Диабет является основной причиной заболевания почек, серьезного, часто смертельного осложнения, которое трудно диагностировать на ранних, потенциально поддающихся лечению стадиях. Теперь исследовательская группа из Медицинской школы Икана на горе Синай выявила биологические пути, участвующие в диабетической болезни почек, что дает надежду на то, что можно разработать как ранние диагностические тесты, так и целевое лечение.
Исследование, опубликованное в журнале «Диабет», показывает, что окислительный стресс в "электростанции" в популяции почечных клеток прогрессивно ухудшает способность бобовидных органов перенапрягать кровь на продукты жизнедеятельности и вырабатывать мочу. Исследовательская группа также обнаружила клеточный рецептор, который можно заблокировать, чтобы модулировать стрессовую реакцию. Блокирование этого рецептора спасло почки у мышей, генетически предназначенных для развития диабетической почечной недостаточности.
По данным Национального фонда почек, около 30 процентов пациентов с диабетом типа 1 (с юношеским началом) и от 10 до 40 процентов пациентов с диабетом типа 2 (с началом у взрослых) в конечном итоге будут страдать от почечной недостаточности. Когда это происходит, пациенты должны обратиться к диализу или трансплантации почки, если таковая имеется.
"Диабетическая болезнь почек – одна из основных причин смерти пациентов с диабетом, а также ведущая единственная причина терминальной стадии почечной недостаточности в США," говорит старший исследователь исследования Илзе С. Даен, доктор философии, доцент медицины (нефрология) в Медицинской школе Икана на горе Синай. "Наши результаты открывают новые диагностические возможности для раннего выявления и потенциальных терапевтических стратегий для защиты от дальнейшего повреждения почек у пациентов."
Результаты исследования по существу предлагают "фундаментальный сдвиг парадигмы в нашем понимании развития и лечения диабетической болезни почек," говорит доктор. Даен, который также является членом Института персонализированной медицины Чарльза Бронфмана.
Исследователи сосредоточили свое внимание на клубочках почек – шаровидных телах, полных капилляров и других структур, которые служат первой ступенью и ключевым звеном в фильтрации крови для вывода продуктов жизнедеятельности с мочой.
Исследовательская группа изучила три разных типа клеток, которые взаимодействуют в клубочках, с использованием двух групп мышей. У одной группы естественным образом развивается диабетическая болезнь почек, а у другой группы естественная устойчивость к этому заболеванию.
Они обнаружили, что у мышей, склонных к заболеванию почек, были затронуты эндотелиальные клетки. В этих пластинчатых клетках, которые образуют внутреннюю выстилку кровеносных сосудов, митохондрии – клеточные субъединицы, которые действуют как электростанции, производя энергию, – подвергались стрессу и, таким образом, производили избыточное количество активных форм кислорода (АФК). Это молекулы, которые играют важную роль в передаче сигналов в клетке, но при избыточном производстве могут повредить клеточные белки и ДНК.
Этот процесс начинает разрушать подоциты, клетки, которые окружают капилляры и другие типы клеток клубочков и работают с ними. Со временем клубочки становятся хрупкими, капилляры разрушаются, а почки становятся протекающими, выделяя важные белки организма. Прогрессирующее повреждение приводит к почечной недостаточности, что приводит к терминальной стадии заболевания почек.
Исследовательская группа смогла измерить у чувствительных мышей молекулы, связанные с избытком АФК, что позволило предположить, что может быть разработан биомаркер, сигнализирующий о раннем развитии заболевания почек у людей. Зная, что избыток АФК приводит к заболеванию почек, подразумевает, что агенты, которые собирают молекулы АФК в почках, могут обеспечить потенциальную терапию, доктор. Даэн говорит.
Затем следователи искали "вверх по течению" регуляторы митохондриального стресса в эндотелии клубочков и открыли путь, который помогает управлять этим окислительным стрессом. Этот путь продуцирует избыточное количество клеточного рецептора, рецептора эндотелия-A, а также его лиганда – белка, который связывается с рецептором.
Это открытие означает, что небольшая молекула, которая блокирует связывание лиганда с его рецептором, может подавлять выработку митохондриальных АФК, тем самым останавливая повреждение клубочков. Даэн говорит.
Исследователи использовали экспериментальную небольшую молекулу BQ-123, чтобы блокировать этот рецептор, и обнаружили, что мыши, у которых должно было развиться диабетическое заболевание почек, избавлены от этого расстройства.
Исследователи проверили свою гипотезу, изучив биопсию мочи и почек пациентов с диабетической болезнью почек. Они обнаружили молекулы в моче, связанные с окислительным стрессом и быстрым прогрессированием заболевания, а также биопсии, которые показали повышенное повреждение митохондриальной ДНК и повышенную экспрессию рецептора эндотелия-A.
"Эти данные на человеческих образцах имеют большое значение для подтверждения наших гипотез, что очень интересно, поскольку представляет собой новый путь к пониманию и лечению диабетической болезни почек," Доктор. Даэн говорит.