Атероэмболическая болезнь почек: малоизвестный тихий убийца

Роль протеаз в воспалении

Ферментативный протеолиз контролирует множество физиологических и патофизиологических процессов, таких как дифференцировка (Canalis et al. 2003), развитие (Kopan and Ilagan 2009), апоптоз (Taylor et al. 2008), активация гормонов (Hampton 2002), нейродегенерация (O'Brien and Wong 2011) и рак (Kessenbrock et al. 2010). Протеазная активность необходима для распространения и разрешения коагуляции и воспаления. При воспалении быстрая активность протеазы является ключевым компонентом врожденной иммунной системы и фактором микроокружения, ответственным за ремоделирование тканей. Некоторые протеазы активны в воспалительном микроокружении, такие как катепсины (Joyce and Pollard 2009), урокиназные рецепторы PAR (Andreasen et al. 1997; Joyce and Pollard 2009), матриксные металлопротеиназы (MMPs) (Prudova and Total 2010; auf dem Keller et al. и др., 2013; Экхард и др., 2016), лизоцим (Сатоскар и др., 2020) и систему комплемента (Риклин и др., 2010). Недавно было показано, что многие из протеаз также нацелены не только на свои прямые субстраты, но также обнаруживают неожиданные субстраты, модифицируя дополнительные белковые факторы, которые, в свою очередь, взаимодействуют друг с другом зависимым от протеолиза образом. Эта гипотеза о жестко регулируемой и определяющей судьбу «протеазной сети» (Fortelny et al. 2014; Rinschen et al. 2018b) постулирует, что протеазы образуют функциональные сети со многими взаимодействиями для управления патофизиологическими процессами. Это понятие расширяет традиционную и широко принятую концепцию однонаправленных протеолитических каскадов, таких как инициация апоптоза каспазой -8/-9-опосредованной протеолитической активацией каспазы 3 (Porter and Jänicke 1999). С протеазами 588 и 628.

На фото: Цистанхе сушеная

Система комплемента является ключевой сывороткойпротеазная системаСистема комплемента представляет собой хорошо изученную и актуальную протеолитическую систему, активация которой, как принято считать, запускается при гломерулярной болезни почек. Система комплемента является неотъемлемой частью врожденной иммунной системы и жизненно важна для поддержания тканевого гомеостаза (Ricklin et al. 2010; Bajic et al. 2015). Он может идентифицировать и опсонизировать мишени, включая вторгшиеся микробы, иммунные комплексы, некротические ткани и апоптотические клетки, а затем способствовать их безопасному удалению посредством фагоцитоза (Merle et al. 2015b). Протеолитические каскады системы комплемента жестко регулируются (рис. 1) несколькими белками (Merle et al. 2015a; Schmidt et al. 2016). Если хрупкий баланс между активацией и регуляцией нарушен, система может действовать как обоюдоострый меч, вызывая самоповреждение, проявляющееся в виде различных иммуноопосредованных и воспалительных заболеваний (Bajic et al. 2015). Инициация системы комплемента может происходить тремя путями (рис. 1), называемыми классическим путем (КП), лектиновым путем (ЛП) и альтернативным путем (АР). В то время как CP и LP имеют специфические инициирующие молекулы (антитела, связанные с антигенами и паттерны углеводных структур соответственно), AP запускается спонтанной активацией фактора комплемента C3 в жидкой фазе. Пути сходятся при расщеплении фактора комплемента C3 на C3b и C3a, что приводит к (1) опсонизации патогенов продуктами расщепления C3, (2) лизису клеток посредством образования мембраноатакующего комплекса и (3) воспалению за счет привлечения воспалительные клетки, такие как нейтрофилы, провоспалительными медиаторами, такими как C5a (Merle et al. 2015a). Хотя широко признано, что система комплемента играет неотъемлемую роль в прогрессировании заболевания и может направлять клиническую диагностику и классификацию, отсутствует понимание того, какие белки комплемента или функциональные белковые фрагменты, также называемые протеоформами (van der Burgt and Cobbaert 2018) , лучше всего подходят в качестве чувствительных и специфических диагностических биомаркеров при измерении в рамках рутинной клинической помощи при воспалительном заболевании почек. Сложность системы комплемента, которая включает примерно 50 циркулирующих белков, требует целостного и количественного подхода для выявления наиболее важных участников и маркеров воспаления (Ricklin et al. 2010). Для обзора соответствующих стратегий измерения мы ссылаемся на другие обзоры (Ekdahl et al. 2018). Наиболее часто используемыми анализами являются нефелометрия и турбидиметрия, в которых используются поликлональные антитела против определенного аналита (например, C3 или C4). Примечательно, что в настоящее время отсутствуют комплексные подходы к высокопроизводительному профилированию клинических образцов. Клинические испытания ингибиторов комплемента, таких как CCX168, нацеленный на C5aR (код клинического испытания NCT02994927), OMS721, нацеленный на MASP2 (NCT03608033), или C1INH, нацеленный на C1r и C1s (NCT02547220), в настоящее время находятся в стадии изучения и потенциально могут быть интегрированы в качестве новых методов лечения отдельных заболеваний. В настоящее время продолжается 28 клинических испытаний, в том числе шесть испытаний фазы III, все из которых относятся к гломерулярной болезни почек, и ингибитор С5 экулизумаб уже доступен на рынке.Цистанхе обладает функцией тонизирования почек.

Рис: Улучшить функцию почек

Система комплемента в мембранныхнефропатия(МН) — антитело-опосредованное протеинурическое заболевание почек. Гломерулярное отложение комплемента можно легко обнаружить с помощью подходов на основе иммунофлуоресценции и масс-спектрометрии в биоптатах пациентов (Person et al. 2019; Ravindran et al. 2020). Предлагаемый патофизиологический механизм ЗН основан на исследованиях крысиной модели болезни, так называемого пассивного нефрита Геймана (ПГН) (Heymann, 1952). В этой модели направленные на подоциты гетерологичные антитела от овец (или других видов) переносятся крысам, вызывая образование субэпителиальных иммунных отложений, которые считаются морфологическими отличительными признаками МН и протеинурии. Введенные антитела вызывают локальную активацию системы комплемента с образованием мембраноатакующего комплекса C5b-9 (Kerjaschki 1992). Сообщалось, что при PHN блокирование системы комплемента с помощью фактора яда кобры полностью предотвращает развитие протеинурии (Salant et al., 1980). Однако в других экспериментальных отчетах описано развитие ЗН в отсутствие отложения комплемента (Tomas et al., 2016, 2017) и после фармакологического истощения комплемента (Leenaerts et al., 1995), что ставит под сомнение концепцию системы комплемента как единственного медиатора повреждение клеток и протеинурия при МН. У пациентов с МН были идентифицированы аутоантитела против двух антигенов подоцитов, рецептора 1 фосфолипазы A2 (PLA2R1) и домена 7A, содержащего домен -1 тромбоспондинового типа (THSD7A) (Beck et al., 2009; Tomas et al., 2014). . Классический путь системы комплемента активируется путем связывания антитела с антигеном. Этот механизм в принципе может применяться к опосредованному антителами заболеванию, такому как ЗН. Однако аутоантитела против PLA2R1 и против THSD7A доминируют в подклассе IgG4, который является подклассом IgG с наименьшей способностью связывания C1q (Vidarsson et al. 2014), что указывает на то, что альтернативный и лектиновый пути могут играть роль в патогенезе. MN (Seikrit et al. 2018; Zhang et al. 2020). Однако пациенты с PLA2R1- и THSD7A-ассоциированным МН обычно также имеют аутоантитела к C1q-связывающим подклассам, не относящимся к IgG4, что, в основном, позволяет активировать систему комплемента классическим путем (Huang et al., 2013; von Haxthausen). и др., 2018). Исследование, опубликованное во время нахождения этой статьи в обзоре, показало, что гликозилирование IgG4 в MN, ассоциированных с PLA2R1-, может быть ответственным за активацию лектинового пути и последующую активацию протеолитических путей подоцитов посредством катепсиновых протеаз (Haddad et al. 2020). ). В совокупности присутствие компонентов комплемента в месте повреждения ткани несомненно при МН, но вносит ли это вклад в патогенез МН или просто представляет собой эпифеномен, до сих пор неясно. Необходимы новые методологические подходы для выяснения роли комплемента в MN.

Рис: Цистанкон бытьприбыль

ЗаключениеПротеазы являются ключевыми модуляторами клубочковой функции, а комплемент представляет собой важную протеолитическую систему, обеспечивающую связь между эпителием и системой врожденного иммунитета. В то время как несколько воспалительных заболеваний почек показывают, что протеолиз является активным и может быть направлен генетически, он все еще исследуется - как клинически, так и доклинически - может ли ингибирование протеазы появиться в качестве терапевтической стратегии при гломерулярном воспалительном заболевании почек. В этом контексте могут быть полезны новые аспекты характеристики системы комплемента. Традиционно рассматриваемая как простой протеолитический каскад, система комплемента демонстрирует все более известные сложные взаимодействия с другими протеолитическими ферментами и ингибиторами (auf dem Keller et al., 2013), что приводит к серьезным проблемам с разработкой надежных параметров для диагностики на основе комплемента и стратификации пациентов. при заболевании почек. Часть текущих ограничений носит аналитический характер, учитывая тот факт, что более 50 белков, каждый из которых имеет несколько протеоформ с различными функциями и широко разным содержанием, составляют систему комплемента. Не было достигнуто единого мнения о том, что измерять, когда измерять и как измерять активацию комплемента (Ekdahl et al. 2018), а неканонические эффекты протеаз комплемента еще не были систематически проанализированы при заболеваниях почек. Другие протеолитические системы, такие как коагуляция и фибринолиз, с другой стороны, обычно не исследуются, несмотря на возможные взаимодействия (Amara et al. 2010; Oikonomopoulou et al. 2012). Следовательно, необходимо дальнейшее совершенствование масс-спектрометрических и химико-биологических методов для дальнейшего и более глубокого действия пролепротеаз при воспалительных заболеваниях почек. Анализ протеолитического микроокружения при гломерулярном заболевании, включая систему комплемента, может помочь стратифицировать пациентов для терапевтического вмешательства, например, с помощью ингибиторов комплемента. Кандидаты на протеомику глубокого протеолитического анализа включают мембранозную нефропатию и волчаночный нефрит. Здесь комплексное протеомное профилирование биоптатов почек человека и образцов сыворотки приведет к более глубокому пониманию патобиологии воспаления, вызванного протеазами, и может быть использовано для стратификации и определения приоритетов пациентов для терапии с ингибированием комплемента.Цистанхе обладает функцией усиления функции почек.

Рис. Нажмите здесь, чтобы сохранить здоровье почек

Рекомендации

1. Amara U, Flierl MA, Rittirsch D et al (2010) Молекулярная взаимосвязьмежду системами комплемента и свертывания крови.Дж. Иммунол 185:5628–5636.https://doi.org/10.4049/jиммунол. 0903678

2. Андреасен П.А., Кьёллер Л., Кристенсен Л., Дюфи М.Дж. (1997)Система активации плазминогена урокиназного типа при метастазировании рака: обзор. Int J Рак 72: 1–22

3. Artunc F, Wörn M, Schork A, Bohnert BN (2019) Протеазурия — влияние активных протеаз мочи на задержку натрия при нефротическом синдроме. Acta Physiol 225: 1–10. https://doi.org/10. 1111/афа.13249

4. Ауф дем Келлер У., Прудова А., Экхард У. и др. (2013) Анализ системного уровня протеолитических событий при повышенной проницаемости сосудов и активации комплемента при воспалении кожи. Научный сигнал 6: rs2 – rs2.https://doi.org/10.1126/scisignal.2003512

5. Bajic G, Degn SE, Thiel S, Andersen GR (2015) Активация комплемента, регуляция и молекулярная основа заболеваний, связанных с комплементом. EMBO J 34: 2735–2757. https://doi.org/10.15252/embj. 201591881

6. Beck LH, Bonegio RGB, Lambeau G et al (2009)Рецептор фосфолипазы M-типа a в качестве целевого антигена при идиопатической мембранозной нефропатии. N Engl J Med 361: 11–21. https://doi.org/10.1056/NEJMoa0810457

7. Berden JHM, Licht R, van Bruggen MCJ, Tax WJM (1999) Роль нуклеосом в индукции и гломерулярном связывании аутоантител при волчаночном нефрите. Курр Опин Нефрол Гипертенс

8. Boersema PJ, Raijmakers R, Lemeer S et al (2009)Мультиплексное пептидное мечение стабильным изотопом диметила для количественной протеомики. Нацпроток 4:484–494. https://doi.org/10.1038/nprot.2009.21

9. Бомбак А.С., Марковиц Г.С., Аппель Г.Б. (2016)Комплемент-опосредованные гломерулярные заболевания: рассказ о 3 путях. Kidney Int Rep 1:148–155. https://doi.org/10.1016/j.ekir.2016.06.005

10. Canalis E, Economides AN, Gazzerro E (2003) Костные морфогенетические белки, их антагонисты и скелет. Endocr Откр. 24:218–235. https://doi.org/10.1210/er.2002-0023

11. Canbay V, auf dem Keller U (2021) Новые стратегии идентификации субстратов протеаз. Curr Opin Chem Biol 60: 89–96. https://doi.org/10. 1016/j.cbpa.2020.09.009

12. Chen X, Wong YK, Wang J et al (2017) Идентификация мишени с помощью количественного профилирования белка на основе активности (ABPP). Протеомика 17:1600212. https://doi.org/10.1002/pmic.201600212

13. Cravatt BF, Wright AT, Kozarich JW (2008) Профилирование белков на основе активности: от химии ферментов к протеомной химии. Annu Rev Biochem 77: 383–414. https://doi.org/10.1146/annurev.biochem.75.101304. 124125

14. Dayon L, Núñez Galindo A, Corthésy J et al (2014) Комплексный и масштабируемый высокоавтоматизированный рабочий процесс протеомики на основе МС для обнаружения клинических биомаркеров в плазме человека. J Proteome Res 13: 3837–3845. https://doi.org/10.1021/pr500635f

15. Demir F, Niedermaier S, Kizhakkedathu JN, Huesgen PF (2017) Профилирование N-концов белков и их модификаций в сложных образцах. В: Шиллинг О. (ред.) Методы молекулярной биологии. стр. 35–50

16. Драг М., Салвесен Г.С. (2010) Новые принципы открытия лекарств на основе протеаз. Nat Rev Drug Discov 9: 690–701. https://дои. орг/10.1038/nrd3053

17. Дресслер Г.Р. (2006) Клеточная основа развития почек. Annu Rev Cell Dev Biol 22: 509–529

18. Eckhard U, Huesgen PF, Schilling O et al (2016)Активное сайт-специфическое профилирование семейства матриксных металлопротеиназ: протеомная идентификация 4300 сайтов расщепления с помощью девяти MMP, изученных с помощью структурного и синтетического анализа расщепления пептидов. Матрица Биол 49:37–60. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2015.09.003

19.M Egerman J Wong T Runxia et al 2020 Плазминогенурия связана с повреждением подоцитов, отеком и дисфункцией почек при заболевании клубочков FASEB J Of Publ Fed Am Soc Exp Biol 1–14 https://doi.org/10.1101/19006809

20. Экдаль К.Н., Перссон Б., Мохлин С. и др. (2018) Интерпретация биомаркеров серологического комплемента при заболевании. Фронт Иммунол 9:2237.https://doi.org/10.3389/fmmu.2018.02237

21. Enari M, Talanian RV, Wrong WW, Nagata S (1996)Последовательная активация ICE-подобных и CPP-подобных протеаз во время Fas-опосредованного апоптоза. Природа 38 0: 723–726. https://doi.org/10.1038/380723a0

22. Fields GB (2010) Протоколы матричных металлопротеиназ. Humana Press, Тотова, Нью-Джерси

23. Фортельни Н., Кокс Дж. Х., Каппельхоф Р. и др. (2014) Сетевой анализ выявляет всеобъемлющую функциональную регуляцию между протеазами в сети протеаз человека. PLoS Биол 12:e1001869. https://doi.org/10.1371/ журнал. био.1001869

24. Gevaert K, Goethals M, Martens L и др. (2003) Изучение протеомов и анализ процессинга белков с помощью масс-спектрометрической идентификации отсортированных N-концевых пептидов. Nat Biotechnol 21:566–569. https://doi.org/10.1038/nbt810

25. Джанвити А., Барсотти П., Барбера В. и др. (1999) Отсроченное начало системной красной волчанки у пациентов с нефропатией «аншлаг». Педиатр Нефрол 13: 683–687. https://doi.org/10.1007/s004670050681

26. Haddad G, Lorenzen JM, Ma H и др. (2020)Измененное гликозилирование IgG4 способствует активации лектинового пути комплемента при мембранозной нефропатии, связанной с анти-PLA2R1. Джей Клин Инвест. https://doi.org/10.1172/JCI140453