WO2017063100A1 - Método para detectar precozmente injuria renal aguda en pacientes críticos, usando factor de crecimiento fibroblastico 23, klotho y eritropoyetina como biomarcadores - Google Patents

Método para detectar precozmente injuria renal aguda en pacientes críticos, usando factor de crecimiento fibroblastico 23, klotho y eritropoyetina como biomarcadores Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the area of human health.
  • a method for detecting acute renal injury early in critical patients which comprises using Fibroblast Growth Factor 23 (FGF23), Klotho (KL) and Erythropoietin EPO) as biomarkers.
  • FGF23 Fibroblast Growth Factor 23
  • KL Klotho
  • EPO Erythropoietin EPO
  • Acute Renal Injury corresponds to the abrupt fall in renal function, observed mainly in hospitalized patients. It is a condition of high morbidity and mortality in hospitalized patients in critical patient units (ICU - Intensive Care Unit).
  • AKI AKI is currently carried out late, where there is significant damage to renal function that is difficult to recover, because there are currently no tools available for earlier diagnosis.
  • the present invention proposes a method that uses the values of the determination of the plasma concentration of 3 specific proteins that together allow early detection (at the time of admission to the ICU) of AKI.
  • the three proteins selected are: Erythropoietin (EPO), Klotho (KL) and Fibroblast Growth Factor 23 (FGF23).
  • EPO Erythropoietin
  • KL Klotho
  • FGF23 Fibroblast Growth Factor 23
  • Urinary cystatin C is diagnostic of acute kidney injury and sepsis, and predicts mortality in the intensive care unit. Crit Care. 2010; 14 (3): R85; Parikh CR, Thiessen-Philbrook H, Garg AX, Kadiyala D, Shlipak MG, Koyner JL, et al. Performance of kidney injury molecule- 1 and liver fatty acid-binding protein and combined biomarkers of AKI after cardiac surgery Clin J Am Soc Nephrol. 2013; 8 (7): 1079-88).
  • the performance of determining the concentrations of these proteins to diagnose AKI in medical practice is low, with high percentages of false positives and false negatives.
  • patent publication US2014 / 0038203 A1 it is sought to detect the increase in urine of any of 15 markers or the decrease of 1 in 4 markers.
  • patent publication WO2012094658 methods and compositions are disclosed for monitoring, diagnosis, prognosis, and the determination of treatment regimens in subjects suffering from or suspected of having a kidney injury.
  • the invention relates to the use of one or more assays configured to detect a renal injury marker selected from the group consisting of EGF-like growth factor-binding Proheparin, tenascin C, related Angiopoietin 4 protein, fibroblast growth 19, fibroblast growth factor 21, heparin-binding growth factor 1, angiopoietin-related protein 6, Proepiregulin, Probetacellulin, Amphiregulin, angiogenin, thrombospondin 2, and alpha 1 (XVIII) chain collagen as diagnostic and prognostic biomarkers in renal lesions.
  • a renal injury marker selected from the group consisting of EGF-like growth factor-binding Proheparin, tenascin C, related Angiopoietin 4 protein, fibroblast growth 19, fibroblast growth factor 21, heparin-binding growth factor 1, angiopoietin-related protein 6, Proepiregulin, Probetacellulin, Amphiregulin
  • the invention relates to the use of assays that detect one or more markers selected from the group consisting of late advanced glycosylation soluble to specific receptor products, the protein that increases bactericidal permeability, interleukin 12, fibroblast growth factor 23, the vitamin KC-dependent protein and fatty acid binding Intestinal protein as diagnostic and prognostic biomarkers in renal lesions.
  • markers selected from the group consisting of late advanced glycosylation soluble to specific receptor products, the protein that increases bactericidal permeability, interleukin 12, fibroblast growth factor 23, the vitamin KC-dependent protein and fatty acid binding Intestinal protein as diagnostic and prognostic biomarkers in renal lesions.
  • the invention relates to the use of assays that detect one or more markers selected from the group consisting of soluble CD44 antigen, angiopoietin 1, soluble angiopoietin 1 receptor, CXC chemokine motif 5, soluble endoglin, signal transducer soluble calcium associated with tumor 1, erythropoietin, soluble Fractalkine, heme-oxygenase 1, soluble interleukin 1 type II receptor, interleukin 6 soluble alpha subunit receptor, lympotactin, lymphotoxin- alpha, stromellslna 1, qulmloclnas CC motif 22, CC motive chemokines 5, and thrombospondin 1 as diagnostic and prognostic biomarkers in renal lesions.
  • markers selected from the group consisting of soluble CD44 antigen, angiopoietin 1, soluble angiopoietin 1 receptor, CXC chemokine motif 5, soluble endoglin, signal
  • FGF23-mediated regulation of systemic phosphate homeostasis is Klotho an essential player?", M. Shawkat Razzaque, published in the American Journal of Physiology - Renal Physiology Published 1 March 2009 Vol. 296 no. 3, F470-F476, it is taught that the detection of circulatory FGF23 is an important tool for determining the causes of diseases associated with abnormal metal ion metabolism. Also, it is indicated that the serum level of pre-treatment of FGF23 is a good predictor of the effectiveness of vitamin D therapy in dialysis patients and may also be a useful marker to predict the development of refractory hyperthyroidism (40).
  • FGF23 is an important biomarker of mortality in patients with early renal diseases, particularly patients whose levels of FGF23 are increased before developing hyperphosphatemia. The value of FGF23 in diagnosis is thus suggested, prognosis and therapy. Similarly, compiled genetic evidence of the in vivo importance of KIotho is provided to regulate systemic phosphate homeostasis with FGF23. It is also noted that the functions mediated by FGF23 are mainly dependent on KIotho.
  • KIotho and kidney disease Ming-Chang H et al, J Nephrol. Available in PMC since Nov 30, 201 1 Nov 30 and published as in J Nephrol. 2010 Nov-Dec; 23 (Suppl 16): S136-S144, it is noted that klotho is a very sensitive biomarker of damaged renal functions, and also plays a pathogenic role in kidney disease. In fact it is indicated that KIotho is a key molecule in a wide variety of kidney diseases and has great potential as a diagnostic and prognostic biomarker as well as replacement therapy.
  • KIotho as a potential biomarker and therapy for acute kidney injury
  • Ming-Chang Hu & Orson W. Moe it is indicated that klotho it is a single-pass transmembrane protein that is strongly expressed in the kidneys and is known to act as a co-receptor of fibroblast growth factor 23.
  • Klotho deficiency is an early event in acute renal injury (AKI) , and a pathogenic factor that exacerbates acute kidney damage and contributes to the long-term consequence.
  • AKI acute renal injury
  • the method of the present invention is potentially superior because FGF23, Klotho and EPO have been shown to have an early rise and high sensitivity (close to 100%), with an accuracy greater than 90 % to detect AKI.
  • the method of the present invention offers a way to detect early and follow-up, based on the joint use of the measurements of the 3 specific biomarkers, FGF23, EPO and Klotho, which involves evaluating changes in plasma concentration and / or urinary of the three mentioned proteins, from a blood sample, or alternatively, from a urine sample.
  • Figure 1 Shows the lethality given by average AKI and AKIN3 (more severe form), compared with other conditions of high morbidity and mortality, such as sepsis (infection severe) and myocardial infarction (AMI).
  • FIG. 2 Shows the late response of the creatinine increase (current method of detecting AKI), compared to the drop in renal function (VFG). (Adapted from: Star RA. Treatment of acute renal failure. Kidney Int. 1998; 54: 1817-31)
  • FIG. 3 Shows the steps of the method of the present invention.
  • Figures 4A-4N Shows the negative and positive results of AKI for measurements of FGF23, EPO, Klotho, EPO / klotho, FGF23 / klotho, FGF23 x EPO and FGF23 x EPO / Klotho; and the results of negative AKI and AKI state 1, 2 and 3 for each of the aforementioned indicators separately and EPO / klotho, FGF23 / klotho, FGF23 x EPO and FGF23 x EPO / Klotho.
  • the curves that show the relationship between the plasma levels of these biomarkers and the development of AKI, plus their severity.
  • Figures 5A-5E Shows the ROC curve, sensitivity and specificity of FGF23, and combined indicators FGF23 / Klotho, FGF23 x EPO, to detect renal failure in critical patients, at the time of hospitalization.
  • Figure 6 Shows the Kaplan-Meier survival curve of critically ill patients with sepsis, according to high or low levels of the combined indicator, during the first 30 days after admission to the hospital.
  • the method of the present invention can be applied in critically ill patients due to a serious illness (severe infections, large burns, post-surgery of high complexity, cerebral infarction, among others), to whom an extraction is performed of venous blood samples.
  • the sample is taken, upon admission - by a standard procedure applicable to this type of patients, and then taken - within the first hours, to a clinical or research laboratory, where plasma extraction is performed.
  • the samples can be analyzed by ELISA technique (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) for the determination of plasma levels of FGF23, Klotho and Erythropoietin. Levels that may be available, in the first hours after sampling.
  • the plasma levels (hereinafter, referred to only as levels) thus obtained are incorporated into the following indicators, which allow determining the probability of AKI development in the patient:
  • indicator 1, 2, 3, 4 or two or more thereof is greater than or equal to a cut-off point (10 U) that allows patients with and without AKI to be discriminated with high sensitivity / specificity, it is confirmed a high probability of presence / development of AKI, and measures could be taken for patients with AKI. If the indicator value 1, 2, 3, 4 or two or more of them is less than the aforementioned cut-off point, then the probability of presence / development of AKI is low and standard therapy care could be performed, it is that is, with the contribution of intravenous solutions, prevention of use of nephrotoxics, use of renal replacement therapy in severe AKI, among others.
  • Figures 5A-5N show the ROC analysis (of its English acronym, Receiver Operating Characteristic) obtained by the inventors, which allows determining the aforementioned probability. In addition, these levels would determine the severity of the patient's renal failure.
  • Patient characteristics Patient admitted to the Critical Patients Unit from the Emergency Department or hospitalized in a non-critical unit, with a diagnosis of severe sepsis / septic shock, polytrauma, acute coronary syndrome).
  • Sample collection time Upon entering the Critical Patients Unit (UPC - Intermediate Unit, Intensive Care Unit, Coronary Unit), a sample of venous blood and urine is taken.
  • Critical Patients Unit UPC - Intermediate Unit, Intensive Care Unit, Coronary Unit
  • Sample processing Blood: Plasma extraction and concentration measurement of FGF23, Klotho and Erythropoietin, with results obtained in a few hours.
  • Indicator value less than 10U (cut-off point): Maintain standard therapy, without the need to add crystalloid solutions, without the need for restriction of potentially nephrotoxic drugs. 2) Greater indicator value or equal to 10U: Maintain standard therapy, add crystalloid solutions, restrict use of potentially nephrotoxic drugs, and optionally, perform early emergency dialysis.
  • Patient reassessment Taking new blood samples at 24 and 48 hours, with reassessment of the value of the indicator and redefine the behaviors to follow.
  • Patient characteristics Patient hospitalized in a non-critical unit (not UPC), with a diagnosis of severe sepsis / sepsis, heart failure, liver failure, chronic kidney disease, from the Emergency Department.
  • Sample collection time Upon admission to the hospital, a sample of venous blood and urine is taken.
  • Sample processing Blood: Plasma extraction and measurement of FGF23, Klotho and Erythropoietin, obtaining results in a few hours.
  • Indicator value less than 10U Maintain standard therapy, without the need to add crystalloid solutions, without the need for restriction of potentially nephrotoxic drugs.
  • Indicator value greater than or equal to 10U Consider transfer to Critical Patients Unit given probable medical evolution, add crystalloid solutions, restrict use of potentially nephrotoxic drugs, and optionally, perform early emergency dialysis.
  • Patient reassessment Taking new blood samples at 24 and 48 hours, with reassessment of the value of the indicator and redefine the behaviors to follow.
  • Patient characteristics Patient admitted to the Critical Patients Unit after surgery of medium or high complexity (cardiac surgery, vascular surgery, abdominal surgery, neurosurgery). Sample collection time: Upon admission of Critical Patients Unit (UPC - Intermediate Unit, Intensive Care Unit, Coronary Unit), a sample of venous blood and urine is taken.
  • Critical Patients Unit UPC - Intermediate Unit, Intensive Care Unit, Coronary Unit
  • Sample processing Blood: Plasma extraction and measurement of FGF23, Klotho and Erythropoietin, with results obtained within a few hours.
  • Patient reassessment Taking new blood samples at 24 and 48 hours, with reassessment of the value of the indicator and redefine the behaviors to follow.

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Abstract

Método ex vivo para detectar precozmente injuria renal aguda en pacientes críticos, que comprende el uso de mediciones de Factor de Crecimiento Fibroblástico 23 (FGF23), Klotho (KL) y Eritropoyetina EPO) como biomarcadores, donde tales mediciones se obtiene de una muestra de sangre venosa u orina, permiten calcular los siguientes factores: 1 = ([FGF23]p x [EPO]p) 2 = ([FGF23]p / [Klotho]p) 3 = ([EPO]p) / [Klotho]p) 4 = (([FGF23]p x [EPO]p) / [Klotho]p) donde [X]p es la medición de nivel plasmático de X y X es seleccionado de Factor de Crecimiento Fibroblástico 23 (FGF23), Klotho y Eritropoyetina (EPO). Si el valor del indicador 1, 2, 3, 4 o dos o más de los mismos, es mayor o igual a un punto de corte (10 U) que permite discriminar 10 con alta sensibilidad/especificidad a pacientes con y sin AKI, se confirma una alta probabilidad de presencia/desarrollo de AKI, y se podrían tomar medidas para paciente con AKI. Si el valor indicador 1, 2, 3, 4 o dos o más de los mismos, es menor al punto de corte antes mencionado, entonces la probabilidad de presencia/desarrollo de AKI es baja y se podría realizar una atención de terapia estándar, es decir, con 15 aporte de soluciones endovenosas, prevención de uso de nefrotóxicos, uso de terapia de reemplazo renal en AKI severo, entre otros.

Description

MÉTODO PARA DETECTAR PRECOZMENTE INJURIA RENAL AGUDA EN
PACIENTES CRÍTICOS. USANDO FACTOR DE CRECIMIENTO FIBROBLÁSTICO 23. KLOTHO Y ERITROPOYETINA COMO BIOMARCADORES. CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona con el área de la salud humana. En particular, con un método para detectar precozmente injuria renal aguda en pacientes críticos, que comprende usar Factor de Crecimiento Fibroblástico 23 (FGF23), Klotho (KL) y Eritropoyetina EPO) como biomarcadores.
ANTECEDENTES
La Injuria Renal Aguda (AKI) corresponde a la caída abrupta de la función renal, observada principalmente en pacientes hospitalizados. Es una condición de alta morbilidad y mortalidad en pacientes hospitalizados en unidades de pacientes críticos (UCI - Unidad de Cuidado Intensivo).
El diagnóstico de la AKI, se realiza actualmente en forma tardía, donde existe un daño significativo de la función renal difícil de recuperar, debido a que actualmente no se dispone de herramientas para el diagnóstico más precoz.
La ausencia de diagnóstico precoz ha incidido en la ausencia de tratamientos específicos con la consecuente morbilidad y mortalidad a corto y largo plazo.
Datos obtenidos en un estudio chileno, muestran que la mortalidad a 1 año en pacientes ingresados a una UCI, es de 8% en pacientes sin AKI, 22% en pacientes con AKI, y 42% en pacientes con AKIN 3, forma más severa de AKI. Ver Figura 1 (ver Dougnac A. Rev Med Chile 2007 Guarda E. Rev Med Cardiol 2009 Melani S. Congreso Chileno Nefrología 2012)
La presente invención propone un método que usa los valores de la determinación de la concentración plasmática de 3 proteínas específicas que en conjunto permiten la detección precoz (al momento de ingreso a la ICU) de AKI. Las tres proteínas seleccionas son: Eritropoyetina (EPO), Klotho (KL) y Factor de Crecimiento de Fibroblasto 23 (FGF23). El método de la presente Invención puede ser usado para detectar AKI en cualquier paciente Incluyendo un paciente hospitalizado en sospecha del mismo.
En el arte previo, existen klts comerciales para la medición de la concentración en el plasma, de estas tres proteínas, sin existir ningún klt que evalúe las 3 moléculas en forma conjunta. Sin embargo, a la fecha, estos klts no son utilizados en el estudio de los pacientes AKI.
Hasta la fecha, no se dispone en la práctica clínica de buenos blomarcadores para el diagnóstico de AKI, con rangos de sensibilidad y especificidad, y precisión en la detección, para ser útiles en el manejo de los pacientes.
Se ha publicado que las concentraciones en orina, plasma y/o suero de moléculas como Llpocallna asociada con la gelatlnasa de neutrófllos, (NGAL), clstatlna C, Molécula de Injuria Renal (KIM-1 ), entre otras, aumentan en pacientes con AKI (Haase M, Bellomo R, Devarajan P, Schlattmann P, Haase-Fielitz A. Accuracy of neutrophil gelatinase-associated lipocalcin (NGAL) in diagnosis and prognosis in acute kidney injury: a systematic review and meta-analysis. Am J Kidney Dis 2009,54:1012- 24.; Nejat M, Pickering JW, Walker RJ, Westhuyzen J, Shaw GM, Frampton CM, et al. Urinary cystatin C is diagnostic of acute kidney injury and sepsis, and predicts mortality in the intensive care unit. Crit Care. 2010;14(3):R85; Parikh CR, Thiessen-Philbrook H, Garg AX, Kadiyala D, Shlipak MG, Koyner JL, et al. Performance of kidney injury molecule- 1 and liver fatty acid-binding protein and combined biomarkers of AKI after cardiac surgery. Clin J Am Soc Nephrol. 2013; 8(7): 1079-88). Sin embargo, el rendimiento de la determinación de las concentraciones de estas proteínas para diagnosticar AKI en la práctica médica es bajo, con porcentajes elevados de falsos positivos y falsos negativos. Estos problemas limitan su utilidad en el diagnóstico y tratamiento de los pacientes con AKI.
De hecho, en el mercado existen blomarcadores para falla renal aguda, entre ellas moléculas con alza precoz en falla renal (NGAL, KIM-1 ). Sin embargo, estos blomarcadores disponibles tienen baja senslblldad/especlflcldad de diagnóstico AKI (60-85%). Además, hay demora en la entrega de los resultados de la determinación de concentración de estas proteínas en el rango de horas a días.
Hasta la fecha, hay escasos estudios sobre el uso de biomarcadores en condiciones clínicas reales (la mayoría de éstos en desarrollo; Ronco C, Legrand M, Goldstein SL, Hur M, Tran N, HoweII EC, et al. Neutrophil gelatinase-associated lipocalcin: ready for routine clínica! use? An International perspective. Blood Purif. 2014;37(4):271-85). Una razón de esto es que, como fue mencionado previamente, la sensibilidad/especificidad encontradas en estudios clínicos y metanálisis de gran número de pacientes ha resultado ser inferior a la propuesta originalmente. Por ejemplo, los primeros estudios de NGAL mostraron AUC muy elevadas, de utilidad clínica. Sin embargo, estudios de mayor número de pacientes han mostrado que ésta es muy inferior en condiciones reales, donde el biomarcador sería clínicalmente útil (Haase M, Bellomo R, Devarajan P, Schlattmann P, Haase-Fielitz A. Accuracy of neutrophil gelatinase-associated lipocalcin (NGAL) in diagnosis and prognosis in acute kidney injury: a systematic review and meta-analysis. Am J Kidney Dis 2009;54:1012-24). Además, hasta la fecha no se ha realizado un estudio clínico de adecuada calidad metodológica que permita comparar la utilidad del biomarcador con el uso de una terapia determinada en pacientes críticos (Siew ED, Ware LB, Ikizler TA. Biológica! markers of acute kidney injury. J Am Soc Nephrol. 2011;22:810-20).
En la publicación de patente, US201 1/0059537 A1 , se protege un método para determinar si un sujeto tiene riesgo de AKI en base a la detección de niveles de al menos 2 de las siguientes moléculas como indicadores: MPO, PAI-1 , ΜΙΡ-1 α, ΜΙΡ-1 β, EGF, MCP-1 , G-CSF, FRACT, IL-2, IL-6, IL-10, IL-12, TNFa, sICAM and sVCAM. En la publicación de patente WO2012/068545 A1 , se protege un metido para determinar si un sujeto tiene riesgo de AKI en base a la detección en orina de la concentración 2 proteínas NGAL y KIM-1 .
En la publicación de patente US2014/0038203 A1 , se busca detectar el aumento en orina de alguno de entre 15 marcadores o bien, la disminución de 1 entre 4 marcadores. En la publicación de patente WO2012094658, se divulgan métodos y composiciones para la supervisión, diagnóstico, pronóstico, y la determinación de los regímenes de tratamiento en sujetos que sufren de o sospechosos de tener una lesión renal. En particular, la invención se refiere al uso de un uno o más ensayos configurado para detectar un marcador de lesión renal seleccionado del grupo que consiste de Proheparin de unión a factor de crecimiento similar a EGF, tenascina C, proteína relacionada Angiopoyetina 4, factor de crecimiento de fibroblastos 19, factor de crecimiento de fibroblastos 21 , factor de crecimiento de unión a heparina 1 , proteína relacionada con la angiopoyetina 6, Proepiregulin, Probetacellulin, Amphiregulin, angiogenina, trombospondina 2, y colágeno alfa 1 (XVIII) de la cadena como biomarcadores de diagnóstico y pronóstico en las lesiones renales.
En la publicación de patente WO2010091233, se enseñan métodos y composiciones para la supervisión, diagnóstico, pronóstico, y la determinación de los regímenes de tratamiento en sujetos que sufren de o sospechosos de tener una lesión renal. En particular, la invención se refiere a la utilización de ensayos que detectan uno o más marcadores seleccionados del grupo que consiste de finales de glicosilación avanzada soluble a productos receptor específico, la proteína que incrementa la permeabilidad bactericida, interleucina 12, factor de crecimiento de fibroblastos 23, la proteína dependiente de vitamina K C y proteína Intestinal de unión a ácidos grasos como biomarcadores de diagnóstico y pronóstico en las lesiones renales.
En la publicación de patente WO2010048347, se describen métodos y composiciones para la supervisión, diagnóstico, pronóstico, y la determinación de los regímenes de tratamiento en sujetos que sufren de o sospechosos de tener una lesión renal. En particular, la invención se refiere a la utilización de ensayos que detectan uno o más marcadores seleccionados del grupo que consiste en antígeno CD44 soluble, angiopoyetina 1 , receptor de angiopoyetina 1 soluble, CXC motivo de quimioquinas 5, endoglina soluble, transductor de señal de calcio soluble asociado a tumor 1 , eritropoyetina, Fractalquina soluble, hemo-oxigenasa 1 , receptor de interleucina 1 tipo II soluble, receptor de interleucina 6 subunidad alfa soluble, Linfotactina, linfotoxina- alfa, stromellslna 1 , qulmloclnas CC motivo 22, CC motivo de quimioquinas 5, y trombospondina 1 como biomarcadores de diagnóstico y pronóstico en las lesiones renales.
En la publicación científica de Current Opinión in Nephrology & Hypertension : Julio 2013 - Volumen 22 - Issue 4 - p 397-404, "FGF23 and Klotho in chronic kidney disease" de Olauson, H et al, se enseña alteraciones patológicas de FGF23-Klotho en enfermedades renales crónicas y sugiere a ambos como biomarcadores clínicos que pueden proporcionar estrategias novedosas para aliviar riesgo cardiovascular y progresión lenta de enfermedades renales crónicas.
En la publicación científica, "Secreted Klotho and FGF23 in chronic kidney disease Stage 1 to 5: a sequence suggested from a cross-sectional study", Pavik I et al, recibida el 5 de Abril de 2012 y aceptada el 2 de Agosto de 2012, Oxford Journals Medicine & Health Nephrology Dialysis Transplantation, Volumen 28, Issue 2, páginas 352-359, se enseña que los niveles de Klotho y 1 ,25-dihidroxi vitamina D3 (1 ,25D) decrecen linealmente mientras el nivel de FGF23 aumenta en etapas tempranas y el nivel de la hormona paratiroidea (PTH) se incrementa en etapas más avanzadas, en una enfermedad renal crónica.
En el artículo científico, "FGF23-mediated regulation of systemic phosphate homeostasis: is Klotho an essential player?", M. Shawkat Razzaque, publicado en American Journal of Physiology - Renal Physiology Published 1 Marzo 2009 Vol. 296 no. 3, F470-F476, se enseña que la detección de FGF23 circulatorio es una herramienta importante para determinar las causas de enfermedades asociadas con metabolismo anormal de iones metálicos. También, se indica que el nivel sérico de pre-tratamiento de FGF23 es un buen predictor de la efectividad de la terapia con vitamina D en pacientes con diálisis y puede además ser un marcador útil para predecir el desarrollo de hipertiroidismo refractario (40). Se propone que FGF23 es un importante biomarcador de mortalidad en paciente con enfermedades renales tempranas, en particular pacientes cuyos niveles de FGF23 están incrementados antes de desarrollar hiperfosfatemia. Se sugiere así el valor de FGF23 en diagnóstico, pronóstico y terapia. De igual forma, se proporciona evidencia genética compilada de la importancia in vivo de KIotho para regular la homeostasis sistémica de fosfato con FGF23. Asimismo, se señala que las funciones mediada por FGF23 son principalmente dependiente de KIotho.
En la publicación científica, "KIotho and kidney disease", Ming-Chang H et al, J Nephrol. Disponible en PMC desde el 30 de Nov de 201 1 Nov 30 y publicadao como en J Nephrol. 2010 Nov-Dic; 23(Suppl 16): S136-S144, se señala que klotho es un biomarcador muy sensible de funciones renales dañadas, y además juega un rol patogénico en la enfermedad renal. De hecho se indica que KIotho es una molécula clave en una amplia variedad de enfermedades renales y tiene un gran potencial como biomarcador de diagnóstico y pronóstico así como también de terapia de reemplazo. En el artículo científico publicado en la revista Kidney International (2010) 78, 1208- 1210, "KIotho in acute kidney injury: biomarker, therapy, or a bit of both?" por Aiello S y cois., se indica que el diagnóstico de injuria renal aguda (AKI) se basa en un incremento de creatinina sérica o un descenso en la cantidad de orina. Para ser efectivo, el tratamiento de AKI debiera comenzar muy temprano luego de injuria, mucho antes de que suba la concentración de creatinina sérica. Así, realmente se necesitan marcadores biológicos sensibles de injuria tubular en AKI, y se propone que KIotho podría ser un biomarcador y objetivo terapéutico de AKI inducido por isquemia. En el artículo científico publicado en la revista Nature Reviews Nephrology 8, 423-429 (Julio 2012), "KIotho as a potential biomarker and therapy for acute kidney injury", por Ming-Chang Hu & Orson W. Moe, se indica que klotho es una proteína transmembrana de paso único que se expresa fuertemente en los ríñones y se sabe actúa como co- receptor del factor de crecimiento de fibroblasto 23. Además, se indica que la deficiencia de Klotho es un evento temprano en injuria renal aguda (AKI), y un factor patogénico que exacerba el daño renal agudo y contribuye a consecuencia de largo plazo. La recuperación por suplementación exógena o estimulación de endógena de Klotho puede prevenir o aminorar la injuria, promueva la recuperación y suprime la fibrosis para mitigar el desarrollo de la enfermedad renal crónica. Luego, se propone a klotho como un candidato altamente promisorio ya sea como biomarcador o agente terapéutico para AKI.
Con esto, es claro que si bien se han divulgado diversos métodos para detección de AKI, o enfermedades renales, ninguno de estos documentos mide y usa en forma conjunta, la medición de los niveles (concentración en plasma) de los tres marcadores que se proponen en la presente invención.
Tal como demuestran, los ejemplos que se incluyen más adelante, el método de la presente invención es potencialmente superior porque FGF23, Klotho y EPO han demostrado tener un alza precoz y de alta sensibilidad (cercana al 100%), con una precisión superior al 90% para detectar AKI.
Los ejemplos también demuestran que las mediciones de concentración en plasma de FGF23 y Klotho son predictores pronósticos de mortalidad de los pacientes. Los pacientes con niveles elevados de FGF23 o niveles disminuidos de Klotho, tienen un aumento de la mortalidad a 30 días versus aquellos con niveles en rangos normales (mortalidad: 22% versus 0%). Estos valores, no han sido observados - en ninguno de los otros biomarcadores estudiados hasta la fecha.
En la sección ejemplos, se proporcionan datos que demuestran que los niveles plasmáticos de FGF23, EPO y Klotho, son predictores para detectar AKI, severidad de AKI y riesgo de muerte del paciente, y las mediciones de estos biomarcadores tomados en forma conjunta, muestran ser superiores a los disponibles en la actualidad.
Así, el método de la presente invención, ofrece una forma de detectar precozmente y de seguimiento, basado en el uso conjunto de las mediciones de los 3 biomarcadores específicos, FGF23, EPO y Klotho, que involucra evaluar los cambios en la concentración plasmática y/o urinaria de las tres proteínas mencionadas, a partir de una muestra de sangre, o alternativamente, desde una muestra de orina.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1 Muestra la letalidad dada por AKI promedio y AKIN3 (forma más severa), comparada con otras condiciones de elevada morbimortalidad, como sepsis (infección grave) e infarto al miocardio (IAM).
Figura 2 Muestra la respuesta tardía del alza de creatinina (método actual para detectar AKI), comparada con la caída de la función renal (VFG). (Adaptado de: Star RA. Treatment of acute renal failure. Kidney Int. 1998; 54:1817-31 )
Figura 3 Muestra los pasos del método de la presente invención.
Figuras 4A-4N Muestra los resultados de negativos y positivos de AKI para mediciones de FGF23, EPO, Klotho, EPO/klotho, FGF23/klotho, FGF23 x EPO y FGF23 x EPO/Klotho; y los resultados de AKI negativo y AKI estado 1 , 2 y 3 para cada uno de los indicadores antes mencionados por separado y EPO/klotho, FGF23/klotho, FGF23 x EPO y FGF23 x EPO/Klotho. Las curvas que muestran la relación entre los niveles plasmáticos de dichos biomarcadores y el desarrollo de AKI, más su severidad.
Figuras 5A-5E Muestra la curva ROC, sensibilidad y especificidad de FGF23, e indicadores combinados FGF23/Klotho, FGF23 x EPO, para detectar falla renal en pacientes críticos, al momento de hospitalización.
Figura 6 Muestra la curva de sobrevida de Kaplan-Meier de los pacientes críticos con sepsis, según niveles altos o bajos del indicador combinado, durante los primeros 30 días desde el ingreso al hospital.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
A modo de ejemplo, el método de la presente invención se puede aplicar en pacientes críticos debido a una enfermedad grave (infecciones severas, grandes quemados, post cirugías de alta complejidad, infarto cerebral, entre otras), a los que se les realiza una extracción de muestras de sangre venosa.
Se realiza la toma de muestra, al ingreso - mediante un procedimiento estándar aplicable a este tipo de pacientes, para luego llevarla - dentro de las primeras horas, a un laboratorio clínico o de investigación, donde se realiza la extracción de plasma. Así, las muestras pueden ser analizadas mediante técnica de ELISA (de sus siglas en inglés, Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) para la determinación de los niveles plasmáticos de FGF23, Klotho y Eritropoyetina. Niveles que pueden estar disponible, en las primeras horas posteriores a la toma de muestra.
Los niveles plasmáticos (en adelante, denominados solo como niveles) así obtenidos se incorporan en ios siguientes indicadores, que permiten determinar la probabilidad de desarrollo de AKI en el paciente:
Indicadores:
1 = ([FGF23]p x [EPO]p)
2 = ([FGF23]p / [Klotho]p)
3 = ([EPO]p) / [Klotho]p)
4 = (([FGF23]p x [EPO]p) / [Klotho]p) donde [X]p es la medición de nivel plasmático de X y X es seleccionado de Factor de Crecimiento Fibroblástico 23 (FGF23), Klotho y Eritropoyetina (EPO).
Si el valor del indicador 1 , 2, 3, 4 o dos o más de los mismos, es mayor o igual a un punto de corte (10 U) que permite discriminar con alta sensibilidad/especificidad a pacientes con y sin AKI, se confirma una alta probabilidad de presencia/desarrollo de AKI, y se podrían tomar medidas para paciente con AKI. Si el valor indicador 1 , 2, 3, 4 o dos o más de ios mismos, es menor al punto de corte antes mencionado, entonces la probabilidad de presencia/desarrollo de AKI es baja y se podría realizar una atención de terapia estándar, es decir, con aporte de soluciones endovenosas, prevención de uso de nefrotóxicos, uso de terapia de reemplazo renal en AKI severo, entre otros.
Las Figuras 5A-5N muestran el análisis ROC (de sus sigla en inglés, Receiver Operating Characteristic) obtenido por los inventores, el que permite determinar la probabilidad antes mencionada. Además, dichos niveles permitirían determinar, la severidad de la falla renal del paciente.
También, se determina si el paciente tiene una alta o baja probabilidad que durante su hospitalización requiera drogas vasoactivas (medicamentos dados a pacientes con presión arterial muy baja para normalizarla) o diálisis. Las curvas de sobrevida global de Kaplan-Meier a 30 días desde el ingreso al hospital, muestran el riesgo de mortalidad en estos pacientes, estratificados por un valor menor a 10U (punto de corte) y mayor o igual a 10U.
Estos datos se encontrarían disponibles en las primeras horas desde el ingreso del paciente, por lo que se podrían definir anticipadamente, las medidas a tomar para prevenir el desarrollo de daño renal en el paciente que desarrolle una franca falla renal.
En la siguiente sección, se proporcionan ejemplos a partir de los cuales fue posible construir las gráficas 4A-4N, 5A-5E y 6.
EJEMPLOS EJEMPLO 1 :
Características del paciente: Paciente ingresado a la Unidad de Pacientes Críticos provenientes desde el Servicio de Urgencia u hospitalizado en unidad no crítica, cursando con diagnóstico de sepsis severa/shock séptico, politraumatismo, síndrome coronario agudo).
Momento de toma de muestra: Al ingreso de Unidad de Pacientes Críticos (UPC - Unidad de Intermedio, Unidad de Cuidados Intensivos, Unidad Coronaria), se toma una muestra de sangre venosa y orina.
Procesamiento de la muestra: Sangre: Extracción de plasma y medición de la concentración de FGF23, Klotho y Eritropoyetina, con obtención de resultados en pocas horas.
Análisis de resultados: Determinación de niveles plasmáticos y valor de indicador combinado doble y triple, es decir, 1 = (valor FGF23 x valor EPO), 2 = (valor FGF23/valor Klotho), 3 = (valor EPO)/valor Klotho) y 4 = ((valor FGF23 x valor EPO)/valor Klotho). El resultado se usa para establecer una recomendación de tratamiento según sea el valor de indicador (mayor o menor a 10U).
Acciones posibles: 1 ) Valor indicador menor a 10U (punto de corte): Mantener terapia estándar, sin necesidad de agregar soluciones cristaloides, sin necesidad de restricción de medicamentos potencialmente nefrotóxicos. 2) Valor indicador mayor o igual a 10U : Mantener terapia estándar, agregar soluciones cristaloides, restringir uso de medicamentos potencialmente nefrotóxicos, y opcionalmente, realizar diálisis temprana de urgencia.
Reevaluación de paciente: Toma de nuevas muestras de sangre a las 24 y 48 horas, con reevaluación del valor del indicador y redefinir las conductas a seguir.
EJEMPLO 2
Características del paciente: Paciente hospitalizado en unidad no crítica (no UPC), cursando con diagnóstico de sepsis/sepsis severa, insuficiencia cardiaca, insuficiencia hepática, enfermedad renal crónica, proveniente desde Servicio de Urgencia.
Momento de toma de muestra: Al ingreso al hospital, se realiza una toma de muestra de sangre venosa y orina.
Procesamiento de la muestra: Sangre: Extracción de plasma y medición de FGF23, Klotho y Eritropoyetina, con obtención de resultados en pocas horas.
Análisis de resultados: Determinación de niveles plasmáticos y valor de indicador combinado doble y triple tal como se mencionó en el Ejemplo 1 . El resultado se usa para establecer una recomendación de tratamiento según sea el valor de indicador (mayor o menor a 10U, punto de corte).
Acciones posibles: 1 ) Valor indicador menor a 10U: Mantener terapia estándar, sin necesidad de agregar soluciones cristaloides, sin necesidad de restricción de medicamentos potencialmente nefrotóxicos. 2) Valor indicador mayor o igual a 10U: Considerar traslado a Unidad de Pacientes Críticos dado probable mala evolución médica, agregar soluciones cristaloides, restringir uso de medicamentos potencialmente nefrotóxicos, y opcionalmente, realizar diálisis tempranade urgencia. Reevaluación de paciente: Toma de nuevas muestras de sangre a las 24 y 48 horas, con reevaluación del valor del indicador y redefinir las conductas a seguir.
EJEMPLO 3
Características del paciente: Paciente ingresado a la Unidad de Pacientes Críticos posterior a cirugía de mediana o alta complejidad (cirugía cardiaca, cirugía vascular, cirugía abdominal, neurocirugía). Momento de toma de muestra: Al Ingreso de Unidad de Pacientes Críticos (UPC - Unidad de Intermedio, Unidad de Cuidados Intensivos, Unidad Coronaria), se toma una muestra de sangre venosa y orina.
Procesamiento de la muestra: Sangre: Extracción de plasma y medición de FGF23, Klotho y Eritropoyetina, con obtención de resultados a las pocas horas.
Análisis de resultados: Determinación de niveles plasmáticos y valor de indicador combinado doble y triple tal como se mencionó en el Ejemplo 1 . El resultado se usa para establecer una recomendación de tratamiento según sea el valor de indicador (mayor o menor a 10 U, punto de corte).
Acciones posibles: 1 ) Valor indicador menor a punto de corte: Mantener terapia estándar, sin necesidad de agregar soluciones cristaloides, sin necesidad de restricción de medicamentos potencialmente nefrotóxicos. 2) Valor indicador mayor o igual a punto de corte: Mantener terapia estándar, agregar soluciones cristaloides, restringir uso de medicamentos potencialmente nefrotóxicos, y opcionalmente, realizar diálisis temprana de urgencia.
Reevaluación de paciente: Toma de nuevas muestras de sangre a las 24 y 48 horas, con reevaluación del valor del indicador y redefinirlas conductas a seguir.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Método para detectar precozmente injuria renal aguda (AKI), CARACTERIZADO porque comprende las siguientes etapas:
a) tomar una muestra de sangre venosa u orina, y analizar las muestras mediante una técnica de inmunoensayo incluyendo ELISA para determinar los niveles plasmáticos de Factor de Crecimiento Fibroblástico 23 (FGF23), Klotho y Eritropoyetina (EPO); y
b) calcular con los niveles plasmáticos de a), los indicadores
1 = ([FGF23]p x [EPO]p)
2 = ([FGF23]p / [Klotho]p)
3 = ([EPO]p) / [Klotho]p)
4 = (([FGF23]p x [EPO]p) / [Klotho]p) donde [X]p es la medición de nivel plasmático de X y X es seleccionado de Factor de Crecimiento Fibroblástico 23 (FGF23), Klotho y Eritropoyetina (EPO), y luego, si el valor de! indicador 1 , 2, 3, 4 o dos o más de los mismos, es mayor o igual a 10U (punto de corte) que permite discriminar con alta sensibilidad/especificidad a pacientes con y sin AKi, se confirma una alta probabilidad de presencia/desarrollo de AK!, pero si el valor indicador es menor a 10 U, entonces la probabilidad de presencia/desarrollo de AK! es baja.
2. Uso délo Factor de Crecimiento Fibroblástico 23, Klotho y Eritropoyetina CARACTERIZADO porque sirven como biomarcadores para injuria renal aguda (AKI) cuando mediante una técnica de inmunoensayo incluyendo ELISA se miden sus niveles plasmáticos en una muestra biológica seleccionada de sangre u orina, determinando dichos niveles plasmáticos los siguientes indicadores:
1 = ([FGF23]p x [EPO]p)
2 = ([FGF23]p / [Klotho]p)
3 = ([EPO]p) / [Klotho]p)
4 = (([FGF23]p x [EPO]p) / [Klotho]p) donde [X]p es la medición de nivel plasmáticode X y X es seleccionado de Factor de Crecimiento Fibroblástico 23 (FGF23), Klotho y Eritropoyetina (EPO),y si el valor del indicador 1 , 2, 3, 4 o dos o más de los mismos, es mayor o igual a 10U (punto de corte) que permite discriminar con alta sensibilidad/especificidad a pacientes con y sin AKI, se confirma una alta probabilidad de presencia/desarrollo de AKI, pero si el valor indicador es menor a 10 U, entonces la probabilidad de presencia/desarrollo de AKI es baja.
3. El uso de la reivindicación 2 CARACTERIZADO porque sirve como biomarcador para injuria renal aguda en pacientes críticos.
PCT/CL2016/050056 2015-10-15 2016-10-14 Método para detectar precozmente injuria renal aguda en pacientes críticos, usando factor de crecimiento fibroblastico 23, klotho y eritropoyetina como biomarcadores WO2017063100A1 (es)

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