COVID ile İlişkili Akut Böbrek Hasarında İdrar Proteomikleri Pilot Çalışması

İletişim: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-posta:audrey.hu@wecistanche.com

COVID-19 ile İlişkili Akut Böbrek Hasarında İdrar Proteomikleri Pilot Çalışması

Anahtar Kelimeler:İdrar, COVID-19, Akut böbrek hasarı,KOVİD

GİRİİŞ

Akutböbrekincinmeile ilişkili önemli bir komplikasyondur.COVID-19ve yoğun bakım ünitesindeki hastaların yüzde 76 kadarında görülür.1,2 Hastaların ölüm oranıCOVID-19kim geliştirdiAkut böbrek hasarı (KOVİD-Akutböbrekincinme) is >yapmayanlara göre 10 kat daha fazladır. aday olmasına rağmenAkut böbrek hasarıbelirteçler var, etiyolojiKOVİD-Akut böbrek hasarıile ilişkili biyobelirteçler ve mekanizmalar hakkında bilgi sağlamak için erken hastane seyrinde analitlerin tanımlanması için agnostik yaklaşımlar gerektiren çok faktörlüdür.KOVİD-Akut böbrek hasarıveCOVID-19enfeksiyon. Birşey üzerine araştırma yapmakCOVID-19–üriner proteom üzerindeki ilişkili etkiler sınırlıdır ve böbrek fonksiyon bozukluğu bildirilmemiştir.3 Proteinlerin yaklaşık yüzde 70'i vücutta tespit edilmiştir.idrarönemli bir miktarı kandan süzülerek böbrekte üretilir. protein bolluğundaki değişikliklerinidrarile ilişkili protein belirteçlerinin keşfine yol açabilir.COVID-19veyaKOVİD-Akutböbrekincinmeve anlayışı geliştirmek için mekanik içgörüler sağlar.

SONUÇLAR VE TARTIŞMA

analiz ettikidrar14 katılımcıdan örnekler (6KOVİD-Akutböbrekincinme, 3 KOVİD-hayırAkutböbrekincinmeve 5 hayırKOVİD-hayırAkutböbrekincinme) (Ek Materyal ve Yöntemler, Ek Şekil 1A ve Ek Tablo S1). protein içeriğindeki büyük varyasyonu hesaba katmak içinidrarörneklerde, protein sindiriminden sonra peptit konsantrasyonunu ölçmek için bir bisinkoninik asit kullandık (Ek Malzemeler ve Yöntemler). Tüm peptit numuneleri daha sonra idrar proteomundaki (Ek Malzemeler ve Yöntemler) farklılıkların nispi nicelleştirilmesine izin vermek için analizden önce aynı konsantrasyona normalleştirilir.

cistancheiçin kullanılabilirCOVID-19-birleşmişAkutböbrekincinme.

buİdrarCOVID- ProteomuAkutböbrekincinme

kalitesini onayladıktan sonraidraranalit keşfi için (Ek Malzemeler ve Yöntemler, Ek Tablo S2 ve Ek Şekil S1), altta yatan varyansın aşağıdakileri ayırt edip edemeyeceğini değerlendirdik.akutböbrekincinmepozitif (Akutböbrekincinme) (6 KOVİD-Akutböbrekincinme) olmadan diğer örneklerdenAkutböbrekincinme(8 Akutböbrekincinmeolumsuz); tümAkutböbrekincinmeörnekler hastalardan alındıCOVID-19. İlk 2 temel bileşen, varyansın yüzde 42,1'ini oluşturuyor ve 2 grubu açıkça ayırıyor (Şekil 1b), böylece belirgin bir etki ortaya koyuyor:Akutböbrekincinmeüzerindeidrarolan hastaların proteomuCOVID-19. 97 proteinde istatistiksel olarak anlamlı bir artış ve 140 proteinde azalma oldu.Akutböbrekincinmegrubu (P < 0.05'i="" ayarlayın;="" şekil="" 1c="" ve="" ek="" şekil="" s2a).="" hiyerarşik="" kümeleme="" ve="" yol="" zenginleştirme="" analizi,="" yukarı="" doğru="" düzenlenmiş="" yolların="" tamamlayıcı="" aktivasyon,="" pıhtılaşma="" basamakları="" ve="" düzenlenmiş="" ekzositoz="" olduğunu="" ortaya="" çıkardı="" (şekil="" 1d="" ve="">

Spesifik olarak, tamamlayıcı bileşenler C2, C3, C5, C6 ve C8G'de önemli ölçüde arttı.Akutböbrekincinmekompleman başlangıcını etkileyen grup (Şekil 1d). Özellikle, bozulmayı hızlandıran faktör CD55, 2.5- kat azaldı.Akutböbrekincinmegrup. Bu, kompleman aktivasyonunu düzenleme kapasitesinin azaldığını ve dolayısıyla yaralanmayı şiddetlendirdiğini gösterir. Bu bulgu, alevlenme ile desteklenmektedir.Akutböbrekincinmeiskemi-reperfüzyon hasarından sonra CD55 delesyonu olan farelerde.4 Kompleman sisteminin aktivasyonu şiddetliCOVID-19. Genellikle solunum yetmezliği ile ilişkili olan böbrek hücre proteini sC5b-9, böbrek yetmezliği olan hastalarda plazmada yukarı regüle edilir.COVID-19orta ila şiddetli böbrek hasarı ile. KarşılaştırılmasıKOVİD-19 örnekler içeren ve içermeyenAkutböbrekincinmeayrıca tamamlayıcı yolu ile ilişkili proteinlerin zenginleştirildiğini de ortaya çıkardı (Ek Malzemeler ve Yöntemler, Ek Tablo S2 sütunları X-Z). İmmünoglobulin kompleksleri oluşturma olasılığı (şiddetli hastalığı olan kişilerde daha yüksek seviyelerde bulunur).COVID-19) muhtemelen bu tamamlayıcıyı nefrona alıyor olabilir, bunun için mekanizmayı açıklayabilir.Akutböbrekincinmeve diyaliz gerektiren ciddi başarısızlık. Kompleman yollarının farklı bileşenlerinin tespitiidrarolan hastalarınKOVİD-Akutböbrekincinmeyeni. SARS-CoV-2 patojenitesinin farklı hastalık dalgaları sırasında nasıl geliştiğini karşılaştırmak için bir ölçüt olarak hizmet edebilir.COVID-19olmayanlarla karşılaştırmalı değerlendirmenin yolunu açar.KOVİD-Akutböbrekincinmegelecekte. Böylece,idrarhastalarda kompleman sisteminin durumunu izlemek için kolayca erişilebilen bir biyonumunedir.COVID-19.

Ayrıca, pıhtılaşma faktörleri F9, F10, F13b, fibrinojen beta zinciri ve fibrinojen gama zinciri,Akutböbrekincinmegrup (Şekil 1d). Bu grupta miyeloperoksidaz, katalaz, lizozim, lökotrien A4 hidrolaz, proteinaz 3 ve matris metalopeptidaz 9 dahil olmak üzere düzenlenmiş ekzositozun çeşitli belirteçleri de artmıştır (Şekil 1d). Yukarıdan aşağıya regüle edilmiş yollar, hücre dışı matris organizasyonu ve tübüler hasarı gösteren heterofilik hücre-hücre yapışmasını (Şekil 1e) içeriyordu.

Ek olarak, bilinen birkaç üriner biyobelirteç olduğunu tespit ettik.akutböbrekincinmeNGAL dahil; FABP3, FABP4; MEP1A; ve RBP4, arttıidrarolan hastalarınKOVİD-Akutböbrekincinme(Şekil 1d ve Ek Tablo S2). Bununla birlikte, proteom analizi, bu grupta UMOD ve EGF'de önemli bir düşüş olduğunu ortaya koydu. İdrar UMOD ve EGF ile ters orantılı olduğu bulunmuştur.Akutböbrekincinmeve azalmaları ile güçlü bir şekilde ilişkilidir.Akutböbrekincinmeseverity. These results further validate our proteome approach and are indicative of tubular injury affecting secretion (NGAL, UMOD, EGF) or defective absorption by proximal tubules (FABP3, FABP4). A novel observation was a >olan hastalarda IGFBP6'da 30-kat artışKOVİD-Akutböbrekincinme. IGFBP6 hakkında nispeten az şey bilinmektedir.Akutböbrekincinme, ancak daha önce azalmış böbrek fonksiyonu ve böbrek yetmezliği ile korele olduğu bulunmuştur.5 Daha büyük kohortları kullanan ek çalışmalaridrarBu biyobelirteçlerdeki değişiklikleri doğrulamak ve diğer nedenlerle karşılaştırmak için koşullar arasında numunelere ihtiyaç vardır.akutböbrekincinme, ortak değişkenler ve sonuçlar.

buİdrarİle İlişkili ProteomCOVID-19yokluğundaAkutböbrekincinme

ÇünküAkutböbrekincinmebirçok üriner proteinin bolluğunda önemli değişikliklere yol açar, sadece bunlarla ilişkili değişiklikleri belirlemek zordur.COVID-19. Bu nedenle, karşılaştırdıkidrarproteomlarıCOVID-19pozitif (n ¼ 3) ve negatif (KOVİD) (n ¼ 5) olmayan hastalarAkutböbrekincinme(Ek Şekil S2B). 57 proteinin bolluğu önemli ölçüde arttı ve 19 protein önemli ölçüde azaldı.idrarnın-ninCOVID-19 patients (adjust P < 0.05, Figure 2a and Supplementary Table S2). Furthermore, a large percentage of the proteins with significantly increased levels were immunoglobulins (49.1%). The remaining proteins with increased expression were involved in the antigen presentation pathway. Proteins with significantly decreased expression were enriched in the regulated exocytosis pathway (Figure 2b). Specifically, the average abundances of major MHC-I proteins HLA-A and HLA-C increased >3.6-katlayınidrarnedeniyleCOVID-19. MHC kompleksi, hücreler virüslerle enfekte olduğunda hücre yüzeyindeki antijenleri bağışıklık hücrelerine sunar. MHC-peptit kompleksleri, serum ve serum dahil olmak üzere farklı insan vücudu sıvılarında tespit edilmiştir.idrar.6 Ekzositozun aşağı regülasyonu, önemli ölçüde azalmış DEFA1, GRN, HSPA6, SDCBP, IQGAP1 ve CYRIB bolluğu ile işaretlenmiştir (Şekil 2c).

Ayrıca, önemli ölçüde artan bolluklara sahip 4 protein vardı.KOVİDgrubu ile karşılaştırıldığındaKOVİDMB, CA1, MANSC1 ve ABRACL dahil olmak üzere grup (Şekil 2c ve Ek Tablo S2 sütunları AA–AC). Ek olarak, 5 protein önemli ölçüde azalmıştır.KOVİDGRN, CREB3L3, MUC1, CD320 ve DLST dahil (Şekil 2c ve Ek Tablo S2 sütunları AA–AC). Bu yeni tanımlanmış proteinler potansiyel olarak daha hassas biyobelirteçler olarak kullanılabilir.COVID-19enfeksiyon. Ayrıca, veriler birçok belirtecin böbrek dışı olduğunu ortaya koymaktadır.KOVİDmiyoglobinde (kalbe özgü) 5.68-kat artış ve zimogen pepsinojen C'de (akciğer, özofagus ve mide hasarı) 3.92-kat artış dahil olmak üzere (Şekil 2) noninvaziv hedefler için umut verici hedefleridrarböbrekten bağımsız organ hasarını tespit etmek ve izlemek için proteom profili oluşturma.

SARS-CoV-2 virionu tipik olarakidrar, ancak böbrek hücre tiplerine tropizmi vardır.7-9 olup olmadığını değerlendirdik.idrarproteomik, SARS-CoV-2 proteinlerini tespit edebilir. İlginç bir şekilde, SARS-CoV-2 nükleoproteininden gelen peptitler,idrar2 ağır hastadan alınan örneklerKOVİD-Akutböbrekincinmekim öldü (Ek Malzemeler ve Yöntemler, Şekil 1a ve Ek Tablo S1). Peptit tanımlaması, hem MaxQuant hem de MS-GFş yazılımı ile aranarak doğrulandı. RNA bağlanma alanının neredeyse tam dizi kapsamı, tandem kütle spektrometrisi analizine birleştirilmiş tek boyutlu sıvı kromatografisi ile sağlandı. SARS CoV-2 nükleoproteininin N-ucuna yakın diziler de gözlendi (Şekil 2d). Gözlenen SARS-CoV-2 peptidlerinin nispeten düşük sayımlı peptid-spektrum eşleşmeleri nedeniyle, bu türlerde SARS-CoV-2 nükleoprotein konsantrasyonunun düşük olduğu tahmin edilmektedir.idrarörnekler (Ek Tablo S3).

Çalışmamız, nispeten az sayıda hasta örneğiyle yapılan bir kavram kanıtı araştırması olmasına rağmen, yüksek kalite için yöntemler oluşturabildik.idrarolan hastaların proteomikCOVID-19klinik bir ortamda. Potansiyel biyobelirteçleri rapor ediyoruzCOVID-19enfeksiyon veKOVİD-Akutböbrekincinmegelişimini tespit etmek ve izlemek için yararlı olabilecekKOVİD-19enfeksiyon veyaAkutböbrekincinme. Özellikle kompleman ve pıhtılaşma kaskad yolakları ve ekzositoz yolakları yüksek oranda yukarı regüle olmuştur.KOVİD-Akutböbrekincinme. Ayrıca, antijen sunumu ile ilişkili proteinler, antijen sunumu ile önemli ölçüde ilişkiliydi.KOVİD-19enfeksiyon. Potansiyel yeni biyobelirteç proteinlerinin (yani, MB, CA1, MANSC1, ABRACL, GRN, CREB3L3, DEFA1, MUC1, DLST ve IGFBP6) ve daha önce bildirilenlerin bir listesini öneriyoruz.Akutböbrekincinmebiyobelirteç proteinleri (yani, NGAL, FABP3, FABP4, MEP1A ve RBP4) özgüllüklerinin, duyarlılıklarının ve ciddiyetlerinin daha fazla doğrulanması için. olan hastalarımızın bir alt kümesiKOVİD-AkutböbrekincinmegelişmişAkutböbrekincinmeda etkileyebilecek olan önceden var olan kronik böbrek hastalığındaidrarBu grupta zenginleştirilmiş proteinler bulunur. Kronik böbrek hastalığı durumunun etkisinin ayrıştırılmasıCOVID-19daha büyük kohortlar gerektirecektir; ancak kompleman ve pıhtılaşma yolu proteinlerinin zenginleştiğini gözlemledik.KOVİD-Akutböbrekkronik böbrek hastalığı olan ve olmayan yaralanma (Şekil 1d ve Ek Tablo S1). Birlikte ele alındığında, bu heyecan verici ön sonuçlar, non-enerjik hastaları içeren genişletilmiş bir klinik kohortta daha fazla araştırmaya duyulan ihtiyacı açıkça ortaya koymaktadır.COVID-19-birleşmişAkutböbrekincinme.

AÇIKLAMA

CRP, Renalytix AI'nın danışma kurulu üyesi olduğunu ve öz sermayeye sahip olduğunu ve Genfifit için danışman olarak hizmet verdiğini bildiriyor. AV raporları, NxStage Medical Inc. ve Astute Medical Inc. için danışman olarak hizmet vermektedir. Bu kuruluşlar bu çalışmada araştırmayı desteklememiştir. Diğer tüm yazarlar rekabet halinde bir çıkar beyan etmemiştir.

TEŞEKKÜRLER

Bu çalışmada elde edilen örnekler kullanılmıştır.COVID-19Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi'nin aşağıdakiler tarafından desteklenen biyolojik deposu: Barnes Yahudi Hastanesi Vakfı; Siteman Kanser Merkezi, Ulusal Sağlık Enstitüleri Ulusal Kanser Enstitüsü'nden P30 CA091842 hibesi; ve Washington Üniversitesi Klinik ve Çeviri Bilimleri Enstitüsü, Ulusal Sağlık Enstitülerinin Çeviri Bilimlerini Geliştirme Ulusal Merkezi'nden UL1TR002345 verir. Johns Hopkins Üniversitesi'nden George M. O'Brien Merkezi'ne bu çalışmayı gerçekleştirdikleri için teşekkür ederiz.böbrekincinmebiyobelirteç deneyleri (hibe P30DK079310). Bu araştırmanın bazı bölümleri, Enerji Bakanlığı Biyolojik ve Çevresel Araştırma Ofisi tarafından desteklenen ve PNNL'de bulunan ulusal bir bilimsel kullanıcı tesisi olan EMSL kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Proteomik çalışmaları, UG3HL145593 ödülü kapsamında Stratejik Koordinasyon Ofisi/NIH Direktörü Ofisi aracılığıyla NIH Ortak Fonu tarafından desteklenir ve NIH, U01DK124020'yi hibe eder. İçerik yalnızca yazarların sorumluluğundadır ve Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin görüşünü yansıtmayabilir. Louis'deki Washington Üniversitesi Nefroloji Anabilim Dalı'nın Böbrek Çeviri Araştırma Merkezi'ne (KTRC)idrarörnekler. Veri yönetimi ve hasta alımı konusundaki çabaları için Charles Goss, Adriana Rauseo Acevedo ve Rachel Presti'ye minnettarız. Ayrıca içeriği düzenleme, biçimlendirme ve gözden geçirme konusundaki katkıları için Jana Chiang'a teşekkür ederiz.

EK MATERYAL

Ek Dosya (PDF) Ek Malzeme ve Yöntemler. Örnek alma ve hasta dahil etme için kullanılan yöntemler hakkında bilgi içerir,idrarişleme ve saklama, proteomik numune hazırlama, LC-MS/MS tabanlı proteomik analiz, proteomik veri işleme, COV-'li hastaların korelasyon analiziAkutböbrekincinmeolmayanlarla karşılaştırıldığındaakutböbrekincinmeve verilerin indirilebileceği yerler. Şekil S1. Çalışılan örnekler arasında üriner proteomiklerin Pearson korelasyonu. Şekil S2. Ayarlamadan önce P değerlerinin dağılımı. (A) Yoğunluklarını karşılaştıran limma testinin istatistiksel sonuçlarıidrardurumuna göre proteinlerakutböbrekincinme. (B) Yoğunluklarını karşılaştıran limma testinin istatistiksel sonuçlarıidrardayalı proteinlerCOVID-19enfeksiyonAkutböbrekincinme-negatif grup. Tablo S1. Araştırma katılımcılarının ana sayfası. Tablo S2. İdrar proteomiklerinin istatistiksel analiz sonuçları. Tablo S3. SARS-CoV-2 peptitleri, LC-MS/MS ile 2 idrar örneğinde tespit edildi. Proteomik verileri MSGFş programı ile tarandı. STROBE Bildirimi (PDF).

REFERANS

Kaynak Yinyin Ye, Biyolojik Bilimler Bölümü, Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı, Richland, Washington, ABD, vb.