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Esosomi urinari come biomarcatori di malattia renale

Gli esosomi sono piccole vescicole di membrana, secrete da vari tipi di cellule, che contengono varie macromolecole quali proteine e materiale genetico. Alcuni scienziati europei hanno studiato un modo per cui gli esosomi urinari potrebbero essere impiegati per ottenere informazioni uniche sullo stato e sulla funzionalità renale.

Ricerca di base
Salute

Nelle relazioni prodotte si sottolinea l’importanza del percorso di rilascio degli esosomi nella secrezione di proteine, nella presentazione dell’antigene e nel trasferimento di agenti patogeni, oltre che nella comunicazione intercellulare. La ricerca sugli esosomi ha fino ad oggi aiutato l’individuazione nel cancro di biomarcatori associati a malattia. Gli esosomi urinari contengono proteine​caratteristiche di tutte le cellule epiteliali che rivestono il tratto urinario, tra cui le proteine​coinvolte nella malattia renale, ma il loro potenziale diagnostico è stato esplorato solo marginalmente.

Analisi proteomica degli esosomi urinari e renali

Intrapreso con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie, il progetto Exosomes, finanziato dall’UE, ha studiato la composizione e il ruolo degli esosomi urinari. «Il nostro obiettivo era quello di scoprire nuovi biomarcatori dagli esosomi urinari per la diagnosi non invasiva di malattia renale», spiega il coordinatore del progetto Robert Fenton, professore di biologia molecolare e cellulare presso l’Università di Aarhus. I ricercatori si sono avvalsi della proteomica qualitativa e quantitativa combinata con la bioinformatica estesa, per lo studio degli esosomi urinari e renali in condizioni normali e patologiche. In generale, essi hanno scoperto che gli esosomi urinari potrebbero riflettere le variazioni fisiologiche nel rene, in una certa misura. Inoltre, hanno creato una banca dati proteomica completa sugli esosomi urinari e renali, da cui sono emerse varie condizioni patofisiologiche. Questa banca dati potrebbe agevolare in futuro la scoperta di biomarcatori mirati. Lo studio sulla regolazione delle secrezioni degli esosomi ha svelato l’ubiquitinazione delle modifiche post-traduzionali come requisito assoluto per lo smistamento delle proteine negli esosomi. Per contro, la rimozione delle porzioni di ubiquitina dalle proteine non si è rivelato un passaggio essenziale nella formazione di esosomi.

Significato clinico dei risultati del progetto Exosomes

I biomarcatori dispongono del potenziale per favorire la diagnosi e il trattamento dei pazienti affetti da varie forme di malattia renale. La ricerca sui biomarcatori renali ha fatto affidamento per lo più su biopsie ottenute da pazienti con malattie renali in stadio avanzato, in quanto esistono restrizioni di carattere etico all’utilizzo di reni umani. Tuttavia, tale approccio non è in grado di fornire informazioni affidabili sulla funzionalità di reni sani o sulla precoce insorgenza di malattia renale. Come fonte alternativa per la scoperta di biomarcatori renali è stato suggerito il proteoma urinario, per la sua natura non invasiva e la sua semplicità di elaborazione, ma questo contiene proteine che provengono dal plasma e dall’intero tratto genitourinario. Gli esosomi urinari costituiscono un approccio più mirato per la scoperta di biomarcatori rispetto all’urina non frazionata. Il progetto Exosomes ha dimostrato che gli esosomi urinari possono riflettere lo stato del rene e pertanto possono essere impiegati per la diagnosi e per monitorare l’esito del trattamento nei pazienti. I ricercatori del progetto Exosomes stanno attualmente collaborando con medici provenienti dall’Australia per studiare gli esosomi urinari di pazienti affetti da aldosteronismo primario (PA), una malattia che comporta ipertensione. Con ulteriori finanziamenti di provenienza internazionale, essi stanno conducendo profilazione su larga scala e proteomica quantitativa per identificare i biomarcatori di esosomi urinari nei pazienti PA. I recenti e rilevanti progressi tecnologici hanno reso la proteomica una risorsa molto popolare nella ricerca renale: l’utilizzo dell’analisi proteomica per studiare gli esosomi urinari costituisce un nuovo potente metodo per approfondire i meccanismi della funzione renale in condizioni di salute e malattia. Fenton sottolinea che «sono necessari numerosi campioni e metodologie standardizzate per analisi ad alte prestazioni, al fine di semplificare il processo di diagnosi e la scoperta di biomarcatori». Ciononostante, Fenton si augura che i biomarcatori degli esosomi miglioreranno la diagnosi di malattia renale, che rappresenta un rischio elevato per la salute di milioni di persone nel mondo.

Parole chiave

Exosomes, esosoma urinario, biomarcatore, malattia renale, proteomica, aldosteronismo primario (PA)

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