Une équipe de scientifiques de l’Université Columbia, à New York, a récemment identifié un biomarqueur potentiel pour prédire les lésions rénales aiguës chez les patients atteints de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). En analysant des échantillons d’urine de 444 patients COVID-19, ils ont révélé que le niveau urinaire de lipocaline associée à la gélatinase neutrophile (NGAL) peut être utilisé pour déterminer la gravité et la durée des lésions rénales et tubulaires aiguës, ainsi que pour prédire le risque de mortalité chez les patients COVID-19 aigus. L’étude est actuellement disponible sur le medRxiv* serveur de préimpression.
Sommaire
Arrière-plan
Un taux sérique élevé de créatinine est un marqueur couramment utilisé pour prédire la perte aiguë de la fonction rénale chez les patients infectés par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). Cependant, ce n’est pas un fabricant fiable pour diagnostiquer des lésions rénales subtotales ou des lésions rénales à un stade précoce. De plus, les causes anatomiques et physiologiques de la perte de la fonction rénale ne peuvent pas être prédites par les taux de créatinine sérique.
Selon la littérature, le NGAL urinaire et le marqueur 1 des lésions rénales (KIM-1) sont deux marqueurs sensibles pour détecter les lésions rénales et tubulaires. Étant donné que ces deux molécules sont dérivées de différents segments du rein, elles peuvent différencier avec précision entre l’épuisement du volume et les lésions tubulaires aiguës en temps réel.
Compte tenu de ces observations, les scientifiques de l’Université Columbia ont étudié si les niveaux urinaires de NGAL et de KIM-1 peuvent détecter des lésions rénales et tubulaires aiguës chez les patients COVID-19, ainsi que prédire les conséquences cliniques de la maladie.
Étudier le design
Les scientifiques ont collecté des échantillons d’urine et de sang de 444 patients testés positifs pour le SRAS-CoV-2 via une réaction en chaîne par polymérase de transcription inverse (RT-PCR). Les échantillons ont été prélevés immédiatement après l’admission à l’hôpital et dans un délai d’un jour après un test viral positif chez 70 % des patients.
Dans les échantillons d’urine, NGAL, KIM-1 et la protéinurie ont été mesurés, et les niveaux ont été corrélés avec les données cliniques. La créatinine sérique de base a été déterminée pour chaque patient en évaluant les données précédemment disponibles. Une augmentation de plus de 50 % de la créatinine sérique par rapport à la valeur initiale a été interprétée comme une perte de la fonction d’excrétion rénale (lésion rénale aiguë).
Les stades de l’insuffisance rénale aiguë ont été déterminés en utilisant la cinétique de la créatinine sérique. À partir de la ligne de base, une augmentation de 1,5 à 2 fois, 2 à 3 fois et plus de 3 fois des taux de créatinine sérique ont été considérées comme des lésions rénales aiguës de stade 1, de stade 2 et de stade 3, respectivement.
Remarques importantes
À l’admission, les patients COVID-19 souffrant d’une insuffisance rénale aiguë ou d’une insuffisance rénale aiguë soutenue présentaient des taux urinaires de NGAL significativement plus élevés que ceux sans insuffisance rénale. Une corrélation positive a également été observée entre les niveaux de NGAL et des stades croissants d’insuffisance rénale aiguë. Plus précisément, l’analyse a révélé que le NGAL avait une spécificité de 80 % et une sensibilité de 75 % pour diagnostiquer les stades supérieurs de l’insuffisance rénale aiguë.
De plus, le NGAL urinaire en tant que marqueur prédictif de l’insuffisance rénale aiguë était indépendant de l’âge, du sexe, de l’origine ethnique, du niveau de créatinine de base, de la protéinurie et des problèmes de santé préexistants du patient.
En ce qui concerne les conséquences cliniques du COVID-19, le NGAL urinaire a prédit quantitativement le risque de mortalité à l’hôpital, la durée d’hospitalisation, le choc et la dialyse aiguë. Par écart type de NGAL, le risque de décès a augmenté de 73% chez les patients COVID-19. Plus précisément, chez les patients présentant le NGAL urinaire le plus élevé, environ 25 % de mortalité a été observée dans les 20 jours suivant l’admission à l’hôpital. Cette prédiction du risque était indépendante des caractéristiques démographiques, des comorbidités, de la protéinurie et du niveau de créatinine de base du patient.
Le niveau d’expression de Ngal (rouge-brun) et Kim-1 (bleu-violet) dépendait de la dose d’ischémie artérielle chez la souris : (ae) L’expression de Ngal a été trouvée à la jonction cortico-médullaire après 10 min d’ischémie, mais tout au long de la médullaire et papille après 30-40min d’ischémie. L’expression de Kim-1 a été trouvée dans le cortex et tout au long de la jonction cortico-médullaire. (ef) L’ischémie prolongée (40 min) a élargi le domaine d’expression de Ngal pour inclure le tubule proximal marqué par Kim-1. Contrairement à Ngal, l’expression de Kim-1 est restée localisée au cortex et à la jonction cortico-médullaire. Barres ae : 500 m ; Barres f : 20μm.
Contrairement au NGAL urinaire, les niveaux de KIM-1 urinaire n’ont pas réussi à détecter de manière significative la durée et la gravité des lésions rénales aiguës et à prédire les résultats cliniques chez les patients COVID-19.
Dans une série distincte d’examens sur 13 patients COVID-19 et 4 patients non-COVID présentant une lésion tubulaire aiguë, l’analyse transcriptomique de NGAL et KIM-1 a été menée dans différents segments du néphron. Les résultats ont révélé que chez les patients COVID et non COVID, KIM-1 et NGAL étaient principalement exprimés dans le tubule proximal et dans les membres de Henle et des canaux collecteurs, respectivement.
Chez les patients COVID-19 présentant une insuffisance rénale aiguë maximale, KIM-1 et NGAL ont été exprimés dans 27 % et 66 % des tubules, respectivement, indiquant une distribution généralisée de NGAL par rapport à KIM-1. De plus, une co-expression étendue de NGAL avec KIM-1 a été observée dans le tubule proximal. Il est important de noter qu’une corrélation significative a été observée entre la co-expression NGAL – KIM-1 et le degré de lésion rénale aiguë.
Pour étudier plus avant la distribution de NGAL, l’expression de NGAL au niveau de l’ARN a été déterminée chez des souris présentant une lésion de reperfusion d’ischémie rénale. L’ARN NGAL s’est exprimé dans la jonction cortico-médullaire, la moelle et la papille. De plus, un chevauchement entre NGAL et KIM-1 a été observé dans le tubule proximal.
Importance de l’étude
L’étude identifie le NGAL urinaire comme un marqueur potentiel pour déterminer la durée et la gravité des lésions rénales aiguës, ainsi que pour prédire les résultats cliniques chez les patients COVID-19.
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
