Identificación de biomarcadores urinarios en la transición del daño renal agudo a la enfermedad renal crónica y evaluación del potencial terapéutico de la empaglifozina

Abstract

[ES] La enfermedad renal crónica (ERC) constituye un importante problema de salud pública, cuya prevalencia e incidencia van en aumento a nivel mundial. Su carácter progresivo, la ausencia de tratamientos curativos y la necesidad de terapias sustitutivas suponen un elevado coste sanitario y social, además de un notable impacto sobre la calidad y la esperanza de vida de los pacientes. En este contexto, el daño renal agudo (DRA) ha adquirido un papel central, al reconocerse su estrecha relación con el desarrollo y la evolución de la ERC. La evidencia clínica y experimental indica que, lejos de ser un evento aislado, el DRA puede dejar secuelas estructurales que pasan clínicamente desapercibidas favoreciendo la progresión hacia la ERC. Para abordar esta conexión, se desarrolló un nuevo modelo experimental in vivo capaz de reproducir la transición del DRA hacia la ERC, con el fin de identificar biomarcadores urinarios asociados a este proceso y evaluar nuevas estrategias terapéuticas para frenar o revertir esta transición, como es el uso de la empagliflozina, un inhibidor del cotransportador sodio-glucosa 2 (iSGLT2). El modelo se basó en la combinación de dos tipos de daño renal, uno nefrotóxico (tratamiento con el antineoplásico cisplatino), y otro isquémico, (isquemia-reperfusión unilateral). Se realizó una caracterización funcional, estructural y molecular mediante la determinación de la función renal, análisis histológicos y la cuantificación de la expresión génica de marcadores de inflamación y fibrosis. Sobre esta base, se efectuó un análisis proteómico diferencial de la orina para identificar proteínas diferencialmente excretadas durante la transición de DRA a ERC y, posteriormente, se evaluó el efecto de la empagliflozina administrada a una dosis de 20 mg/kg/día desde el momento del establecimiento del modelo. La combinación de los dos daños induce una lesión renal persistente caracterizada por procesos fibróticos e inflamatorios que evolucionan de forma progresiva hacia la disminución de la función renal, reproduciendo la transición hacia la ERC. El análisis proteómico permitió identificar un conjunto de proteínas urinarias asociadas a distintos procesos como la respuesta inflamatoria, el estrés oxidativo y el remodelado tisular, que representan potenciales biomarcadores de esta transición. Finalmente, el tratamiento con empagliflozina atenuó la pérdida de la función renal y redujo notablemente las alteraciones histológicas y moleculares. En conclusión, este trabajo identifica nuevos biomarcadores urinarios implicados en la transición de DRA a ERC en un modelo experimental bien caracterizado para el estudio de esta transición y demuestra el potencial de la empagliflozina como estrategia terapéutica en este proceso.

[EN] Chronic kidney disease (CKD) represents a major public health problem whose prevalence and incidence are steadily increasing worldwide. Its progressive nature, the lack of curative treatments, and the frequent need for renal replacement therapy impose a substantial healthcare and social burden, as well as a significant impact on patients quality of life and life expectancy. Within this context, acute kidney injury (AKI) has gained a central role due to its close association with the onset and progression of CKD. Clinical and experimental evidence indicates that, far from being an isolated event, AKI can leave subclinical structural sequelae that promote the progression toward CKD. To address this connection, a novel in vivo experimental model was developed to reproduce the transition from AKI to CKD, with the aim of identifying urinary biomarkers associated with this process and evaluating new therapeutic strategies to halt or reverse this transition, such as the use of empagliflozin, a sodium-glucose cotransporter 2 inhibitor (iSGLT2). The model combined two types of renal injury, one nephrotoxic (treatment with the antineoplastic drug cisplatin) and one ischemic (unilateral ischemia-reperfusion). A comprehensive functional, structural, and molecular characterization was performed through renal function assessment, histological analysis, and quantification of gene expression markers of inflammation and fibrosis. On this basis, a differential urinary proteomic analysis was conducted to identify proteins differentially excreted during the AKI-to-CKD transition, followed by the evaluation of the effect of empagliflozin administered at a dose of 20 mg/kg/day from the onset of the established model. The combination of the two injuries induced a persistent renal lesion characterized by fibrotic and inflammatory processes that progressively led to renal dysfunction, thus reproducing the transition toward CKD. The proteomic analysis enabled the identification of a set of urinary proteins associated with key processes such as inflammatory response, oxidative stress, and tissue remodeling, which represent potential biomarkers of this transition. Finally, treatment with empagliflozin attenuated the loss of renal function and markedly reduced histological and molecular alterations. In conclusion, this work identifies novel urinary biomarkers involved in the AKI-to-CKD transition in a well-characterized experimental model designed to study this process, and demonstrates the potential of empagliflozin as a therapeutic strategy to mitigate this transition.