ANALISI MOLECOLARE DELLE LESIONI ISTOLOGICHE INCLUSE NELLA CLASSIFICAZIONE DI OXFORD DELLA IgA NEFROPATIA

Introduzione

La diagnosi di IgA Nefropatia (IgAN) si basa sull’interpretazione istologica della biopsia renale. La classificazione di Oxford, nota anche come classificazione MEST, valuta 4 lesioni istologiche: ipercellularità Mesangiale (M 0-1), ipercellularità Endocapillare (E 0-1), glomerulosclerosi Segmentale (S 0-1), fibrosi interstiziale/atrofia Tubulare (T 0-1).

Scopo del nostro lavoro è stato quello di studiare il profilo molecolare delle singole lesioni MEST, per identificare i geni coinvolti nel danno renale ed individuare nuovi specifici target terapeutici.

Casistica e Metodi:

Il profilo di espressione genica è stato studiato tramite microarray da RNA estratto dal tessuto renale in toto di 54 biopsie renali di pazienti con diagnosi di IgAN e 6 donatori viventi (DV). Per ciascuna biopsia IgAN, lo score delle lesioni istologiche è stato assegnato in cieco da 3 diversi patologi secondo la classificazione MEST.

I principali dati demografici e clinici di pazienti e controlli, e la distribuzione delle lesioni istologiche M, E, S, T nel tessuto renale dei pazienti IgAN, sono rassunti nella Figura 1.

L’analisi delle pathways specifiche modulate in ogni lesione è stata effettuata tramite il software Ingenuity Pathway Analysis.

Il software DrugPairSeeker (DPS) è stato utilizzato per lo studio della Systems Pharmacology. DPS è un programma che individua coppie di molecole biologicamente attive e/o farmaci capaci di invertire una determinata condizione patologica, sulla base dei geni che risultano differenzialmente modulati. I risultati ottenuti si basano sul database Connectivity Map (http://portals.broadinstitute.org/cmap/) che fornisce dati di espressione genica di cellule umane in coltura trattate con piccole molecole biologicamente attive e, attraverso semplici algoritmi di pattern-matching, individua connessioni funzionali tra queste molecole e la gene expression.

Risultati:

Il confronto tra il profilo di espressione genica delle biopsie con grado 0 e 1 di ogni lesione MEST e quello dei DV ha permesso di individuare i geni specifici e in comune tra lo score 0 e 1 di ogni lesione.

Nella lesione M1 appaiono modulati geni coinvolti nella proliferazione podocitaria, che si collocano all’interno della via di segnale mediata da p53 (Figura 2). Nelle biopsie E1 rispetto a E0, l’attivazione delle cellule endoteliali è mediata dalla up-regolazione dei geni coinvolti nel reclutamento ed adesione dei leucociti all’endotelio (Figura 3), mentre in S1 rispetto a S0 si osserva una down regolazione del sistema della callicreina (Figura 4). Infine, nel confronto tra T0 e T1/2, appaiono modulati geni della fibrosi appartenenti al signaling di TGF-beta (Figura 5).

La lista dei geni up e down regolati in ciascuna categoria MEST è stata poi utilizzata per lo studio della Systems Pharmacology. L’analisi con DPS ha indicato che l’azione di molecole quali IL-1, BGFB e TGFα, combinate con altre molecole biologicamente attive, può contribuire all’attenuazione delle lesioni M,E,S e T agendo in modo specifico sui geni differenzialmente espressi coinvolti nell’insorgenza di ciascuna di queste lesioni (Figura 6).

Conclusioni

In questo studio vengono analizzati i meccanismi molecolari che concorrono alla formazione delle lesioni istologiche tipiche della IgAN. Per la prima volta, è stato applicato un approccio di Systems Pharmacology per ciascuna delle lesioni individuate dalla classificazione di Oxford. Questo approccio è fondamentale al fine di individuare targets specifici per la scelta di farmaci utili alla cura della IgAN.