Un equipo de investigadores integrado por miembros de la Facultad de Farmacia y Bioquímica y del Hospital de Clínicas “José de San Martín” de la Universidad de Buenos Aires relacionó el contenido de las proteínas eliminadas en la orina con las alteraciones histológicas que se observan en la biopsia de riñón. Los expertos concluyeron que un simple análisis de orina podría, entonces, reemplazar esta práctica invasiva, con todas las ventajas que ello representa no solo para el sistema sanitario sino también para la calidad de vida de los pacientes.

El riñón, la enfermedad renal y la biopsia

El riñón es un órgano fascinante. Entre sus múltiples funciones, elimina por la orina sustancias tóxicas para el organismo y retiene en la circulación las moléculas útiles. Cada riñón contiene 1.200.000 unidades funcionales, los nefrones, que reciben constantemente sangre a presión. El fluido es filtrado por unas estructuras especializadas, los glomérulos. Como consecuencia, las moléculas pequeñas, como la creatinina, la urea, ciertas proteínas y las sales ingresan a los nefrones; mientras que las grandes, como las proteínas voluminosas, quedan retenidas en la circulación sanguínea.

Las proteínas pequeñas que ingresaron a los nefrones son reabsorbidas, posteriormente, en unas estructuras llamadas túbulos proximales. Finalmente, se produce la orina, que contiene agua, sales, sustancias tóxicas y vestigios de proteínas, mayoritariamente albúmina, la más abundante de la sangre. De esta manera, la producción de la orina se lleva a cabo gracias a tres compartimientos funcional e histológicamente bien definidos: el vascular, el glomerular y el tubulointersticial. Estas estructuras se observan microscópicamente en los tejidos obtenidos por la biopsia de riñón.

Este órgano es el blanco de muchas enfermedades, las más frecuentes son la hipertensión arterial y la diabetes mellitus. Si bien los síntomas pueden permanecer desapercibidos durante varios años, los compartimientos del riñón se van dañando hasta que dejan de funcionar. En este momento, la orina se produce deficientemente y contiene proteínas que están ausentes en situaciones normales, y muy escasa cantidad de agua. En conjunto, a esta patología se la conoce como enfermedad o insuficiencia renal, y se caracteriza por la retención de líquido en el organismo.

En ciertos casos, el diagnóstico y el seguimiento de la enfermedad renal se realizan con una biopsia. En este procedimiento, se inserta una aguja a través de la piel, guiada por un dispositivo de diagnóstico por imágenes, hasta el interior del riñón. Se extrae una pequeña porción de tejido para examinarlo en un microscopio en busca de signos de lesión o de enfermedad. Está recomendado para diagnosticar un presunto problema, determinar su gravedad o controlar el tratamiento. Por ser un procedimiento invasivo, existe riesgo de sangrado, dolor, hematoma o hipertensión arterial. Como los pacientes con mayor eliminación de proteínas en orina tienen, al menos, un riesgo cinco veces más alto de desarrollar nefropatía, el análisis del perfil proteico en orina sería una alternativa incruenta y beneficiosa para conocer la evolución de esta enfermedad sin necesidad de recurrir a nuevas biopsias.

Un simple análisis de orina

Imagínese que es un enfermo renal, y que para conocer la eficacia del tratamiento le dieran a elegir entre realizarse una biopsia renal o un simple análisis de orina ¿qué elegiría? No parecen quedar dudas…

En su tesis doctoral, María Laura Facio correlacionó grupos de proteínas eliminadas en la orina de enfermos renales con los compartimientos alterados que se observaban en la biopsia. “La biopsia renal es esencial en la práctica nefrológica para establecer un diagnóstico específico, decidir un tratamiento y establecer un pronóstico, y es sabido que los tres compartimientos interactúan fisiológicamente entre sí. Por lo tanto, la lesión puede originarse en uno de ellos, pero si la evolución es desfavorable, se comprometen los restantes”, afirma la investigadora, quien es jefa de trabajos prácticos de Bioquímica Clínica I, área Proteínas, de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires, y trabajó conjuntamente con el servicio de Nefrología del Hospital de Clínicas “José de San Martín”.

Se sabe que la proteinuria puede predecir la evolución a la insuficiencia renal. Así es que, con base en este razonamiento, Facio, junto con el nefrólogo Marcelo De Rosa, analizaron 44 pacientes del Hospital de Clínicas con diferentes nefropatías, compararon los daños histológicos del riñón por ambos métodos y siguieron la evolución clínica y la función renal a lo largo del estudio. La primera observación fue que las proteínas de pequeño tamaño, llamadas tubulares, porque atraviesan el glomérulo y se reabsorben totalmente en el túbulo, también se encuentran en las enfermedades glomerulares. Esto se debe a que los glomérulos sanos trabajaban a destajo para compensar a los enfermos. Con este hallazgo, los investigadores derriban el paradigma de que las proteínas tubulares reflejan únicamente una alteración de los túbulos proximales.

Los científicos hallaron cinco grupos o perfiles de proteínas relacionados con las alteraciones de los compartimientos del riñón. La sola presencia de ellos, sus asociaciones o la diferencia de concentración entre cada miembro del grupo reflejan el grado de avance de la enfermedad renal, en concordancia con la biopsia, la proteinuria y la capacidad de filtración glomerular. De esta manera, se puede conocer qué compartimientos están alterados, la extensión del daño, y si la enfermedad es activa o crónica.

Uno de los perfiles proteicos más destacados es el llamado las tres Marías, una constelación de proteínas de bajo peso molecular que son marcadores clave de la lesión crónica con pérdida de glomérulos filtrantes. “Efectivamente, en condiciones normales, estas moléculas tienen una concentración muy baja en la sangre y son fácilmente reabsorbidas por el riñón. Pero a medida que los glomérulos dejan de funcionar, la reabsorción que se logra en los nefrones sanos, sobrecargados de trabajo, es deficiente. Por esta causa, se observan en la orina de pacientes con glomérulos esclerosados”, explica la investigadora. Más importante aún, las tres Marías predicen, con una alta sensibilidad y especificidad, que al menos un 30 por ciento de los glomérulos están esclerosados y no cumplen con su función depuradora.

El método se realiza con orina espontánea, una muestra que se obtiene de manera sencilla, indolora y cómoda, sin la necesidad de recolectarla durante las 24 horas. “Si bien el perfil proteico urinario no sustituye el diagnóstico histopatológico proporcionado por la biopsia renal, permite monitorear el avance de las lesiones renales y evitaría una biopsia posterior destinada a conocer la evolución de paciente”, sostiene Facio, y agrega: “Es conveniente recalcar que los perfiles proteicos son independientes del diagnóstico o la patología del paciente. Para esto es necesaria la evaluación clínica y la punción biopsia renal. Los perfiles proteicos refieren a un mayor o menor daño de los compartimentos renales, que serán interpretados dentro del diagnóstico clínico y serán de gran utilidad durante el seguimiento del paciente”.

El método se llama electroforesis bidimensional para uso clínico, y consiste en el fraccionamiento de proteínas en una dimensión horizontal, por carga eléctrica, y una vertical, por tamaño molecular. Como consecuencia, el proceso es más eficiente, ya que moléculas con una misma carga eléctrica pueden separarse por tamaño molecular, y viceversa.

Actualmente, el equipo de investigadores está validando el estudio con un mayor número de pacientes. “Falta un trecho, todavía. Ahora estamos programando un protocolo a ciegas en mayor escala. El nefrólogo conocerá el resultado de la biopsia, y el bioquímico, el de los análisis de orina. Luego analizaremos las concordancias y la utilidad concreta para poder implementarlo como práctica rutinaria en nuestro hospital. Si se pudiera evitar una segunda biopsia postratamiento, sería realmente fantástico”, concluye la investigadora.

Corte histológico del riñón

El estudio de la biopsia brinda información histológica sobre los tres compartimentos renales, 1) el vascular, formado por arterias, venas, arteriolas y capilares; 2) el glomerular, constituido por el ovillo capilar glomerular, el mesangio, la pared de filtración glomerular y la cápsula de Bowman. A su vez, el glomérulo propiamente dicho está compuesto por elementos vasculares y epiteliales; 3) el compartimento tubulointersticial, formado por un sistema tubular y el intersticio renal, el cual se encuentra íntimamente relacionado con los túbulos y el sistema de capilares peritubulares y vasos rectos.

Esquema representativo los cinco grupos de proteínas

 1-Diagonal superior, en color celeste (D sup); 2-Satélites de la albúmina, en amarillo (SA); 3-Triángulo, en verde (T); 4-Tres Marías, en rojo (3M); 5-Diagonal inferior, en violeta (D inf).

Electroforesis bidimensional para uso clínico

Dentro del círculo azul se aprecian las tres Marías

Las tres Marías (en el centro)

El perfil más prominente del estudio debe su nombre al conocido grupo de estrellas del cinturón de Orión

Ficha técnica

Este artículo de divulgación está basado en la tesis doctoral de María Laura Facio, “Microproteínas urinarias en nefropatía diabética e hipertensiva”, defendida en la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires el 11 de septiembre de 2015, dirigida por el profesor doctor Marco Pizzolato, codirigida por la profesora doctora Margarita Angerosa, y publicada como artículo científico en la revista Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana, vol. 50, núm. 4, pp. 525 al 546, 2016.

Miembros del equipo

María Laura Facio, doctora por la UBA, jefa de trabajos prácticos en la cátedra de Bioquímica Clínica I, área Proteínas del Departamento de Bioquímica Clínica de la FFyB-UBA - Instituto de Fisiología y Bioquímica Clínica INFIBIOC, UBA.

Pablo Bresciani, bioquímico, jefe de trabajos prácticos en la cátedra de Bioquímica Clínica I, área Proteínas del Departamento de Bioquímica Clínica de la FFyB-UBA - Instituto de Fisiología y Bioquímica Clínica INFIBIOC, UBA.

Marcelo De Rosa, nefrólogo del servicio de Nefrología del Hospital de Clínicas “José de San Martín”, Facultad de Medicina, UBA.

Margarita Angerosa, doctora por la UBA. Profesora consulta en la cátedra de Bioquímica Clínica I, área Química Nefrológica del Departamento de Bioquímica Clínica de la FFyB-UBA - Instituto de Fisiología y Bioquímica Clínica INFIBIOC, UBA.

Marco Pizzolato, doctor por la UBA. Miembro titular de la Academia Nacional de Farmacia y Bioquímica, exdirector del Departamento de Bioquímica Clínica, exprofesor titular la cátedra Análisis Clínicos I de la FFyB-UBA - Instituto de Fisiología y Bioquímica Clínica INFIBIOC, UBA.

Glosario

Electroforesis: es una técnica de laboratorio que separa moléculas en base a su tamaño o carga eléctrica. En todos los casos, se aplica una corriente eléctrica para producir la migración. La separación por carga puede realizarse en un medio líquido o en geles suficientemente porosos como para no restringir la migración por el tamaño molecular. La separación por tamaño, en cambio, emplea geles con diámetro de poro adecuado para restringir la migración de las sustancias en función de su peso molecular.

Esclerosis: endurecimiento patológico de un órgano o tejido. Por lo general, los tejidos esclerosados no son funcionales.

Nefrón: es la unidad estructural y funcional básica del riñón, responsable de la purificación de la sangre. Está constituido por el glomérulo, la capsula de Bowman y los túbulos contorneado proximal, distal y colector. Básicamente, el glomérulo es un ovillo vascular que, junto con la cápsula de Bowman, estructura que lo envuelve en forma de copa, filtra la sangre para producir la orina inicial. Los túbulos son las estructuras encargadas de reabsorber y eliminar productos como agua, iones, moléculas nocivas o beneficiosas. El túbulo colector recoge la orina recién formada para conducirla a las vías urinarias.

Orina espontánea: muestra de orina que se obtiene en una micción. Si bien, puede recolectarse en cualquier momento del día, suele preferirse la primera de la mañana porque está más concentrada.

Perfil proteico: es el patrón con que se distribuye un grupo de proteínas en el soporte electroforético.

Proteinuria: es la presencia de proteínas en la orina. Cuando supera el valor establecido como normal, puede indicar un daño renal.

Bioq. Marcelo Daniel García, docente de Bioquímica Clínica I, área Proteínas del Departamento de Bioquímica Clínica de la FFyB-UBA - Instituto de Fisiología y Bioquímica Clínica INFIBIOC, UBA. Trabaja en el Departamento de Hemoterapia e Inmunohematología del Hospital de Clínicas “José de San Martín”, Facultad de Medicina, UBA. Se formó como divulgador en el Curso de Divulgación Científica de la FFyB. Bioq. Marcelo Daniel García, docente de Bioquímica Clínica I, área Proteínas del Departamento de Bioquímica Clínica de la FFyB-UBA - Instituto de Fisiología y Bioquímica Clínica INFIBIOC, UBA. Trabaja en el Departamento de Hemoterapia e Inmunohematología del Hospital de Clínicas “José de San Martín”, Facultad de Medicina, UBA. Se formó como divulgador en el Curso de Divulgación Científica de la FFyB.