Revista de glucómica y lipidómica
Acceso abierto

abstracto

Cellulose membranes are more effective in holding back vital proteins and exhibit less interaction with plasma proteins during hemodialysis

marwa eltoweissy

La gran mayoría de los pacientes con enfermedad renal en etapa terminal son tratados con hemodiálisis intermitente como una forma de terapia de reemplazo renal. Para investigar el impacto del material de la membrana de hemodiálisis en la eliminación de proteínas vitales, se recolectaron dializados de 26 pacientes de hemodiálisis bien caracterizados 5 min después del comienzo, durante 5 h de tratamiento, así como 5 min antes de finalizar las sesiones de diálisis. Las sesiones de diálisis se realizaron utilizando celulosa modificada (n=12) (bajo-??ux y alto-??ux) o Poly??ux sintético (n=14) (bajo-??ux y alto-??ux). ) dializador. Se cuantificó la eliminación de proteínas durante la hemodiálisis y se analizaron los patrones del proteoma del dializado mediante 2-DE-MS y Western blot. Hubo una clara correlación entre el tipo de material de la membrana y la cantidad de proteína eliminada. Las membranas Poly ??ux sintéticas exhiben una fuerte interacción con las proteínas plasmáticas, lo que resulta en una pérdida de proteínas significativamente mayor en comparación con la membrana celulósica modificada. Además, elEl análisis proteómico mostró que las proteínas eliminadas representaban diferentes rangos de peso molecular y diferentes grupos funcionales: proteínas de transporte, proteasainhibidores, proteínas con papel en la respuesta y regulación inmune, proteínas constructivas y como parte del complejo inmune HLA. El efecto de esta eliminación de proteínas sobre el resultado del tratamiento de hemodiálisis debe investigarse en estudios adicionales. La uremia es un síndrome clínico similar a una intoxicación sistémica, caracterizado por una variedad de síntomas clínicos que se desarrollan y empeoran a medida que avanza la insuficiencia renal, debido a la retención de varios solutos, que normalmente son excretados por el riñón, denominados toxinas urémicas. El objetivo principal de las terapias de reemplazo renal es la eliminación de toxinas urémicas, encaminadas a una mejora en la calidad de vida y supervivencia. La hemodiálisis (HD) es, con mucho, la modalidad más utilizada para el reemplazo renal crónico: más de 1,7 millones de pacientes son tratados actualmente con HD en todo el mundo, un número que está creciendo a una tasa de aproximadamente seis a siete por ciento anual. En el sistema de HD extracorpórea, se permite que la sangre fluya a través de una bomba peristáltica hacia un filtro especial (hemodializador) mediante el cual los productos de desecho y el exceso de agua se eliminan a través de una membrana semipermeable que separa la sangre que fluye del flujo de dializado; la sangre limpia luego se devuelve al cuerpo del paciente, mientras que los desechos se descargan. El principal determinante del éxito y la calidad de la terapia de HD está representado por la membrana artificial empaquetada en los hemodializadores. Las membranas son barreras delgadas capaces de proporcionar la eliminación de sustancias entre fases adyacentes, de modo que se logre un control químico y biofísico consistente con la supervivencia continua. Además, la adsorción de proteínas después del contacto de la sangre con el material de la membrana durante el procedimiento de HD es vital para la bio(in)compatibilidad del material de la membrana, una preocupación justificable en la diálisis. Hoy en día, la mayoría de los materiales de membrana siguen el concepto de materiales biocompatibles de primera generación. En estosbiomateriales la ingeniería tiene como objetivo lograr una combinación adecuada de propiedades químicas y físicas, que pueden ser útiles para reemplazar la función básica del tejido original con una respuesta mínima en el huésped. Los materiales de segunda generación, definidos por el procedimiento HD asociado con componentes bioactivos para provocar una respuesta biológica específica en la interfaz del material, se están desarrollando actualmente mediante la combinación de compuestos bioquímicamente activos como la vitamina E para eliminar especies reactivas del oxígeno. Aunque estos materiales proporcionan una tecnología terapéutica fundamental para los pacientes con enfermedad renal terminal (ESRD), todavía están lejos de desarrollar un enfoque de atención médica de precisión dedicado a las condiciones fisiopatológicas específicas de diferentes individuos. Así, la tercera y cuarta generaciónlos biomateriales no están actualmente disponibles en terapias de reemplazo renal. Para desarrollar tales membranas se requiere la recopilación de evidencia sistemática primitiva básica que pueden proporcionar las investigaciones proteómicas. Las investigaciones proteómicas permiten el análisis de complejos mecanismos funcionales de proteínas multivariantes en un modelo experimental bioquímico definido, y se pueden realizar como análisis no supervisado o dirigido. La aplicación de la proteómica se ha convertido en una de las tecnologías líderes para una mayor comprensión del papel clave que desempeñan las proteínas y las interacciones proteína-proteína en todos los aspectos de la función celular. Hay un uso creciente de tecnologías proteómicas para la investigación de la terapia de reemplazo renal como la EH. En los últimos 10 años, la aplicación de 2 dimensionesLas técnicas de separación por electroforesis (DE) han sido sustituidas casi por completo por el uso de espectrometría de masas de cromatografía líquida (LC) ascendente de escopeta.Enfoques (MS)/MS. Estos análisis son más convenientes y reproducibles; sin embargo, brindan información molecular solo a nivel de péptido, por lo que a menudo falta una definición sutil de las isoformas de proteínas específicas disponibles en el 2DE. Más recientemente, la definición de estrategias de arriba hacia abajo en la configuración experimental de LC-MS/MS de alta resolución está proporcionando un nuevo terreno para definir las proteoformas específicas y su asociación tentativa con estados biológicos específicos. Estas técnicas de EM recién desarrolladas se han aplicado con éxito a la investigación de la toxicidad urémica, con el descubrimiento de nuevas toxinas urémicas y el potencial para definir un enfoque molecular preciso para definir la naturaleza bioquímica de la uremia. Las investigaciones proteómicas asocian la información genómica con la comprensión funcional de los mecanismos implicados en las interacciones entre el material de la membrana artificial y la sangre, proporcionando así el conocimiento básico para la generación de biomateriales HD de tercera generación. Además, para desarrollar nuevos conceptos en la ingeniería de biomateriales inteligentes (materiales de cuarta generación que pueden imitar los ensamblajes estructurales jerárquicos de la naturaleza proporcionando un marco para sustentar las relaciones espaciales y temporales de los eventos moleculares durante la vida de un paciente) necesariamente requerirá la recopilación de datos proteómicos. De hecho, se necesitarán nuevas pruebas moleculares multifactoriales si queremos lograr la complejidad necesaria para imitar los tejidos naturales. En este articulo, revisamos los resultados de investigaciones proteómicas recientes en el marco de la terapia de EH crónica. Los estudios de eliminación de solutos urémicos tienden a segregarse en mecanismos biológicos, asociaciones clínicas y cinética del dializador. Hasta la fecha, se han identificado más de 115 toxinas urémicas y se esperan más. Dos puntos principales sobre las toxinas urémicas y la investigación sobre ellas surgieron y se han destacado en un artículo reciente: (i) la importancia de un enfoque estandarizado para probar el efecto biológico de los solutos de retención urémica, usando concentraciones apropiadas y condiciones de control, teniendo en cuenta ( especialmente para solutos unidos a proteínas) el contenido de albúmina del medio de prueba, y excluyendo factores de confusión como la contaminación por derivados bacterianos; (ii) que la fuerza del efecto biológico de los solutos de retención urémica está relacionada con su concentración, que se ve afectada no solo por la eliminación de diálisis sino también por la generación de metabolismo endógeno, especialmente para los pequeños compuestos solubles en agua como los compuestos de guanidina o el purinas y las moléculas intermedias. Algunas moléculas, como laLos productos finales de glicación avanzada (AGE) están presentes en los alimentos y se absorben sin modificar, mientras que varios solutos unidos a proteínas y compuestos volátiles son metabolitos producidos por el proceso de digestión natural y luego transformados por la pared intestinal o el hígado a través de la conjugación. Por ejemplo, la microbiota intestinal modifica la tirosina en p-cresol, que luego se metaboliza en el cuerpo a p-cresilsulfato y p-cresilglucurónido. Esto indica además la complejidad de la toxicidad urémica y su entorno biológico/bioquímico.