renální tubulární defekt se zdál jako sekundární k udržení normokalcemie. Jak ale vyplývá z posledních studií s klaudiny, je primární defekt v renálních tubulech.

Při zjištění hyperkalciurie musíme vyloučit metabolické abnormality jako primární hyperparatyreoidismus, malignity s produkcí peptidu podobného parathormonu (parathormon related peptide, PTHrP), renální tubulární acidózu, předávkování vitaminem D, imobilizaci, hypertyreoidismus a Pagetovu chorobu.

Jak bylo zjištěno ze studií s diuretiky, 60 % profiltrovaného kalcia je resorbováno v proximálním tubulu ledvin. Resorpce kalcia následuje transport natria a vody paracelulárně díky proteinové rodině klaudinů mezi epiteliálními buňkami proximálního tubulu a Henleovou kličkou. Klaudin‑2 byl identifikován jako jeden z prvních klaudinů.1 Transmembránový protein klaudin‑2 je vysoce exprimován v proximálním tubulu a v sestupné tenké Henleově kličce, je propustný pro kationty natria a kalcia. Myší a lidský klaudin‑2 mají 70% homologii. Klaudiny 10, 14, 16 a 19 jsou zodpovědné za resorpci kalcia ve vzestupné části Henleovy kličky. Mutace v genech kódujících klaudiny 14, 16 a 19 byly popsány u rodin s familiární hypomagnezemií spojenou s hyperkalciurií a nefrokalcinózou. Mutace v klaudinu‑10 jsou také spojeny s nefrokalcinózou, ale rovněž s hypermagnezemií. Některé mutace v klaudinu‑10 jsou spojeny i s ichtyózou, xerostomií, poruchou skloviny, zvýšenými ztrátami iontů natria a chloridů a s následným sekundárním hyperaldosteronismem.2

U myší s vyřazeným genem pro klaudin‑2 je primární hyperkalciurie způsobena poruchou resorpce v proximálním tubulu ledvin a sníženou sekrecí kalcia v tlustém střevě. Kostní denzita byla beze změny, hodnoty parathormonu a 1,25‑dihydroxyvitaminu D3 se také nezměnily. Nepochybně je nutné zjistit tyto změny i u pacientů s mutacemi v genu pro klaudin‑2. U velkého souboru pacientů s funkčními polymorfismy v genu pro klaudin‑2 byla popsána pouze hyperkalciurie. Další prospektivní studie v evropské populaci jsou jistě nutné.

Z hlediska terapeutických opatření u renální hyperkalciurie je stále doporučována léčba thiazidy dle tolerance, hlavně stran krevního tlaku, dále jako u každé urolitiázy dostatečný příjem tekutin, omezení příjmu soli, eventuálně podávání solí citrátu. Co se týče popisovaného rizika osteopatie, podáváme vitamin D. Mutace v klaudinu‑2 způsobují jak renální hyperkalciurii, tak snížené vylučování vápníku střevem. Nejedná se tedy o dvě různé příčiny hyperkalciurie (renální a střevní), jak bylo dříve popisováno. Na myších modelech v této studii nebyly kostní změny popsány, výrazné omezení příjmu vápníku bylo spojeno s jeho nižší resorpcí.

Je pravděpodobné, že bude možné polygenní renální hyperkalciurii časem rozdělit dle mutací různých zodpovědných genů a dle konkrétního defektu upravit i terapeutická opatření.

Literatura

  1. Furuse M, Fujita K, Hiiragi T, et al. Claudin‑1 and 2: Novel integral membrane proteins localizing at tight junctions with no sequence similarity to occludin. J Cell Biol 1998;141:1539–1550.
  2. Hadj‑Rabia S, Brideau G, Al‑Sarraj Y, et al. Multiplex epithelium dysfunction due to CLDN10 mutation: the HELIX syndrome. Genet Med 2018;20:190–201.