İnsan podositopatileri grubunda sık rastlanan bazı hastalıklarda slit diafram proteinlerinin lokalizasyonlarının ve ekspresyonlarının belirlenmesi ve filtrasyon bariyerinin ultrastrüktürel düzeyde incelenmesi

Abstract

Böbrekte filtrasyon işleminin sürekli ve sağlıklı şekilde sürdürülmesi, glomerüler filtrasyon bariyerinin yapısının korunmasıyla mümkündür. Bu bariyerin bozulmasıyla glomerüler hastalıklar oluşur. Podosit zedelenmesi ve slit diafram proteinlerindeki değişiklikler, glomerüler hastalıkların tanısında, hastalığın aktivitesi ve tedaviye yanıtın değerlendirilmesinde faydalı olabilmektedir. Podositlerin ve slit diyaframın, proteinürilerdeki önemi bilinmekle birlikte, bu etkinin hangi mekanizmalar üzerinden yürüdüğü açıklığa kavuşmamıştır. Ayrıca, farklı glomerülopatilerde slit diafram proteinlerinin ekspresyonlarında değişiklik olup olmadığı konusunda farklı sonuçlarla karşılaşılmıştır.Biz çalışmamızda insan podositopatileri grubunda, slit diafram proteinlerindeki (nefrin, podosin, CD2AP, aktin, p-kaderin) değişiklikleri belirlemeyi ve podositlerdeki ve filtrasyon bariyeri yapısındaki morfolojik değişiklikleri elektron mikroskopik düzeyde kaydetmeyi amaçladık. Araştırmada Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi Eğitim ve Uygulama Hastanesi İç Hastalıkları Anabilim Dalı Nefroloji kliniğine 2005-2011 yılları arasında başvuran ve iğne biyopsisi alınarak incelenmek üzere Histoloji ve Embriyoloji AD Elektron Mikroskopi laboratuarına gönderilen bloklanmış hasta böbrek dokularını kullandık. Membranöz Glomerülonefrit, Minimal Değişiklik Hastalığı, Membranoproliferatif Glomerülonefrit ve Fokal Segmental Glomerüloskleroz klinik tanılı hastalardan beşer hasta içeren dört grup oluşturduk. Kontrol grubu olarak 2005-2011 yılları arası başvuran, glomerüler hasarı bulunmayan tubulointerstisyel nefrit tanısı almış dört hastanın bloklanmış dokularını kullandık.Hastaların biyopsi materyallerini ultrastrüktürel olarak morfolojik düzeyde inceledik. Ayrıca anti-nefrin, CD2AP, podosin, aktin ve p-kaderin antikorları ile immünelektron mikroskobik işaretleme yaptık.Morfolojik inceleme sonucunda, pedisel düzleşmesinin yoğun olduğu alanlarda her hastalık grubunda farklı bir aktin yoğunlaşması paterni gördük. Aktinin primer patolojinin lokalizasyonuna göre farklı şekilde yoğunlaştığını ve yer yer patolojik bölgeyi sınırlamayı hedeflediğini düşündük. Podositte filtrasyon yarığı ve slit diafram yapılarının farklı hastalık gruplarında değişkenlik gösterdiğini izledik.İmmünelektron mikroskobik işaretlemelerde, nefrin ekspresyonunun incelediğimiz tüm hasta gruplarında kontrole göre azaldığını gördük, en iyi işaretlenmeyi minimal değişiklik hastalığı grubunda gördük. Aktin ekspresyonun hasta gruplarının hepsinde kontrole göre arttığını gördük. CD2AP'nin membranoproliferatif glomerülonefrit hasta grubunda kontrole en yakın ekspresyonu gösterdiğini, diğer gruplarda ekspresyonun azaldığını gördük. P-kaderin ekspresyonunun da tüm hasta gruplarında azaldığını gördük. Podosin minimal değişiklik hastalığında kontrol grubu kadar eksprese olurken diğer hasta gruplarında ekspresyonun azaldığını gördük.Proteinürinin oluşmasında, slit diafram yapısındaki moleküler değişikliklerin esas belirleyici olduğunu düşündük. Slit diafram yapısı iyiyse, proteinlerin ekspresyonlarının da iyi düzeyde olduğu ve aynı oranda tedaviye yanıtın da iyi olduğu kanısına vardık. Bu proteinlerin takibinin, tedaviye yanıtın değerlendirilmesinde yardımcı olabileceği sonucuna vardık.Anahtar kelimeler: Podosit, Filtrasyon Yarığı, Slit Diafram, Nefrin, CD2AP, Podosin, Aktin, P-Kaderin

A constant and healthy working renal filtration process relies on the protection of glomerular filtration barrier. Distruption of this barrier can cause to glomerular diseases. Observation of podosit damage and alternations in slit diaphragm proteins can be beneficial for evaluating the disease activation and treatment response in the diagnosis of glomerular diseases. Despite the knowledge of importance of podocytes and slit diaphragm proteins on the proteinuria, the underlying mechanisms are still not known. Besides, the related literature is not agreed on the expression behaviour of slit diaphragm proteins at glomerulopathies.In our study, its aimed to study the alternations of slit diaphragm proteins (nephrin, CD2AP, podocin, actin and p-cadherin) as well as morphological changes in the podocytes and filtration barrier via electron microscopy. At this study, we used the renal tissue blocks prepared from the needle biopsy specimens of the patients who applied to the Nephrology Clinics of the Internal Diseases Department of Mersin University Education and Research Hospital during 2005-2011. We formed four different disease groups (n=5 for each group) of those tissue specimens of the patients who diagnosed with membranous glomerulonephritis, minimal change disease, membranoproliferative glomerulonephritis and focal segmental glomerulosclerosis. As the control group, we used the kidney samples of the patients registered during 2005-2011 who had no glomerular damage but diagnosed with tubulointerstisial nephritis.We examined tissues ultrastructurally for morphological evaluation. Plus, we carried out immunoelectron microscopic staining by using nephrin, CD2AP, podocin, actin and p-cadherin antibodies. By using immuno-electrone microscopic staining, each antibody used in the study showed different expression profile.Upon the morpholgical evaluation, its seen that each disease group exhibited a different actin density at the effacement foot process areas. More elaborately, actin denisty was observed to be depended on the localization of the primary pathology of disease. At some areas, this density was postulated to restrict the pathological territory. Filtration slit and slit diaphragm formations in the podocytes were seen to be differential depending on the disease groups.By immunoelectron microscopic staining, nephrin expression was reduced at all the disease groups as compared to the controls and the minimal change disease group was stained at the highest quality among all the tissues. Also, actin expression was higher than the controls of all the groups. CD2AP was almost equal to the controls at the membranoproliferative glomerulonephritis group while decreased at the rest of the groups. P-cadherin expression was reduced at all the disease tissues. Additionally, podocin expression was not different at minimal change disease while decreased at the other tissues comparing to controls.As a result, we postulate that molecular changes in the slit diaphragm formation are the main determinant of the proteinuria. Moreover, if the slit diaphragm formation is good, protein expressions and treatment response are observed to be better. To sum up, we suggest that above mentioned proteins could be used as markers for evaluating the treatment response.Keywords: Podocyte, Filtration slit, Slit diaphragm, Nephrin, CD2AP, Podocin, Actin, P-cadherin