Biomarcadores en lesión renal aguda IV Congreso Colombiano de Nefrología Pediátrica Natalia Mejía Pediatra nefróloga El cambio del termino Insuficiencia o falla renal aguda por el de Lesion renal aguda (en ingles injury) es exactamente la desviacion hacia el paradigma que buscamos en nefrologia.

Concepto de biomarcador Lesión Biomarcadores Marcadores de lesión celular Modificaciones moleculares Lesión renal aguda Pues FALLA renal se refiere al deterioro de la filtracion glomerular, cosa que ocurre mucho despues que la lesion celular inicial. El dx de falla en la filtracion se da cuando los marcadores endogenos como la creat y el bun se acumulan horas o dias despues. Mientras que el termino lesion renal no presupone una falla en la filtracion. Por esto necesitamos de marcadores de lesion celular que puede anticipar la reducción de la filtracion u ocurrir aun sin la presencia de ella. Daño celular Síndrome Clínico Falla renal aguda

Enzimas tubulares y biomarcadores Enzimas del borde en cepillo: GGT F alk Cistatina C A1 y β 2 Microglobulina Enzimas citosólicas: α- GST Proteinas lisosomales: como la n acetil beta glucosaminidasa, las de borde en cepillo como la gamaglutiltrasferasa y la f alcalina y las citsolicas que son la alfa glutation s transferasa. Ademas la celula epitelial lesionada no puede metabolizar la cistatina C y la deja pasar intacta a la orina asi como no pueden reabsorber proteinas de baj peso molecular como la alfa y beta microglobulina. Proteínas lisosomales: NAG Célula epitelio renal Túbulo renal

Métodos diagnósticos en lesión renal Métodos diagnósticos en lesión miocárdica Creatinina sérica Troponina T Isoenzima BB del glucógeno 1922 Electrocardiograma 1926 1960´s ASAT - DHL 1970´s CPK- Mioglobina 1980´s CK-MB La correlacion con los cardiologos nos hace entender mejor este concepto. No esperan a que exista una falla ventricular y choque cardiogenica sino que toman medidas terapeuticas ante la evidencia en suero de marcadores de lesion miocardica. 1995 2005 P. Devarajan: Biomarkers in Acute Kidney Injury :Search for a Serum Creatinine Surrogate, ASN 2009

Proyección diagnóstica en LRA Pocos avances en investigación clínica Rápidos avances en Investigación básica: Patogénesis Terapéutica Fase 2: Investigación translacional Fase 3: Validación Ausencia de marcadores TEMPRANOS de IRA = Retraso en inicio de tratamiento Fase 1: Descubrimiento

Aislamiento de biomarcador Biomarcador usado en estudios clínicos Creatinina sérica 1926 Aislamiento de biomarcador Biomarcador usado en estudios clínicos KIM-1 1961 KIM-1 urinaria 2002 Cistatina C 1968 Cistatina C sérica 1985 La orina es la sustancia ideal para medir estos biomarcadores. El análisis del sedimento urinario, la Fena y la osmolaridad urinaria han sido utilizados por muchos años, pero son poco específicos e insensibles además de que no hay estudios prolongados y cuidadosos determinando su eficacia. La orina contiene marcadores mas especificos y sensibles como respuesta a la lesion renal inducida por alteraciones en la reabsorción tubular, catabolismo de moleculas filtradas, liberacion de exozomas o enzimas de las celulas tubulares como respuesta a una injuria isquemica o toxica. IL-18 1985 IL-18 urinaria 2004 NGAL 1993 NGAL urinaria 2005

Características ideales de un biomarcador en IRA No invasivo Precozmente detectable en muestras de orina y/o sangre Altamente sensible y específico en IRA Medible rápida y certeramente Marcador de lesión Y función Anticipador de gravedad e irreversibilidad Evaluador de respuesta a intervenciones Que no se afecte por variables biológicas Barato

Biomarcadores en lesión renal: ¿De qué nos estamos perdiendo? Creatinina sérica Fórmula Schwartz LRA Cistatina C NGAL IL-18 KIM-1 NAG Netrin ERC Cistatina C Microalb NAG

Cistatina C Inhibidor de la cisteína proteasa Células nucleadas Filtración libre, reabsorción TCP completa y no secreción No se afecta por género, raza ni edad Orina y suero En 85 pacientes criticos con alto riesgo de desarrollar IRA, la cistatina C detecto la falla renal dos dias antes que los criterios RIFLE. Koyner la encontro util para predecir IRA asociada a cirugia cardiaca 6 hrs POP. Herget-Rosenthal S et al. Kidney Int 2004; 66: 1115-22. Villa P et al. Crit Care 2005; 9:R139-143. Delanaye P et al. Intensive Care Med 2004; 30: 980-83. Koyner JL et al. Kidney Int 2008; 74: 1059- 69.

Interleucina 18 (IL-18) Citoquina proinflamatoria Inducida en el túbulo contorneado proximal Detectable en orina Predictor de mortalidad Solo detecta IRA isquémica Resultados contradictorios en nefropatía por contraste Fue util en predecir IRA en adultos con dificultad respiratoria y predictor independiente de mortalidad. Otro estudio en POP cardiaco IL 18 elevados desde 6 hr POP con pico a las 12 hrs y diagnostico de IRA por Crs 2 dias despues. La IL 18 elevada en orina es mas especifica en IRA isquemica y por esto no se eleva en ERC o en nefrotoxic IRA. Haase no la encontro util en 100 ptes con POP cardiaco. Parikh CR et al. JASN 2005; 16: 3046–3052. Parikh CR et al. Kidney Int 2006; 70: 199–203. Parikh CR et al. Crit Care Med 2008; 36: S159–S165. Haase M et al. Crit Care 2008; 12:R96.

Molécula de lesión renal (KIM-1) Proteína transmembrana con sobrexpresión marcada en túbulo contorneado proximal Lesión isquémica y/o tóxica Detectable en orina Diferencia NTA de pre renal y ERC. Asociado a NAG predice mortalidad y necesidad de TRR Modelos animales. Estudio con 6 humanos se vio sobre expresion en TCP en biopsia renal de pacientes con IRA. Ayuda a diferenciar IRA prerrenal de intrinseca y de ERC. Estudio de 40 niños con PO cardiaco KIM orina 12 hrs PO muy altos con AUC de 0.83 como predictor de IRA. Otro estudio KIM orina mas NAG orina son predictores de necesidad de TRR y de mortalidad. Ichimura T et al. J Biol Chem1998; 273: 4135–4142. Han WK et al. Kidney Int 2002; 62: 237–244. Vaidya VS et al. Am J Physiol Renal Physiol 2006; 290:F517–29. Liangos O et al. JASN 2007; 18: 904–912.

Molécula de lesión renal (KIM-1) Reguladora de la apoptosis, trasnforma la celulas proximales en cels fagociticas

Netrina - 1 Descubiertas hace una década en SNC Moléculas laminina-like. Recientemente identificaron 4 netrinas: 3 expresadas en ratón (1,3,4) La netrina 1 comparte 98% con la netrina humana – 1. Reeves WB, Kwon O, Ramesh G. Am J Physiol Renal Physiol. 2008 Wang W, Reeves WB, Ramesh G Am J Physiol Renal Physiol. 2008

Netrina - 1

Netrina - 1

Netrina - 1

Lipocalina asociada a gelatinasa de neutrófilos (NGAL) Proteína de la familia de lipocalinas. Expresión en neutrófilos y otras células epiteliales (TCP) Expresión génica en muchos tejidos. Podría ser la “troponina” renal. Se detecta a las 2 h post isquemia con niveles en relación a la duración de ésta. Proteinas de la familia de las lipocalinas compuesta por ocho hebras beta que forman un barril que formando un calix. Este calix transporta moleculas de pequeño tamaño. Se expresa en TCP y tiene expresión genica en otros organos como utero prostata galndulas salivares pulmon traquea colon y estomago. Es la mas promisoria de los biomarcadores. Se ha detectado que se une a sideroforos (moelculas que trasnportan hierro) puede estar en su forma monomerica o en dimero o trimeros.

Lipocalina asociada a gelatinasa de neutrófilos (NGAL) Modelo animal de LRA Siete genes estudiados Sobre - regulación génica NGAL. 71 niños con bypass CP Medición uNGAL y pNGAL Predicción de LRA 2 h PO AUC 0.99 uNGAL AUC 0.91 pNGAL 143 niños con SIRS Muy sensible 84% Poco especifico 39% Correlación de niveles con gravedad 140 niños en UCI Niveles 6 x veces uNGAL Dos días antes de CrS > 50% Correlación con pRIFLE Mishra : el ngal es uno de lo siete genes con mas expresion en modelos de ratones con isquemia renal y lesion por reperfusion. Luego modelo de nefrotoxicidad en cisplatino validadno su expresion en isqueimia y toxicidad. Luego en 71 niños con cirugia cardiaca se midio a las dos hrs la serica y la urinaria con preditores potentes e independienres de falla renal aguda con area bajo la curva de 0.99 para la orina y de 0.91 para el plasma. Otro estudio prospectivo en 91 pacientes pediatricos con Po cardiaco y administracion de medio de contraste resulto predecir a las dos horas nefropatia por medio de contraste en AUC 0.92 orina y 0.91 plasma. Weller la estudio en IRA por sepsis con lata sensibilidad pero no tan buena especificidad 84 vs 39 de IRA. Zapieteli 140 niños criticamente enfermos con aumento de ngal 2 dias previos a aumento de la creatinina y seis veces mas que lo normal con un aumento simetrico y correlacionable con la escala de rifle. Diferencia Aki prerenal y erc con sensibilidad el 90% y espeicificad del 99%. Ademas hay un estudio en ratones con infusion de Ngal purificado despues de isquemia renal con cierto efecto prtoector.

Lipocalina asociada a gelatinasa de neutrófilos (NGAL)

Comparación NGAL vs Crs en bypass CP

Lipocalina asociada a gelatinasa de neutrófilos (NGAL) Inicialmente se midio con western blot , despues con elisa kit disponible Triage Ngal device, en plasma mide concentraciones tres veces elevadas en pacientes con IRA dos dias antes del aumento de la creatinina. El ensayo necesita peqiñas cantidades de muestra y tarda 15 minutos. Tambien hay kit para orina Architect las concetraciones urinaria de ngal aumentaron 15 veces respecto a lo normal a las 2 horas de cirugia cardiacay 25 veces a las 4-6 hrs. 150 microlits de orina con resulatdo los 35 minutos. Triage ® NGAL- Kit 15 minutos Sangre total Architect ® NGAL - kit 35 minutos 150 μL orina

Respuesta a un biomarcador temprano Soldado advertido, no muere en guerra Monitoreo minucioso Balance de líquidos – gasto urinario Vigilancia de presión arterial Vigilancia de electrolitos y función renal

Respuesta a un biomarcador temprano Primum non nocere Evitar y tratar hipotensión Evitar y tratar hipovolemia Evitar y tratar oliguria Evitar agentes nefrotóxicos Evitar medios de contraste

Gracias