Urine : a new tool for molecular diagnosis of chronic rejection in kidney transplantation?

Abstract

Renal transplantation has become the treatment of choice for patients with end-stage renal disease. Recognizable improvements in early graft survival and long-term graft function have made kidney transplantation a more cost-effective alternative to dialysis. Moreover, the discovery of new immunosuppressive agents has made a significant impact on short-term graft survival. Despite these improvements a substantial portion of grafts develop progressive dysfunction and fail within a decade by a process known as chronic rejection. Ongoing monitoring of kidney transplants is crucial to avoid the development of this condition. The most common approaches to monitor renal allograft function are the measurement of the serum creatinine levels, whose variations are not specific for rejection and sometimes there is a need to perform renal biopsies, which is a risky process and only diagnoses rejection once it is installed. The main objective of this study was to create an immunological and cellular profile associated with chronic dysfunction establishment that could serve as a diagnostic tool. For this purpose, a series of different analyses were carried out on 71 patients with stable/normal renal function after the transplant and the results compared to the same tests performed on 27 patients who have been diagnosed with chronic graft rejection. The development of an antibody screening method in the urine of renal transplant patients was one of the most relevant points in the study with more than half the patients diagnosed with chronic rejection presenting anti-HLA Class I antibodies in urine. The normalized gene expression values found in the urinary sediment of patients diagnosed with chronic rejection confirm the involvement of inflammation in the development of chronic rejection. Furthermore, the increased normalized gene expression levels for B cells markers (CD19 and CD79B) in chronic rejection group suggest the existence of B cells clusters that can function as a tertiary lymphoid tissue which can harbour B cell maturation into memory B cells and antibody producing plasma cells. According to the receiving operating characteristic curves, CD19, CXCL10 and TNF3 were the genes with the highest diagnostic values for chronic rejection. This study demonstrates that analysis of the urine of renal transplant patients could give valuable information that may allow the monitoring of the transplant without resort to invasive methods. Nevertheless, only the combination of results obtained in the urine and blood samples can provide a complete and accurate assessment of the allograft condition.

A transplantação renal tornou-se a terapia de eleição para doentes com insuficiência renal crónica terminal. As melhorias, em termos de sobrevivência do enxerto e da função renal a longo prazo, fizeram com que a transplantação renal tenha uma melhor relação custo/benefício do que a diálise. A acrescentar a isto, a introdução de novos agentes imunossupressores teve um impacto significativo na sobrevivência do enxerto a curto prazo. Apesar destas melhorias, uma quantidade substancial dos enxertos desenvolvem uma disfunção progressiva com perda de função total no prazo de uma década, através de um processo denominado rejeição crónica. A monitorização funcional dos rins transplantados torna-se crucial para tentar evitar o desenvolvimento desta condição. Os métodos mais comuns para realizar a monitorização da função do enxerto são as medições dos níveis de creatinina no soro, sendo que estas variações não são específicas para a rejeição e ainda, por vezes, é necessário realizar biopsias renais, que é um processo arriscado e que só diagnostica esta rejeição depois de esta estar instalada. O principal objetivo deste estudo foi desenvolver um perfil imunológico e celular, associado ao estabelecimento da disfunção crónica, que possa servir como ferramenta de diagnóstico. Tendo isto em vista, um conjunto de análises foram efetuadas em 71 transplantados renais com uma função renal estável e os resultados, comparados com os mesmos testes efetuados em transplantados renais que tinham sido diagnosticados com rejeição crónica. O desenvolvimento de um novo método de seleção de anticorpos na urina de transplantados renais foi um dos pontos mais importantes neste estudo, sendo que mais de metade dos transplantados com rejeição crónica apresentou anticorpos anti-HLA Classe I na urina. Os valores da expressão génica normalizada encontrados para as células do sedimento urinário dos transplantados renais, confirmaram o envolvimento da inflamação no desenvolvimento da rejeição crónica. Além disso, os valores mais elevados de expressão génica normalizada para os marcadores da célula B (CD19 e CD79B), no grupo da rejeição crónica, sugerem a existência de aglomerados de células B que funcionam como um órgão linfoide terciário, capaz de albergar a maturação da célula B em células de memória e em células do plasma produtoras de anticorpos. De acordo com a análise feita das curvas características de operação do recetor, os genes CD19, CXCL10 e TNF3 foram os que obtiveram maior valor de diagnóstico para a rejeição crónica. xv Este estudo comprova que a análise da urina de transplantados renais, no futuro breve, pode fornecer informações valiosas, permitindo assim, a monitorização funcional destes doentes sem recurso a procedimentos invasivos. No entanto, só a combinação dos resultados obtidos na urina e no sangue pode oferecer uma avaliação completa e precisa da condição do enxerto