Kidney injury molecule-1

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
Kidney Injury Molecule 1
שמות אחרים	TIM-1 או T cell immunoglobulin & mucin domain 1 , וכן Hepatitis A virus cellular receptor 1 (HAVcr-1) , ו-KIM-1, כמו גם CD365.
מעבדה	כימיה בשתן
תחום	נזק כלייתי כרוני וחריף
טווח ערכים תקין	פחות מ-1 ננוגרם/מ"ל
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

מטרת הבדיקה

רמות מוגברות בשתן של KIM-1, עשויות לסיוע באבחון נזק כלייתי בעיקר לאבוביות הקריבניות (פרוקסימליות). בדיקה זו יכולה לתת הערכה פרוגנוסטית מוקדמת לגבי מטופלים עם אי-ספיקת כליות חריפה (להלן AKI), ויכולה לסייע לקלינאי לנקוט צעדים מוקדמים להאטה של ההתדרדרות הכלייתית לאחר AKI.

המבנה של KIM-1

מולקולת KIM-1 מכילה 339 חומצות אמינו, כאשר הקצה ה-N טרמינאלי שלה הוא הקצה המשתרבב מפני התא החוצה, וחלק חיצוני זה מורכב 272 חומצות אמינו המכילים את המקטע דמוי-אימונוגלובולין וכן את מקטע ה-mucin. המקטע החיצוני (ectodomain) יכול להיות מופרש לשתן במצבי פגיעה איסכמית וניתן לגילוי בעזרת נוגדנים ספציפיים. מכאן ששיטות גילוי אימונולוגיות הן השיטות המקובלות לגילוי ולכימות שלו בשגרת המעבדה הקלינית.

KIM-1 הוא גליקופרוטאין ממברנלי type 1, המכיל בחלק החוץ-תאי שלו מקטע חדש המכיל 6 שיירי ציסטאין דמוי-אימונוגלובולין, שני אתרי N-גליקוזילציה וכן מקטע עשיר ב- Thr/Ser/Pro האופייני לחלבונים עם אתרי O-גליקוזילציה. KIM-1 מכיל כמובן מקטע תוך-או טרנס-ממברנלי, וכן מקטע תוך-תאי קצר יחסית עם tyrosine phosphorylation signalling motif בתאי הכליה שסימונו KIM-1b.

אנליזה של רצף חומצות האמינו קבעה ש-339 חומצות האמינו של KIM-1, היו בעלי זהות של 79% בין הגליקופרוטאין האנושי וזה של קופים. חלבון זה מכיל רצף איתות (signal sequence), מקטע N-טרמינאלי של 109 חומצות אמינו עשיר בציסטאין המכיל רק אתר אחד של N-גליקוזילציה (בצבע אפור), מקטע mucin של 163 חומצות אמינו העשיר ברצף Thr/Ser/Pro המכיל 3 אתרי O-גליקוזילציה (בצבע כחול), ומקטע תוך תאי בן 48 חומצות אמינו (צבוע בלבן).

רקע פיזיולוגי

KIM-1 הידוע גם כ-TIM-1 וכן כ-HAVcr-1, הוא גליקופרוטאין טרנס-ממברנלי המכיל mucin חוץ-תאי וכן מקטעים (domains) של אימונוגלובולין (Chimura וחב' ב-J Biol Chem משנת 1998). הוא מבוטא במידה מעטה ביותר בתאי אפיתל של כליות בריאות, אך הביטוי שלו מתגבר משמעותית בעקבות נזק בתר-איסכמי באבוביות הקריבניות (proximal tubules). המקטע החוץ-תאי של KIM-1 מופיע בשתן זמן קצר לאחר הופעת הנזק האיסכמי המתואר וניתן לגלותו באופן איכותי בבדיקת סקר על ידי טבילת מקלון (dipstick) מתאים בשתן, מה שהופך את KIM-1 לסמן נוח וניתן לגילוי ולהערכה איכותית של נזק כלייתי חריף (להלן AKI).

ה-mRNA של הגליקופרוטאין הידוע כ-kidney injury molecule-1 המסומן במכרסמים כ-kim-1 ובבני-אדם כ-KIM-1, זוהה בשיטה המבוססת על PCR הידועה כ- representational difference analysis של cDNA שפותחה על ידי Hubank ו-Schatz ופורסמה בשנת 1994 ב-Nucl Acid Res. היה זה Joseph Bonventre במעבדתו ב-Harvard Med School בשיתוף פעולה עם Ichimura שהשתמשו לראשונה ב-1998 ב-J Biol Chem תוך שימוש בשיטה המתוארת כאן לחפש גנים שהביטוי שלהם התגבר מאוד 24-48 שעות לאחר איסכמיה בחולדות, ומצאו שביטוי הגן Kim-1 עלה באופן הבולט ביותר. אוטולוגים של KIM-1 נמצאים במינים רבים כולל דגי Zebra, קופים וכלבים.

תאגיד פרמצבטי גדול נקט בשיטה גנומית להעריך גנים המתבטאים-ביתר לאחר טיפול בציספלטין הידוע כמשרה נזק נפרוטוקסי, ואכן מצאו שהגן Kim-1 הגדיל את ביטויו יותר מכל אחד מגנים אחרים שנסרקו (Amin וחב' ב-Environ Health Perspect משנת 2004). מספר גדול של מחקרים בחיות הראו יצירה ניכרת של החלבון Kim-1 באזורים מושפעים של האבוביות הקריבניות כל אימת שרעלן או תרחיש פתו-פיזיולוגי גרם לפגיעה בהתמיינות (dedifferntiation) של אפיתל הכליה (Ichimura וחב' ב-Am J Physiol Renal Physiol משנת 2004, Vaidya וחב' באותו כתב עת משנת 2006, ו-Zhou וחב' ב-Toxicol Sci משנת 2009).

תהליך ה- dedifferntiation הוא ביטוי מאוד מוקדם של תגובת תאי האפיתל לפגיעה (Bonventre וחב' ב- J Am Soc Nephrol משנת 2003). הגליקופרוטאין KIM-1 מבוטא גם בלימפוציטים אם כי ברמות נמוכות בהרבה, ולכן קרוי גם T-cell immunoglobulin mucin (TIM)-1. דווח גם ש-KIM-1 מבוטא גם בשבלול האוזן (cochlea) בתגובה לנזק הנגרם מטיפול בציספלטין (Mukherjea וחב' ב-Neuroscience משנת 2006). משפחת KIM/TIM מורכבת מ-8 חברים בעכברים, ששה בחולדות ו-3 באדם (Kuchroo וחב' ב-Adv Immunol משנת 2006). על ידי שימוש באנליזות סטנדרטיות כגון western blot או northern blot כמו גם אימונו-ציטוכימיה, הגן Kim-1 או ביטויו, אינם ניתנים לגילוי בכליה הנורמאלית. לאחר נזק כלייתי מופיע במהירות KIM-1 mRNA וחלה עלייה ניכרת ברמת החלבון KIM-1 הממוקם בריכוזים גבוהים בממברנה האפיקלית של האבוביות הקריבניות באזור בו האבוביות נפגעו באופן הניכר ביותר. במקרה של השרייה ניסויית של איסכמיה במכרסמים, ביטויו של Kim-1 הוא בעיקר בקטע S3 של האבובית הקריבנית. בבני-אדם, איסכמיה או נזק טוקסי הגורם לפגיעה כלייתית חריפה (AKI), ביטויו של KIM-1 הוא בשלושת הקטעים של האבובית הקריבנית.