Η αλληλουχία μονοκυτταρικού RNA των ουροποιητικών κυττάρων αποκαλύπτει διακριτή κυτταρική ποικιλομορφία στον COVID-19–Συσχετιζόμενο AKI

Συζήτηση

Ένας περιορισμός αυτής της μελέτης είναι ο μικρός αριθμός ασθενών που συμμετείχαν στο δείγμα. Οι συλλογές δειγμάτων περιορίστηκαν σε νέες εισαγωγές σε νοσοκομεία για τον έλεγχο άλλων μεταβλητών, όπως τα διάφορα φάρμακα που χρησιμοποιούνται ως θεραπείες για τον COVID-19. Οι νοσηλευόμενοι ασθενείς με COVID-19 και χωρίς AKI χρησιμοποιήθηκαν ως μάρτυρες επειδή οι υγιείς μάρτυρες δεν εκκρίνουν πολλά κύτταρα στα ούρα. Ένας επιπλέον περιορισμός είναι η επεξεργασία των ούρων πριν από την αλληλουχία. Ωστόσο, αυτό αύξησε πολύ την αναλογία των ζωντανών κυττάρων που αποκτήθηκαν. Εδώ, κύτταρα ήταν εύκολα ανιχνεύσιμα στα ούρα μολυσμένων ασθενών χωρίςνεφρική βλάβη. Αυτό είναι σημαντικό επειδή οι περισσότερες μελέτες scRNAseq έχουν επικεντρωθείκατεστραμμένα νεφρά, οδηγώντας σε λίγα σύνολα δεδομένων διαθέσιμα για τη μελέτη μη τραυματισμένων νεφρικών κυττάρων.ΑΚΙέχει πολλές διαφορετικές αιτίες και μόνο ένα υποσύνολο μπορεί να προκαλείται απόάμεση λοίμωξη των νεφρώναπό τον SARS-CoV-2, καθιστώντας δύσκολη την εξαγωγή γενικών συμπερασμάτων σχετικά με το AKI στον COVID-19. Επιπλέον, είναι πιθανό ότι η άμεση ιογενής μόλυνση των νεφρικών κυττάρων εμφανίζεται αργότερα στη διαδικασία μόλυνσης από ό,τι καταγράφηκε σε αυτή τη μελέτη. Μεταγενέστερες μελέτες θα διερευνήσουν τις αλλαγές στα ουροποιητικά κύτταρα καθ' όλη τη διάρκεια της νόσου με διαδοχικά δείγματα που λαμβάνονται πριν, κατά τη διάρκεια καιμετά το ΑΚΙ.

ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΒΟΤΑΝΑ ΓΙΑ ΝΕΦΡΙΚΗ ΝΟΣΟ ΥΓΕΙΑ ΑΣΘΕΝΩΝ

Πραγματοποιήσαμε επιτυχώς scRNAseq σε ίζημα ούρων από νοσηλευόμενους ασθενείς με COVID-19. Αυτό επέτρεψε τη διενέργεια μη επεμβατικών μελετών κυτταρικών αλλαγών που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια του AKI, μιας συχνής εκδήλωσης του COVID-19. Η σύνθεση των κυττάρων του ουροποιητικού και τα προς τα πάνω ρυθμισμένα μονοπάτια σε νοσηλευόμενους ασθενείς με COVID-19 διαφέρουν δραστικά σε αυτούς με AKI έναντι αυτών χωρίς AKI . Παρέχουμε επίσης προκαταρκτικά στοιχεία για πιθανή περίπτωση ιογενούς κυστίτιδας μέσω άμεσης μόλυνσης των κυττάρων της ουροδόχου κύστης. Η ανάλυση των κυττάρων του ουροποιητικού μπορεί να προσφέρει μια χρήσιμη οδό για την κατανόηση της παθοφυσιολογίας και των κυτταρικών αλλοιώσεων που συμβαίνουν σε ασθένειες των νεφρών.

Αποκαλύψεις

Ο A. Agarwal αναφέρει συμφωνίες παροχής συμβουλών με την Akebia Therapeutics (υπηρέτησε σε μια ομάδα ειδικών για την ανασκόπηση νέων θεραπευτικών σκευασμάτων με βάση την οδό που προκαλείται από υποξία για το AKI), Dynamed (ελεγμένο περιεχόμενο που σχετίζεται με το AKI για Dynamed και αναθεωρημένο και ενημερωμένο υλικό που προετοιμάστηκε από την Δυναμική συντακτική ομάδα για θέματα AKI) και Reata Pharmaceuticals (υπηρέτησε ως σύμβουλος). ιδιοκτησιακό ενδιαφέρον στην Goldilocks Therapeutics, Inc.; χρηματοδότηση έρευνας από το βραβείο υποτροφίας Genzyme/Sanofi Fabry. και τιμητική από την Akebia Therapeutics, το Emory, το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνια και το Vanderbilt. Ο A. Agarwal αναφέρει επίσης επιστημονικό σύμβουλο ή μέλος ως μέλος της συντακτικής επιτροπής για το American Journal of Physiology–Renal Physiology, Kidney International και Laboratory Investigation. ως μέλος του συμβουλευτικού συμβουλίου της Goldilocks Therapeutics, Inc. (μια εταιρεία με έδρα τη Νέα Υόρκη που ερευνά την παροχή φαρμάκων στα νεφρά χρησιμοποιώντας νανοτεχνολογία για οξεία νεφρική νόσο και ΧΝΝ)· ως εξωτερικό μέλος της επιτροπής αξιολόγησης για το πρόγραμμα Kidney Precision Medicine. και ως μέλος συμβουλευτικού συμβουλίου των Alpha Young, LLC και Angion. Όλοι οι υπόλοιποι συγγραφείς δεν έχουν τίποτα να αποκαλύψουν.

Χρηματοδότηση

Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από χορηγίες του Εθνικού Ινστιτούτου Διαβήτη και Πεπτικών και Νεφρικών Νόσων P30 DK079337 (στον A. Agarwal), R01 DK118932 (στον A. Agarwal) και R01 DK59600 (στον A. Agarwal). Το Εθνικό Ινστιτούτο Αλλεργίας και Λοιμωδών Νοσημάτων χορηγεί T32 AI007051 (στον MD Cheung). Εθνικό Ινστιτούτο Γενικών Ιατρικών Επιστημών χορηγεί T32-GM-008361 (στον MD Cheung). Επιχορήγηση American Heart Association 827257 (προς EN Erman). και Anderson Innovation Award (στον JF George).

Ευχαριστίες

Οι συγγραφείς ευχαριστούν την κα Wanda Hall, την κα Rachael Shevin και την Dr. Chiao-Wang Sun για τη βοήθεια στη συλλογή και την επεξεργασία δειγμάτων ούρων. Ο κ. Robert Johnson και η ομάδα του Κέντρου Κλινικών και Μεταφραστικών Επιστημών (CCTS) Πληροφορικής για την Ολοκλήρωση της Βιολογίας και η ομάδα του Bedside (i2b2) για την επεξεργασία των κλινικών δεδομένων. Η Δρ. Katie Bean, η Dr. Winn Seay, η Dr. Clare Lyas και η Ομάδα Συμβουλευτικής Οξείας Νεφρολογίας για τη συλλογή ούρων μη-COVID-19 AKI. Δρ. Caroline Kelly για επιμελή διόρθωση. και την Δρ. Kelly Andringa και την κα Mozella Kerley για διοικητική βοήθεια. Αναγνωρίζουμε την κυτταρομετρία ροής UAB και τον μονοκυτταρικό πυρήνα (Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας [NIH] χορηγούν P30-AR- 04831), τον πυρήνα UAB Heflin Genomics Core (NIH επιχορήγηση 5P30CA013148-48) ​​και CCTS, Εθνικό Κέντρο Προώθησης

Μεταφραστικές Επιστήμες (NIH grant UL1TR003096).

Συνεισφορές Συγγραφέων

Σημ. Οι Erdmann, EN Erman, JF George, G. Ghajar-Rahimi, S. Liu και KH Moore αναθεώρησαν και επεξεργάστηκαν το χειρόγραφο

Δεδομένα

Δήλωση κοινής χρήσης

Τα δεδομένα scRNAseq που δημιουργούνται σε αυτό το έγγραφο είναι διαθέσιμα στο Gene Expression Omnibus με αριθμό πρόσβασης GSE180595. Συμπληρωματικό υλικό Αυτό το άρθρο περιέχει το ακόλουθο συμπληρωματικό υλικό στο διαδίκτυο στη διεύθυνση http://kidney360.asnjournals.org/lookup/suppl/doi:10.34067/ KID.0005522021/-/DCSupplemental. Συμπληρωματικό Σχήμα 1. Ετερογένεια των κυττάρων που συλλαμβάνονται από κάθε δείγμα ασθενούς. Συμπληρωματικό Σχήμα 2. Ανάλυση εμπλουτισμού συνόλου γονιδίων των μονοπατιών χαρακτηριστικών τόσο σε ομάδες ελέγχου AKI όσο και σε ομάδες ελέγχου χωρίς AKI. Συμπληρωματικό Σχήμα 3. Θερμικός χάρτης διαφορικά εκφραζόμενων γονιδίων από κύτταρα από τον ασθενή 7.

Αναφορές

1. Batlle D, Soler MJ, Sparks MA, Hiremath S, South AM, Welling PA, Swaminathan S; Ομάδα εργασίας COVID-19 και ACE2 σε Καρδιαγγειακά, Πνεύμονα και Νεφρούς: Οξεία νεφρική βλάβη στον COVID-19: Αναδυόμενα στοιχεία μιας ξεχωριστής παθοφυσιολογίας. J Am Soc Nephrol 31: 1380–1383, 2020 https://doi.org/10.1681/ ASN.2020040419

2. Xia P, Wen Y, Duan Y, Su H, Cao W, Xiao M, Ma J, Zhou Y, Chen G, Jiang W, Wu H, Hu Y, Xu S, Cai H, Liu Z, Zhou X, Du B, Wang J, Li T, Yan X, Chen L, Liang Z, Zhang S, Zhang C, Qin Y, Wang G, Li X: Κλινικοπαθολογικά χαρακτηριστικά και εκβάσεις οξείας νεφρικής βλάβης σε βαριά άρρωστο COVID-19 με παρατεταμένη πορεία νόσου: Μια αναδρομική κοόρτη. J Am Soc Nephrol 31: 2205–2221, 2020 https://doi.org/10.1681/ASN.2020040426

3. Wald R, Bagshaw SM: Οξεία νεφρική βλάβη που σχετίζεται με COVID-19-: Μαθαίνοντας από το πρώτο κύμα. J Am Soc Nephrol 32: 4–6, 2021https://doi.org/10.1681/ASN.2020101401

4. Teoh JY-C, Yip TC-F, Lui GC-Y, Wong VW-S, Chow VC-Y, Ho TH-Y, Li TC-M, Tse YK, Chiu PK-F, Ng CF, Hui DS -C, Chan HL-Y, Szeto CC, Wong GL-H: Κίνδυνοι AKI και μείζονες ανεπιθύμητες κλινικές εκβάσεις σε ασθενείς με σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο ή νόσο του κορονοϊού 2019. J Am Soc Nephrol 32: 961–971, 2021 https:/ /doi.org/10.1681/ASN.2020071097

5. Richardson S, Hirsch JS, Narasimhan M, Crawford JM, McGinn T, Davidson KW, Barnaby DP, Becker LB, Chelico JD, Cohen SL, Cookingham J, Coppa K, Diefenbach MA, Dominello AJ, Duer-Hefele J, Falzon L, Gitlin J, Hajizadeh N, Harvin TG, Hirschwerk DA, Kim EJ, Kozel ZM, Marrast LM, Mogavero JN, Osorio GA, Qiu M, Zanos TP; η ερευνητική κοινοπραξία Northwell COVID-19: Παρουσίαση χαρακτηριστικών, συννοσηροτήτων και αποτελεσμάτων μεταξύ 5700 ασθενών που νοσηλεύτηκαν με COVID- 19 στην περιοχή της Νέας Υόρκης. JAMA 323: 2052–2059, 2020https://doi.org/10.1001/jama.2020.6775

6. Hirsch JS, Ng JH, Ross DW, Sharma Ρ, Shah HH, Barnett RL, Hazzan AD, Fishbane S, Jhaveri KD; Northwell COVID-19 Research Consortium; Northwell Nephrology COVID-19 Research Consortium: Οξεία νεφρική βλάβη σε ασθενείς που νοσηλεύονται με COVID-19. Kidney Int 98: 209–218, 2020 https://doi. org/10.1016/j.kint.2020.05.006

7. Chan L, Chaudhary K, Saha A, Chauhan K, Vaid A, Zhao S, Paranjpe I, Somani S, Richter F, Miotto R, Lala A, Kia A, Timsina P, Li L, Freeman R, Chen R, Narula J, Just AC, Horowitz C, Fayad Z, Cordon-Cardo C, Schadt E, Levin MA, Reich DL, Fuster V, Murphy B, He JC, Charney AW, B€ ottinger EP, Glicksberg BS, Coca SG, Nadkarni GN; Mount Sinai COVID Informatics Center (MSCIC): AKI σε νοσηλευόμενους ασθενείς με COVID-19. J Am Soc Nephrol 32: 151–160, 2021 https://doi.org/10.1681/ ASN.2020050615

8. Fisher M, Neugarten J, Bellin E, Yunes M, Stahl L, Johns TS, Abramowitz MK, Levy R, Kumar N, Mokrzycki MH, Coco M, Dominguez M, Prudhvi K, Golestaneh L: AKI σε νοσηλευόμενους ασθενείς με και χωρίς COVID-19: Μια μελέτη σύγκρισης. J Am Soc Nephrol 31: 2145–2157, 2020 https://doi.org/10.1681/ ASN.2020040509

9. Birkelo BC, Parr SK, Perkins AM, Greevy Jr. RA, Hung AM, Shah SC, Arroyo JP, Denton J, Vincz AJ, Matheny ME, Siew ED: Σύγκριση του COVID-19 έναντι της γρίπης στη συχνότητα εμφάνισης , χαρακτηριστικά και ανάρρωση από οξεία νεφρική βλάβη σε νοσηλευόμενους βετεράνους των Ηνωμένων Πολιτειών. Kidney Int 100: 894–905, 2021 https://doi.org/

10.1016/j.kint.2021.05.029 10. Gupta A, Madhavan MV, Sehgal K, Nair N, Mahajan S, Sehrawat TS, Bikdeli B, Ahluwalia N, Ausiello JC, Wan EY, Freedberg DE, Kirtane AJ, Parikh SA, Maurer MS, Nordvig AS, Accili D, Bathon JM , Mohan S, Bauer KA, Leon MB, Krumholz HM, Uriel N, Mehra MR, Elkind MSV, Stone GW, Schwartz A, Ho DD, Bilezikian JP, Landry DW: Εξωπνευμονικές εκδηλώσεις του COVID-19. Nat Med 26: 1017–1032, 2020 https://doi.org/ 10.1038/s41591-020-0968-3