A abordagem metabolômica na indicação do tratamento de estenose de junção ureteropélvica em crianças / Metabolomics approach in the treatment of ureteropelvic junction stenosis in children

RESUMO

Estenose de Junção Ureteropélvica (JUP) é uma doença caracterizada pelo bloqueio do fluxo de urina da pelve renal (porção proximal do ureter no rim) ao ureter, tubo que liga o rim à bexiga. Essa formação congênita é uma das maiores causas de dilatação do rim (hidronefrose) em recém-nascidos e, em alguns casos, pode causar danos mais severos ao órgão. A hidronefrose causada pela estenose de JUP pode desaparecer espontaneamente sem perda da função renal, entretanto, é preciso um acompanhamento clínico. Por outro lado, em casos mais severos, onde a dilatação pode causar danos maiores ao rim, um tratamento cirúrgico se faz necessário. Embora existam métodos para o diagnóstico da estenose de JUP, como ultrassonografia, tomografia computadorizada, ressonância e cintilografia, é um grande desafio diferenciar os pacientes que requerem um tratamento cirúrgico e os que necessitam apenas de um acompanhamento convencional. A metabolômica global, que investiga de modo comparativo o conjunto de metabólitos de baixa massa molecular expressos em indivíduos em condições pré-selecionadas, tem o potencial de servir como ferramenta diagnóstica para os pacientes com estenose de JUP e, consequentemente, auxiliar na tomada de decisão entre um acompanhamento clínico ou tratamento cirúrgico. Assim sendo, no presente trabalho, três grupos de pacientes com estenose de JUP, pré-diagnosticados por métodos convencionais, foram investigados sob a perspectiva da metabolômica global, por meio de análises de urina, utilizando cromatografia gasosa e cromatografia líquida, ambas acoplada à espectrometria de massas (GC-MS e RPLC10 MS, respectivamente) pacientes que requerem tratamento cirúrgico (CIR), pacientes que requerem acompanhamento clínico (CLI), e indivíduos sãos (CON). Os resultados mostram que é possível encontrar metabólitos discriminantes entre todas as comparações (CON x CLI, CON x CIR e CLI x CIR); os metabólitos encontrados nas análises multivariada e univariada foram utilizados para construção da curva ROC, para confirmar a possibilidade de utilização desses compostos como biomarcadores. Foram observadas alterações em rotas metabólicas importantes para o bom funcionamento das funções renais, principalmente entre a comparação mais desafiadora (CLI x CIR), como o metabolismo da fenilalanina, da tirosina, da beta-alanina, dos aminoaçúcares e dos nucleotídeos. Há indícios de que o ciclo de Krebs também sofre alteração. Os resultados obtidos podem servir como ponto de partida para uma futura análise alvo e validação biológica

ABSTRACT

Ureteropelvic junction (UPJ) stenosis is a disease characterized by the interruption of the flow of urine from the renal pelvis (proximal part of ureter in the kidney) to the ureter, tube that links the kidney to bladder. That congenital formation is one of the main causes of kidney dilation (hydronephrosis) in newborns and, sometimes, can cause more serious damage to the organ. The hydronephrosis caused by UPJ stenosis can disappear spontaneously without compromising renal function, although a clinical follow-up is required. On the other hand, in more serious cases, when dilation can induce larger damage to the kidney, surgery intervention is necessary. Although there are methods to diagnose UPJ stenosis, such as ultrasound, computed tomography, resonance and scintigraphy, it is still a great challenge to distinguish patients that require surgery from those whose a clinical follow-up suffices. Global metabolomics, a method that investigates in a comparative manner the set of low molecular mass metabolites expressed by an individual in pre-selected conditions, has the potential to function as a diagnostic tool for patients with UPJ stenosis to support decisions about patient treatment, i.e., surgery versus clinical follow-up. In this work, three groups of UPJ stenosis patients were investigated with the aid of global metabolomics using urine analysis by gas chromatography and liquid chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS and RPLC-MS, respectively) one group consisted of UPJ stenosis patients requiring clinical follow-up (CLI), other group UPJ stenosis patients requiring surgery intervention (CIR) and a third group comprising healthy individuals, the control group (CON).12 The results show that it was possible to find discriminant metabolites among all pairwise comparisons (CON versus CLI, CON versus CIR and CLI versus CIR). The metabolites found by multivariate and univariate analyses were used to build ROC curves, to confirm whether it is possible to use them as biomarkers. Alterations in metabolic pathways that are important for the good maintenance of kidney functions were found, especially in the most challenged comparison (CLI versus CIR), such as the metabolism of phenylalanine, tyrosine, beta-alanine, amino acids and nucleotides. There are evidences that Krebs cycle was also impacted. The results obtained here can serve as a starting point to future targeted analysis and biological validation