Λειτουργικές και μορφολογικές μεταβολές του περιτοναίου υπό την επίδραση γαλακτικών και διττανθρακικών διαλυμάτων περιτοναϊκής κάθαρσης: πρωτεωμική ανάλυση περιτοναϊκού διαλύματος για την ανίχνευση βιοδεικτών περιτοναϊκής ίνωσης και σκληρυντικής περιτονίτιδας

Abstract

Peritoneal fibrosis is a long-term complication of peritoneal dialysis that may lead totreatment failure. Encapsulating peritoneal sclerosis, a severe form of peritoneal fibrosis is arare but potentially devastating complication of peritoneal dialysis. Diagnosis if these twoentities is often delayed due to the lack of effective and accurate diagnostic tools. In thepresent study we examined samples of peritoneal effluent for potential biomarkers that couldpredict or confirm the diagnosis of peritoneal fibrosis and/or encapsulating peritonealsclerosis. The discovery of such biomarkers would allow better selection and stratification ofat risk patients and would drive appropriate clinical interventions.We used prospectively collected samples of peritoneal effluent from the GLOBALFluid Study and a cohort of Greek patients from the University Hospital of Patras. In thesesamples, we utilised two dimensional electrophoresis and mass spectrometry, to identifychanges in the peritoneal effluent proteome from patients diagnosed with peritoneal fibrosisand/or encapsulating peritoneal sclerosis and control patients matched for treatmentexposure. We also employed a combinatorial peptide ligand library to compress the dynamicrange of protein concentrations to aid identification of low-abundance proteins.In patients with stable membrane function, fibrinogen γ-chain and heparan sulphateproteoglycan core protein progressively increased over time on peritoneal dialysis. In patientswho developed encapsulating peritoneal sclerosis, collagen-a1(I), γ-actin and Complementfactors B and I were elevated up to five years prior to diagnosis. Dynamic range compressionresulted in an increased number of proteins detected with improved resolution of proteinspots, compared to the full fluid proteome. Intelectin-1, dermatopontin and retinol bindingprotein-4 were elevated in proteome-mined samples from patients with encapsulatingperitoneal sclerosis compared to patients that had just commenced peritoneal dialysis. Theconcentration of collagen-a1(I) and dermatopontin in peritoneal effleunt is associated withperitoneal transport charactericstics and the number of previous episodes of peritonitis.Thus, prospective analysis of peritoneal effluent uncovered proteins indicative ofinflammatory and pro-fibrotic injury, worthy of further evaluation as diagnostic/prognosticmarkers.

Η ίνωση του περιτοναίου αποτελεί μια μακροχρόνια επιπλοκή της περιτοναϊκής κάθαρσης που μπορεί να οδηγήσει σε αποτυχία της μεθόδου. Η σκληρυντική περιτονίτιδα,μια ακραία εκδήλωση περιτοναϊκής ίνωσης, αποτελεί μια σπάνια αλλά δυνητικά καταστροφική επιπλοκή της περιτοναϊκής κάθαρσης. Η διάγνωσή των δύο αυτών οντοτήτων είναι συχνά καθυστερημένη, λόγω της έλλειψης ειδικών διαγνωστικών και προγνωστικών δεικτών. Στην παρούσα μελέτη αναλύσαμε δείγματα περιτοναϊκού διαλύματος με σκοπό τον εντοπισμό πιθανών βιοδεικτών, οι οποίοι θα μπορούσαν να προβλέψουν ή να επιβεβαιώσουν τη διάγνωση της περιτοναϊκής ίνωσης ή/και της σκληρυντικής περιτονίτιδας. Η ανακάλυψη τέτοιων βιοδεικτών θα επέτρεπε την καλύτερη επιλογή και διαστρωμάτωση των ασθενών και θα μπορούσε να κατευθύνει τη λήψη κλινικών αποφάσεων.Χρησιμοποιήσαμε προοπτικά συλλεχθέντα δείγματα περιτοναϊκού διαλύματος από τη μελέτη GLOBAL Fluid Study και από μια ομάδα Ελλήνων ασθενών του ΠΓΝ Πατρών και εφαρμόσαμε την τεχνολογία πρωτεωμικής ανάλυσης με ηλεκτροφόρηση δύο διαστάσεων και φασματογραφία μάζας (2D SDS-PAGE) για να εντοπίσουμε διαφορές στο πρωτέωμα του περιτοναϊκού διαλύματος ασθενών που εκδήλωσαν περιτοναϊκή ίνωση και σκληρυντική περιτονίτιδα, σε σχέση με ασθενείς – μάρτυρες με παρόμοιο χρόνο έκθεσης στην περιτοναϊκή κάθαρση. Επιπλέον, χρησιμοποιήσαμε μια συνδυαστική βιβλιοθήκη ολιγοπεπτιδίων για να συμπιέσουμε το δυναμικό εύρος των συγκεντρώσεων των πρωτεϊνών, διευκολύνοντας τον εντοπισμό πρωτεϊνών που βρίσκονται σε πολύ χαμηλή συγκέντρωση.Σε ασθενείς με σταθερή λειτουργία περιτοναϊκής μεμβράνης, η αλυσίδα-γ του ινωδογόνου και η πρωτεογλυκάνη θειικής ηπαράνης αυξάνονται με την πάροδο του χρόνου στην περιτοναϊκή κάθαρση. Στους ασθενείς που εκδήλωσαν σκληρυντική περιτονίτιδα, η αλυσίδα-α1 του κολλαγόνου τύπου Ι, η γ-ακτίνη και οι παράγοντες του συμπληρώματος Β καιΙ ήταν αυξημένοι στο περιτοναϊκό διάλυμα 5 έτη πριν τη διάγνωση. Η συμπίεση του δυναμικού εύρους είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού των πρωτεϊνών που εντοπίστηκαν και τη βελτίωση της ανάλυσής τους στο gel ηλεκτροφόρησης, σε σχέση με τα αρχικά δείγματα. Στα δείγματα ασθενών που είχαν υποστεί αυτή την επεξεργασία, η ιντελεκτίνη-1, η δερματοποντίνη και η RBP-4 ήταν αυξημένες στους ασθενείς με σκληρυντική περιτονίτιδα σε σχέση με τους ασθενείς που είχαν μόλις ξεκινήσει περιτοναϊκή κάθαρση. Hσυγκέντρωση της δερματοποντίνης και της αλυσίδας-α1 του κολλαγόνου τύπου Ι στο περιτοναϊκό διάλυμα, σχετίζεται με τη μεταφορική ικανότητα του περιτοναίου και τον αριθμό των προηγηθέντων επεισοδίων περιτονίτιδας.Επομένως, η προοπτική πρωτεωμική ανάλυση περιτοναϊκού διαλύματος ανέδειξε πρωτεΐνες ενδεικτικές φλεγμονωδών και προϊνωτικών διεργασιών που χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης ως πιθανοί προγνωστικοί/διαγνωστικοί βιοδείκτες.