Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

FIBROBLAST GROWTH FACTOR-2 IN THE URINE OF CHILDREN WITH GLOMERULONEPHRITIS

Research article
Сiuntu A.O.
DOI:
https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.50.162
Issue: № 8 (50), 2016
Published:
2016/08/18
PDF

Чунту А.О.

Кандидат медицинских наук, доцент Департамента Педиатрии, Государственный Университет Медицины и Фармации имени «Николая  Тестемицану» Республики Молдова

ФАКТОР РОСТА ФИБРОБЛАСТОВ-2 В МОЧЕ У ДЕТЕЙ С ГЛОМЕРУЛОНЕФРИТОМ

 Аннотация

Представлены результаты определения концентрации фактора роста фибробластов-2 (ФРФ-2) в моче у 65 детей с различными вариантами гломерулонефрита (ГН). Уровень ФРФ-2  в моче был  почти в 2 выше при стероид-резистентным нефротическим синдромом (СРНС), чем при стероид-чувствительным нефротическим синдромом (СЧНC). При хроническим гломерулонефритом (ХГН) cмешанной формы в период обострения уровень ФРФ-2  в  моче  превышал в 9,2, а при ХГН  нефротической  форме превышал в 7,4 раза значения контрольной группы. Определение ФРФ-2  в моче при НС может быть клинически значимым маркером для определения тяжести патологического процесса, а также эффективности применяемой терапии.

Ключевые слова: фактор роста фибробластов-2, гломерулонефрит, нефротический синдром, дети.

Сiuntu A.O.

MD, assosiate professor,  State University of Medicine and Pharmacy “Nicolae Testemiţanu” of  Republic of Moldova

FIBROBLAST GROWTH FACTOR-2 IN THE URINE OF CHILDREN WITH GLOMERULONEPHRITIS

Abstract

Study presents the assessment of the concentration of the fibroblast growth factor beta (FGF-beta) in the urine of 65 children with various types of glomerulonephritis (GN). FGF-β levels in the urine were almost 2 times higher in steroid-resistant nephrotic syndrome (SRNS)  than steroid-sensitive nephrotic syndrome (SSNS). During relapse of chronic glomerulonephritis (CGN) mixed form the FGF-β in urine increased by 9.2 times, and in CGN nephrotic form by 7.4 times compared to the values of the control group. Determination of FGF-β in urine of nephrotic syndrome may be clinically relevant marker for determining the severity of the pathological process and the effectiveness of applied therapy.

Keywords: fibroblast growth factor-2, glomerulonephritis, nephrotic syndrome, children.

Фактор роста фибробластов-2 (ФРФ-2), также известный как основной фактор роста фибробластов (оФРФ или ФРФ-β), является гепарин-связывающим пептидом, который после высвобождения из поврежденной эндотелиальной клетки стимулирует ангиогенез, неоваскуляризацию и рост почек. В почках, ФРФ-2  экспрессируется в эпителиальных клетках уже в процессе развития плода. В более поздние стадии, экспрессия этого цитокина найденa в эпителиальных клетках дистальных  канальцев,  клубочков и в некоторых интерстициальных клетках. ФРФ-2  регулирует пролиферацию, миграцию и дифференцировку клеток, оказывая воздействие ауто- и паракринным путем [7].

В 1991 году Wu et al., впервые описал белок связывающий фактор роста фибробластов (БС-ФРФ) [12]. БС-ФРФ может играть важную роль в высвобождении и повышении активности  ФРФ-2  в почечном тубулоинтерстиции у детей с почечной недостаточностью и тем самым, участвовать в патогенезе некоторых заболеваний почек [13].

Интерпретация роли ФРФ-2  в патогенезе заболеваний почек неоднозначна. С одной стороны, способствуя пролиферации фибробластов и эпителиально-мезенхимальной трансформации канальцевых клеток, ФРФ-2  играет важную роль в развитии тубулоинтерстициального фиброза. Обнаружены высокие уровни ФРФ-2  в почках и  крови ВИЧ-инфицированных детей с ВИЧ-ассоциированной нефропатией и у детей с  гемолитико-уремическим синдромом (ГУС) [13]. Эти данные позволяют предположить, что ФРФ-2 высвобождается в системный кровоток и почечном интерстиций из поврежденных эндотелиальных и почечных эпителиальных клеток,  что  может играть определенную роль в патогенезе ГУС и ВИЧ-нефропатий [6,13].

С другой стороны, ФРФ-2 может индуцировать экспрессию репаративных белков и, тем самым, способствовать ускорению процессов тканевой репарации при его парентеральном введении [9,11], или на оборот, способствовать продолжению почечного повреждения при его ингибировании [10].

Выше изложенное указывает на важность изучения роли ФРФ-2  в развитии почечных заболеваний.

Необходимо отметить, что в литературе  сведения об особенностях изменения содержания  ФРФ-2  в моче у детей с различными вариантами течения гломерулонефрита практически отсутствуют. В связи с этим, изучение изменения концентрации ФРФ-2  в моче у детей с различными вариантами течения гломерулонефрита крайне актуально.

Цель исследования: изучить изменения концентрации основного фактора роста фибробластов (ФРФ-2)  в моче в строго подобранных группах детей с различными вариантами течения гломерулонефрита,  а также  в зависимости от  активности заболевания (обострение, ремиссия).

Материалы и методы. Исследования проводились в отделении нефрологии Института Матери и Ребенка, г. Кишинева, а также в лаборатории биохимии ЦНИЛ Государственного  Университета Медицины и Фармации  имени «Николая Тестемицану» Республики Молдова (ГУМФ) на основе биологических образцов, собранных в соответствии с принципами современных исследований, утвержденных Комитетом по этике при ГУМФ (протокол № 55  от 13.05.2015).  В исследование были включены 65 детей с первичным гломерулонефритом. Дети были разделены на следующие группы:  1) острый гломерулонефрит (ОГН) с нефротическим синдромом (40 детей), в том числе 25 детей с стероид-чувствительным нефротическим синдромом (СЧНС) и 15 детей с стероид-резистентным нефротическим синдромом (СРНС); 2) хронический гломерулонефрит (ХГН) нефротической формы  - 15 детей и 3) ХГН смешанной формы - 10 детей. Также  пациенты были разделены на 2 подгруппы в зависимости от активности заболевания (обострение, ремиссия). Контрольная группа составила 20 практически здоровых детей, сопоставимых по полу и возрасту.

Диагноз нефротического синдрома ставился на основе клинических и лабораторных критериях и специально отобранных биохимических исследований.

Нефротический синдром (НС)  был диагностирован при наличии отеков, массивной протеинурии (>40 мг/м/2 ч или отношение белок/креатинин в моче >2,0 мг/мг) и гипоальбуминемии (<2,5 г/дл).

Полная ремиссия устанавливалась в случае разрешения отека, повышения сывороточного альбумина до ≥3,5 г/дл и снижения протеинурии <4 мг/м2/ час (100 мг/м2/24 ч) в течение трех последовательных анализах мочи. Рецидив определялся как рецидив массивной протеинурией (>40мг/м2/ч или отношение белок/креатинин в моче>2,0 мг/мг или альбуминурия ≥ 2+ в течение 3 последовательных дней, как правило, с рецидивом отеков.

Уровень ФРФ-2  в моче определяли с помощью коммерческого набора мини - ELISA компании Пепротех США (Peprotech–Company, USA) в соответствии с прилагаемыми инструкциями.

Для обработки результатов исследования были использованы статистические методы: оценка среднеарифметического показателя [X], среднеквадратического отклонения среднеарифметической ошибки [±m]. При статистической обработке использовали t-критерий Стьюдента и непараметрический статистический тест "Манна-Уитни U". Значимыми считали различия при р<0,05 (Stats Direct статистическое программное обеспечение, версия 1.9.5, 2001).

Результаты. В таблице 1 представлены результаты исследования концентрации ФРФ-2  в моче у детей с различными вариантами течения гломерулонефрита (ГН).

Было установлено, что в период обострения ГН, концентрация  в моче ФРФ-2  значительно увеличивается, при этом выраженность изменений зависели от формы и фазы активности заболевания (обострение, ремиссия). Так, средние показатели ФРФ-2  при ОГН нефротический синдром в период обострения в 2 раза превышали уровень таковых в контрольной группе. Уровень ФРФ-2  в моче был выше при СРНС, чем при СЧНС. Так, в период обострения при СРНС концентрация ФРФ-2  в моче увеличилась в 2,5 раза (до 43,76±4,91 нг/мМ креатинина), в то же время при СЧНС увеличилась в 1,4 раза (до 24,95±1,24 нг/мМ креатинина) по сравнению с контрольными значениями (17,64±0,76 нг/мМ креатинина).

Taблица  1 - Уровень  ФРФ-2 в моче у детей с гломерулонефритом

n/o Группы обследуемых больных ФРФ-2  , нг/мM креатинина
Обострение Ремиссия
1 ОГН, нефротический синдром (n=40) 34,36±3,11** 20,51±1,41 p1<0,01
1a ОГН, СЧНС  (n=25) 24,95±1,24**   16,41±0,97 p1<0,001
1b ОГН, СPНС  (n=15) 43,76±4,91*** p2<0,05 24,54±1,87* p1<0,01; p2<0,01
2 ХГН, нефротическая форма (n=15) 130,20±13,23*** p3<0,001 63,63±5,21*** p1<0,001; p3<0,001
3 ХГН, смешанная форма  (n=10) 162,52±9,73*** p3<0,001 36,32±4,17** p1<0,001; p3<0,01
4 Контроль (n=20) 17,64±0,76

Примечание: ОГН – острый гломерулонефрит; CЧНС – стероид чувствительный нефротический синдром;  СРНС – стероид резистентный нефротический синдром; ХГН – хронический гломерулонефрит. Статистически значимая разница по сравнению с контрольной  группой: * Р <0,05; ** P <0,01; *** P <0,001; p1-достоверность по сравнению с показателем, зарегистрированного в острой стадии заболевания;  p2-достоверность при сравнивании СЧНС с СРНС; р3- достоверность при сравнении ОГН нефротический синдром с ХГН.

 

В период ремиссии уровень ФРФ-2  в моче при СЧНС нормализуется, а при  СРНС снижается до 24,54±1,87нг/мМ креатинина, в то же время оставаясь выше контрольных величин (p<0,01).

При ХГН нефротической формы и ХГН смешанной формы уровень ФРФ-2  был почти в 4 раза и, соответственно,  в 5 раз выше, чем при ОГН с нефротическим синдромом. В период ремиссии среднее содержание ФРФ-2  в моче в этих группах больных также оказались выше, чем у больных с ОГН с нефротическим синдромом.

При ХГН cмешанной форме в период обострения уровень ФРФ-2  в  моче  вырос до 162,52 ± 9,73 нг/мМ креатинина, а при ХГН в  нефротической  форме до 130,20 ± 13,23 нг/мМ креатинина, что превышает в 9,2 и 7,4 раза, соответственно, значения контрольной группы. В период ремиссии в обеих группах уровень ФРФ-2  в моче уменьшается почти в два раза по сравнению с  начальным уровнем, но остается высоким по сравнению с группой  контроля.

Oбсуждение: Полученные  результаты показывают, что у детей с различными клиническими вариантами гломерулонефрита уровень ФРФ-2  в моче повышается, при этом наиболее высокие значения концентрации ФРФ-2  в моче отмечены при ХГН смешанной и нефротической формы в период обострения, где концентрация ФРФ-2  превысила в 7- 9 раз показатели контрольной группы. В то время, при ОГН уровень ФРФ-2  были в 1,5-2 раза выше контрольных величин.

Известно, что при повреждениях почек усиливается экспрессия фактора роста фибробластов – ФРФ-2  [7]. Так, развитие диабетической нефропатии (ДНП) у больных сахарным диабетом 1 типа сопровождается повышением мочевой экскреции фиброгенных факторов роста (трансформирующего фактора роста-β1, фактора некроза опухолей-α,  а также ФРФ-2). Процесс фиброзирования клубочков и интерстиция почек при ДНП характеризуется повышением продукции фиброгенных факторов роста, в том числе ФРФ-2  в почечной ткани [1].

Обнаруженные нами особенности изменений концентрации ФРФ-2  у детей с ГН представляются важными, поскольку в литературе имеются сообщения о том, что экспрессия этого фактора значительно усиливается при хроническом тубулоинтерстициальном склерозе, независимо от первичного  заболевания. При этом, критическую роль в почечном фиброгенезе играют интерстициальные и кортикальные фибробласты с фенотипическим появлением миофибробластов, а ФРФ-2  вызывает устойчивую пролиферацию этих клеток [5,7].

При хронических заболеваниях почек наблюдается прямая взаимосвязь между экспрессией ФРФ-2  и выраженностью фиброза интерстиция [8].

С другой стороны, исследования последних лет показывают, что ФРФ-2  может способствовать уменьшению функциональных и структурных нарушений при моделировании хронической почечной болезни [11]. Этот фактор может стимулировать почечную клеточную пролиферацию и участвовать в регуляции дифференциации мезенхимальных стволовых клеток (МСК) [4]. В настоящее время считается, что МСК способны вырабатывать различные трофические факторы и, тем самым, активировать регенерацию почечной ткани [3].

Таким образом, ФРФ-2  не только индуцирует синтез репаративных белков, но также участвует в поддержание процессов образования интерстициального нефросклероза, приводящего к прогрессирующей потере функции органа. При этом, непрерывность пролиферации фибробластов, по–видимому, является одной из основных различий между фиброзом и восстановительной регенерацией в почечной ткани при почечной патологии и ФРФ-2  играет важную роль в этом процессе [8].

В то же время, механизмы которые контролируют высвобождение и активность ФРФ- β при острых и хронических заболеваниях почек, а также механизмы обеспечивающие  при этом модулирование процессов повреждения, развития и регенерации почечной ткани остаются  недостаточно выясненными и требуют дальнейшего изучения [1,2].

Таким образом, установленные  нами особенности повышения  концентрации ФРФ-2  в моче  у детей   с различными вариантами течения ГН,  несомненно, являются  одним из факторов, способствующих развитию и прогрессированию этой патологии.  Определение ФРФ-2  в моче при НС может быть клинически  значимым маркером для определения тяжести патологического процесса, оценки выраженности склеротических изменений в почках, а также эффективности применяемой терапии.

Литература

  1. Бондарь И.А., Климонтов В.В., Парфентьева Е.М. и др. Мочевая экскреция фиброгенных и антифиброгенных факторов роста: взаимосвязь с диабетической нефропатией. Терапевтический архив. – 2012. – T84, №6. – С. 326-40.  2012; 84 (6): 36-40.
  2. Маслякова Г.Н., Россоловский А.Н., Напшева А.М. Эпителиально-мезенхимальная трансформация как фактор прогрессирования хронической болезни почек. Заочная конференция "Актуальные проблемы фундаментальной и клинической уронефрологии - 2014"  Урология. ID: 2014-01-1276-A-3333.
  3. Chou Y. H., Pan S. Y., Yang C. H., et al. Stem cells and kidney regeneration. Journal of the Formosan Medical Association. 2014;113(4):201–209.
  4. Colleoni S., Bottani E., Tessaro I., et al. Isolation, growth and differentiation of equine mesenchymal stem cells: effect of donor, source, amount of tissue and supplementation with basic fibroblast growth factor. Veterinary Research Communications. 2009; 33(8):811–821.
  5. Meran S., Steadman R. Fibroblasts and myofibroblasts in renal fibrosis. Int J Exp Pathol. 2011; 92(3):158-67.
  6. Ray P.E., Onorio A., Sgromo J., et al. Basic role of fibroblast growth factor in the pathogenesis of classic hemolytic-uremic syndrome. In: Escherichia coli O157:H7 and Other Shiga Toxin-Producing E. coli Strains,edited by Kaper JB, O’Brien AD, Washington, DC, American Society of Microbiology, 1998, p 312–322.
  7. Strutz F. The role of FGF-2 in renal fibrogenesis. Tront Biosci (Scol Ed). 2009; 1:125-131.
  8. Strutz F., Zeisberg M., Hemmerlein B., et al. Basic fibroblast growth factor expression is increased in human renal fibrogenesis and may mediate autocrine fibroblast proliferation. Kidney Int. 2000; 57(4):1521-1538.
  9. Villanueva S., Cespedes C., González A., et al. bFGF induces an earlier expression of nephrogenic proteins after ischemic acute renal failure. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2006;291: R1677–R1687.
  10. Villanueva S., Cespedes C., Gonzalez A., et al. Inhibition of bFGF-receptor type 2 increases kidney damage and suppresses nephrogenic protein expression after ischemic acute renal failure. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2008;294: R819–R828.
  11. Villanueva S., Contreras F., Tapia A., et al. Basic fibroblast growth factor reduces functional and structural damage in chronic kidney disease. The American Journal of Physiology-Renal Physiology. 2014;306(4):F430–F441.
  12. Wu D.Q., Kan M.K., Sato G.H., et al.Characterization and molecular cloning of a putative binding protein for heparin-binding growth factors, J Biol Chem. 1991; 266: 16778–16785.
  13. Xue-Hui Liu, Aigner A., Wellstein A. et al. Up-regulation of a fibroblast growth factor binding protein in children with renal diseases. Kidney International. 2001; 59: 1717–1728.

 References

  1. Bondar I.A., Klimontov V.V., Parfentieva E.M., et al.Urinary excretion and antifibrogennyh fibrogenic growth factors: relationship with diabetic nephropathy. Therapeutic Archives. 2012; 84 (6): 36-40.
  2. Maslyakova G.N., Rossolovsky A.N., Napsheva A.M. Epithelial-mesenchymal transformation as a factor in the progression of chronic kidney disease. Correspondence Conference "Actual problems of fundamental and clinical uronefrology - 2014" Urology. ID: 2014-01-1276-A-3333.
  3. Chou Y. H., Pan S. Y., Yang C. H., et al. Stem cells and kidney regeneration. Journal of the Formosan Medical Association. 2014;113(4):201–209.
  4. Colleoni S., Bottani E., Tessaro I., et al. Isolation, growth and differentiation of equine mesenchymal stem cells: effect of donor, source, amount of tissue and supplementation with basic fibroblast growth factor. Veterinary Research Communications. 2009; 33(8):811–821.
  5. Meran S., Steadman R. Fibroblasts and myofibroblasts in renal fibrosis. Int J Exp Pathol. 2011; 92(3):158-67.
  6. Ray P.E., Onorio A., Sgromo J., et al. Basic role of fibroblast growth factor in the pathogenesis of classic hemolytic-uremic syndrome. In: Escherichia coli O157:H7 and Other Shiga Toxin-Producing E. coli Strains,edited by Kaper JB, O’Brien AD, Washington, DC, American Society of Microbiology, 1998, p 312–322.
  7. Strutz F. The role of FGF-2 in renal fibrogenesis. Tront Biosci (Scol Ed). 2009; 1:125-131.
  8. Strutz F., Zeisberg M., Hemmerlein B., et al. Basic fibroblast growth factor expression is increased in human renal fibrogenesis and may mediate autocrine fibroblast proliferation. Kidney Int. 2000; 57(4):1521-1538.
  9. Villanueva S., Cespedes C., González A., et al. bFGF induces an earlier expression of nephrogenic proteins after ischemic acute renal failure. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2006;291: R1677–R1687.
  10. Villanueva S., Cespedes C., Gonzalez A., et al. Inhibition of bFGF-receptor type 2 increases kidney damage and suppresses nephrogenic protein expression after ischemic acute renal failure. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2008;294: R819–R828.
  11. Villanueva S., Contreras F., Tapia A., et al. Basic fibroblast growth factor reduces functional and structural damage in chronic kidney disease. The American Journal of Physiology-Renal Physiology. 2014;306(4):F430–F441.
  12. Wu D.Q., Kan M.K., Sato G.H., et al.Characterization and molecular cloning of a putative binding protein for heparin-binding growth factors, J Biol Chem. 1991; 266: 16778–16785.
  13. Xue-Hui Liu, Aigner A., Wellstein A.et al.Up-regulation of a fibroblast growth factor binding protein in children with renal diseases. Kidney International. 2001; 59: 1717–1728.