Mechanizmy rozwoju FSGS na poziomie molekularnym

Patogeneza ogniskowego segmentowego stwardnienia kłębuszków nerkowych stanowi złożony proces, w centrum którego znajduje się uszkodzenie podocytów – wyspecjalizowanych komórek nabłonkowych kłębuszków nerkowych12. Podocyty pełnią kluczową rolę w utrzymaniu bariery filtracyjnej nerek, a ich uszkodzenie stanowi punkt wyjścia dla rozwoju charakterystycznych zmian morfologicznych obserwowanych w FSGS.

Centralna rola uszkodzenia podocytów

Istnieje kilka istotnych obserwacji wskazujących na to, że uszkodzenie podocytów stanowi centralny element w rozwoju FSGS3. Po pierwsze, uszkodzenie podocytów jest najwcześniejszą cechą morfologiczną FSGS, którą można wykryć za pomocą mikroskopii elektronowej jeszcze przed rozwojem jawnego stwardnienia. Po drugie, istnieją modele zwierzęce specyficznego uszkodzenia podocytów, które prowadzą do rozwoju FSGS. Po trzecie, obraz histologiczny FSGS i objawy kliniczne są proporcjonalne do liczby uszkodzonych podocytów4.

Mechanizmy uszkodzenia podocytów: Uszkodzenie podocytów może następować poprzez cztery główne mechanizmy: zmianę składników przepony szczelinowej lub zakłócenie jej struktury, dysregulację cytoszkieletu aktynowego, zmianę błony podstawnej kłębuszka lub jej interakcji z podocytem oraz zmianę ujemnego ładunku powierzchniowego podocytu2.

Uszkodzenie podocytów prowadzi do ich apoptozy i odłączenia od błony podstawnej kłębuszka5. Następująca po tym redukcja liczby podocytów odgrywa ważną rolę w patogenezie FSGS. Początkowe uszkodzenie podocytu prowadzi do dalszych uszkodzeń za pośrednictwem uwolnienia cytokin, stresu mechanicznego i dalszej utraty polarności, co skutkuje stwardnieniem i bliznowaceniem kłębuszka6.

Czynniki krążące w patogenezie pierwotnego FSGS

Hipoteza o istnieniu jednego lub więcej krążących czynników zwiększających przepuszczalność w pierwotnym FSGS jest poparta kilkoma obserwacjami7. Głównym dowodem na istnienie czynnika krążącego są doświadczenia z nawrotowym FSGS występującym natychmiast (w ciągu godzin do kilku tygodni) po przeszczepieniu nerki. Obecność czynników surowiczych mogących powodować uszkodzenie podocytów została zasugerowana na podstawie terapeutycznego efektu immunoadsorpcji i obserwacji, że plazmafereza może zmniejszyć uszkodzenie kłębuszków wywołane surowicą pacjentów8.

Spośród proponowanych krążących czynników zwiększających przepuszczalność, rozpuszczalny receptor urokinazy (suPAR) był najdokładniej badany9. Wielkość molekularna suPAR (20-50 kDa) była podobna do tej, którą wcześniejsze badania przypisywały czynnikowi krążącemu odpowiedzialnemu za zespół nerczycowy w FSGS10. Niemniej jednak, czy suPAR odgrywa rolę w rozwoju ogniskowych zmian segmentalnych i jego specyficzność dla pierwotnego FSGS nadal wymaga dalszych badań Zobacz więcej: Krążące czynniki patogenne w FSGS.

Genetyczne podstawy FSGS

FSGS, jako podocytopatia, może być spowodowana mutacjami w kilku genach, które są ważne dla utrzymania morfologii i funkcji podocytów11. Większość tych genów można podzielić na kategorie związane ze strukturą przepony szczelinowej, cytoszkieletem aktynowym podocytów lub interakcją podocyt-błona podstawna kłębuszka przez wyrostki stópkowe8.

Mutacje w strukturalnych genach podocytów powodują FSGS u ludzi12. Badania genetyczne człowieka w ciągu ostatnich dwóch dekad wykazały, że FSGS jest przede wszystkim podocytopatią z ponad 20 zmutowanymi genami podocytów pewnie zaangażowanymi w patogenezę zespołu nerczycowego/FSGS. Te zmutowane geny można podzielić na następujące kategorie: cząsteczki związane z przeponą szczelinową, cząsteczki związane z cytoszkieletem podocytów, czynniki transkrypcyjne podocytów oraz cząsteczki adhezji i macierzy pozakomórkowej Zobacz więcej: Genetyczne podstawy FSGS.

Warianty genetyczne APOL1: Warianty ryzyka G1 i G2 w genie APOL1 na chromosomie 22q13 są szczególnie rozpowszechnione u Afroamerykanów i są związane nie tylko z FSGS o początku u dorosłych, ale także z progresją niektórych innych chorób nerek13. Zmutowane allele zapewniają ochronę przed infekcjami trypanosomalnymi kosztem zwiększonego ryzyka choroby nerek.

Rola komórek nabłonka ściennego

Ostatnio podkreślono rolę komórek nabłonka ściennego (PEC) w procesie patogenetycznym FSGS1. Mechanizm repopulacji podocytów po ich uszkodzeniu budził duże zainteresowanie. Podczas glomerulogenzy PEC i podocyty pochodzą ze wspólnych progenitorów mezenchymalnych, dlatego PEC mogą być źródłem repopulacji podocytów po ich uszkodzeniu14.

Aktywowane PEC migrują wzdłuż adhezji do kępki kłębuszka i mogą również przyczyniać się do progresji stwardnienia. Markery aktywowanych PEC, w tym CD44, mogą być używane do odróżnienia FSGS od choroby minimalnych zmian15. Adhezja kępki kłębuszka do torebki Bowmana jako mostek dla migracji PEC wydaje się występować we wczesnych stadiach rozwoju FSGS14.

Mechanizmy progresji choroby

Gdy liczba podocytów spada, dochodzi do względnego odsłonięcia błony podstawnej kłębuszka16. Czynniki prowadzące do progresji FSGS do schyłkowej niewydolności nerek były również przedmiotem ostatnich badań. Nadekspresja transformującego czynnika wzrostu (TGF) lub jego białek efektorowych, Smads, prowadzi do stwardnienia kłębuszków w modelach zwierzęcych16.

Aktywacja układu renina-angiotensyna reguluje w górę TGF i uważa się, że prowadzi do dalszej progresji choroby17. Stres mechaniczny również odgrywa rolę w progresji FSGS. Obecność białek osocza w przesączu cewkowym może bezpośrednio uszkadzać śródmiąższ cewkowo-śródmiąższowy17.

Wtórne formy FSGS

Maladaptacyjne formy wtórnego FSGS wynikają ze zmniejszenia liczby funkcjonujących nefronów lub z normalnej populacji nefronów poddanej nieprawidłowemu stresowi18. FSGS spowodowane przez choroby systemowe takie jak nadciśnienie, cukrzyca i otyłość ostatecznie prowadzi do kłębuszkowej hiperfiltracji-nadciśnienia, co powoduje stres mechaniczny na podocyty19.

Inne formy wtórnego FSGS obejmują FSGS związane z wirusami i wywołane lekami, które zazwyczaj poprawiają się po wyleczeniu infekcji lub odstawieniu leku18. Te mechanizmy prowadzą do progresywnej utraty podocytów i podocytopenii, zwiększonego nieselektywnego przepływu filtracji przez odsłonięte obszary błony podstawnej kłębuszka, ostatecznego zapadnięcia i niedrożności pętli kapilarnych na odsłoniętych obszarach błony podstawnej kłębuszka.

Podsumowanie mechanizmów patogenetycznych

Patogeneza FSGS jest bardzo złożona i obejmuje różnorodne mechanizmy uszkodzenia podocytów1. Zrozumienie podstawowych mechanizmów uszkodzenia podocytów jest ważne nie tylko dla badań podstawowych, ale także dla codziennej praktyki diagnostycznej. Różne mechanizmy mogą odgrywać rolę w patogenezie każdego wariantu FSGS, co podkreśla heterogenność tej jednostki chorobowej i konieczność indywidualnego podejścia do diagnostyki i leczenia.

Pytania i odpowiedzi

Jakie są główne mechanizmy uszkodzenia podocytów w FSGS?

Uszkodzenie podocytów w FSGS następuje przez cztery główne mechanizmy: zmianę składników przepony szczelinowej, dysregulację cytoszkieletu aktynowego, zmianę błony podstawnej kłębuszka lub zmianę ujemnego ładunku powierzchniowego podocytu.

Czy FSGS ma podłoże genetyczne?

Tak, FSGS może być spowodowane mutacjami w ponad 20 genach podocytów, które można podzielić na kategorie związane z przeponą szczelinową, cytoszkieletem aktynowym, czynnikami transkrypcyjnymi oraz cząsteczkami adhezji i macierzy pozakomórkowej.

Co to są krążące czynniki zwiększające przepuszczalność w FSGS?

To nieidentyfikowane substancje obecne w surowicy krwi pacjentów z pierwotnym FSGS, które mogą uszkadzać podocyty. Najlepiej zbadanym kandydatem jest rozpuszczalny receptor urokinazy (suPAR), choć jego rola wymaga dalszych badań.

Jaka jest rola komórek nabłonka ściennego w patogenezie FSGS?

Komórki nabłonka ściennego (PEC) mogą służyć jako źródło repopulacji podocytów po ich uszkodzeniu, ale aktywowane PEC mogą również migrować do kępki kłębuszka i przyczyniać się do progresji stwardnienia.

Dlaczego dochodzi do progresji FSGS?

Progresja FSGS wynika z utraty podocytów, odsłonięcia błony podstawnej kłębuszka, aktywacji układu renina-angiotensyna, nadekspresji TGF-β, stresu mechanicznego oraz bezpośredniego uszkodzenia śródmiąższa przez białka osocza w przesączu cewkowym.

Reklama
Reklama