La fattibilità dell'utilizzo del SERS per monitorare la funzione del trapianto di rene

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PARTE Ⅱ: Correlazione delle impronte spettroscopiche Raman potenziate in superficie dell'urina ricevente un trapianto di rene con i parametri di funzionalità renale

Zhongli Huang, Shijian Feng et al.

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Monitoraggio di routine ditrapianto renale funzioneè necessario per le cure standard nella gestione post-trapianto, comprese le frequenti misurazioni della creatinina sierica con o senza biopsia renale. Tuttavia, l'invasività di questi metodi con il potenziale di complicazioni clinicamente significative li rende tutt'altro che ideali. L'obiettivo di questo studio era quello di sviluppare uno strumento non invasivo per il monitoraggiotrapianto renalefunzione utilizzandoSpettroscopia Raman con superficie migliorata (SERS). Sono stati raccolti campioni di urina e sanguerenetrapiantodestinatari dopo l'intervento chirurgico. A base di nanoparticelle d'argentoSERSgli spettri delle urine sono stati misurati e valutati utilizzando l'analisi dei minimi quadrati parziali (PLS). IlSERSgli spettri sono stati confrontati con i marcatori chimici convenzionali direnetrapiantofunzioneper valutarne la capacità predittiva. Un totale di 110trapianto renalei destinatari sono stati inclusi in questo studio. I risultati del PLS hanno mostrato una correlazione significativa con la proteina urinaria (R2=0.4660, p<><0.01), and="" urea(r2=""><0.01).furthermore, the="" prediction="" of="" the="" blood="" markers="" of="">trapianto renalefunzioneusando l'urinaSERSspettri è stato indicato da R2=0.7628(p<0.01)for serum="" creatinine="" and="" r2="0.6539" for=""><0.01)for blood="" urea="" nitrogen.="" this="" preliminary="" study="" suggested="" that="" the="" urine="">SERSl'analisi spettrale potrebbe essere utilizzata come metodo conveniente per la valutazione rapida direnetrapiantofunzione.

cistanche tubolosa benefici: migliora la funzionalità renale

DISCUSSIONE

Nelle cliniche,inviare-trapianto renalefunzioneè determinato principalmente dal monitoraggio del livello di SCr e dal calcolo dell'eGFR. Ciò comporta campioni di sangue ottenuti con l'ago, che possono essere fastidiosi e persino traumatizzare alcuni pazienti. Esistono altri metodi per valutare la funzione renale, come 24-h clearance dell'UCR e scansioni di medicina nucleare. Tuttavia, questi metodi vengono eseguiti raramente per l'assistenza post-trapianto secondaria a molteplici fattori, tra cui logistica, spese e preoccupazioni per quanto riguarda l'imprecisione quando iltrapianto renale funzioneè povero. Pertanto, uno strumento rapido e non invasivo per monitorare larenetrapiantofunzionesarebbe un'alternativa desiderabile a questi mezzi convenzionali. Al giorno d'oggi, i metodi di imaging non invasivi, tra cui l'ecografia (US), la tomografia computerizzata (TC), la risonanza magnetica (MRI) e la scintigrafia renale (RSG) sono comunemente usati nelle cliniche; tuttavia, questi metodi di imaging presentano degli svantaggi rispetto all'uno o all'altro, gli Stati Uniti hanno un'elevata variabilità tra osservatori che crea difficoltà nell'interpretazione dell'imaging. La TC e la risonanza magnetica possono fornire i dettagli dell'anatomia del trapianto renale e del tessuto circostante, ma è difficile misurare la funzione renale utilizzando queste tecniche. RSG, d'altra parte, può mostrare i modelli di escrezione, la perdita e la morfologia del rene, tuttavia non può fornire le informazioni necessarie per differenziare tra AR e ATN. Inoltre, la maggiore preoccupazione per la seriazione del nuclide è il basso tasso di scarica dovuto ai poverirenetrapiantofunzione.

L'urina, un prodotto del rene, contiene migliaia di molecole che riflettono l'omeostasi del corpo e lo stato metabolico in un dato momento. Inoltre, rappresenta un campione che è prontamente disponibile con mezzi non invasivi. La cosa più significativa per la funzione renale e la salute dei reni può essere determinata dalle misurazioni delle proteine ​​​​urinarie, dell'UCR e dell'urea nelle urine. Ad esempio, i reni sani non consentono a molte proteine ​​di passare attraverso i filtri glomerulari, ma un rene danneggiato o malato può perdere una grande quantità di proteine, come l'albumina, dal sangue alle urine. Pertanto, è ragionevole valutare iltrapianto renale funzioneattraverso la misurazione chimica delle urine.

a cosa serve il cistanche: migliorare la funzionalità renale

Nel presente studio, abbiamo utilizzatoSERScome strumento di valutazione non invasivotrapianto renale funzionedopo l'intervento chirurgico. I nostri dati hanno potenzialmente dimostrato la fattibilità dell'utilizzoSERSper monitorare ilrenetrapiantofunzionenel primo periodo postoperatorio. Abbiamo trovato una forte correlazione traSERSspettri e sostanze biochimiche sia nelle urine che nel sangue (proteine ​​urinarie/UCR/urea, SCr/BUN)(p<0.01). previously,="" we="" demonstrated="" that="">SERSgli spettri sono in grado di rilevare o prevedere il danno renale in un modello di ratto24. È stato riconosciuto che la composizione chimica dell'urina darenetrapiantodestinatari è più complicato di quelli dei modelli di ratto e nonrenetrapiantopazienti (ad es. pazienti con malattie renali), poiché i pazienti trapiantati hanno una funzione renale residua e assumono regolarmente immunosoppressori (ad es. tacrolimus, micofenolato mofetile, ecc.). I diversi farmaci terapeutici e l'attività del rene residuo potrebbero determinare composizioni di urina diverse da un paziente all'altro. Nel presente studio, abbiamo dimostrato con successo che l'urinaSERSspettri di una piccola coorte direnetrapiantoi riceventi sono in grado di predire i biomarcatori renali essenziali in presenza di interferenza da questi fattori incerti (funzione renale residua e farmaci terapeutici) e altri fattori sconosciuti. Ci sono altri studi in letteratura che hanno anche valutato le capacità della RS di rilevare le concentrazioni dei costituenti biochimici nelle urine. Ad esempio, la creatinina nell'urina umana inalterata da un set di dati di calibrazione che utilizza RS è indicata da un Root Mean Square Error (RMSE) di {{0}},4332 mmol/L30. Nella misurazione di 61 campioni di urina umana (esclusi 12 valori anomali) utilizzando RS a base di fibra ottica a nucleo liquido e analisi statistica multivariata, l'errore statistico per la quantificazione della creatinina è 0,4508 mmol/L31. Nello studio di Dou et al, i coefficienti di correlazione tra le concentrazioni di urea e creatinina nei campioni di urina sono presentati dall'intensità dei picchi Raman a 1013 e 692 cm-1 in RS, che mostrano un R{{13 }}.991 e R2=0.998, rispettivamente. E i limiti di rilevamento in questo studio sono rispettivamente 174,93 e 13,2603 mmol/L. Wang et al. hanno anche studiato ilSERSper la misurazione della concentrazione di creatinina in campioni di urina sia artificiale che umana, dimostrando un coefficiente di correlazione di r{{0}}.99 nei campioni di urina artificiale nell'intervallo 3.3946-13. 6139 mmol/L e r=0.96 nei campioni di urina umana nell'intervallo di 0.2263-10.1662 mmol/L35. In uno studio di follow-up, questi autori hanno riportato R=0.968 in una correlazione lineare delle concentrazioni di creatinina con l'intervallo da 0,442 a 15,1167 mmol/L34. Saatkamp et al. riportano gli spettri RS parzialmente selezionati per prevedere le concentrazioni di urea e UCR nelle urine con il coefficiente di correlazione rispettivamente di r=0.90 e r=0.9135. In uno studio separato, hanno identificato i picchi in modo specifico per la creatinina con R2=0.968 utilizzando creatinina addizionata in tre diverse soluzioni: creatinina in acqua, una miscela di creatinina e urea in acqua e creatinina nell'urina artificiale entro concentrazioni fisiologicamente rilevanti. Tutti questi risultati possono supportare il concetto cheSERSpuò essere considerata una tecnica affidabile per monitorare le funzioni dei reni trapiantati in modo non invasivo e rapido.

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Rispetto ai metodi convenzionali,SERSha molti vantaggi. Innanzitutto, non è invasivo. Utilizzando uno strumento ottico, non provoca alcun danno al corpo del paziente e i campioni possono essere ottenuti in modo non invasivo e conveniente. In clinica, una delle complicazioni più gravi dopo l'intervento chirurgico è l'infezione37. Ciò è particolarmente vero per quei pazienti trapiantati che assumono regolarmente farmaci immunosoppressori, per i quali il tasso di infezione e mortalità è superiore rispetto ai pazienti chirurgici senza trapianto8. Per ridurre al minimo i tassi di infezione, è necessario un metodo non invasivo e dovrebbe essere la scelta migliore. Inoltre, perrenetrapiantopazienti, il monitoraggio di routine della funzione del trapianto dopo l'intervento chirurgico è molto critico per prolungare la sopravvivenza dei trapianti. I risultati del presente studio lo indicanoSERSpuò fornire un'opzione conveniente, non invasiva e indolore per i controlli di routine di quei pazienti. Secondo,SERSpuò rilevare rapidamente il cambiamento di più sostanze in un campione. I metodi biochimici convenzionali come il metodo di immunoreattività enzimatica esaminano solo una sostanza alla volta, il che richiede molto tempo. Nella tecnologia,SERSè progettato per rilevare il legame covalente all'interno delle molecole che è diverso tra le diverse molecole. Pertanto, è in grado di differenziare più sostanze contemporaneamente. Terzo, potenzialmenteSERSè uno strumento più conveniente, più economico (economico) e più veloce rispetto alle tecniche convenzionali nei laboratori biochimici clinici. IlSERSla procedura può essere completata in meno di 1 s nello strumento e i dati possono essere calcolati e riportati immediatamente. Ultimo ma meno importante, ha un grande potenziale in altri campi, come la rapida valutazione dei donatori di rene deceduti, dove la funzione renale di base può talvolta essere messa in discussione.

Bisogna riconoscere il limite di questo studio preliminare, che era principalmente legato al numero limitato di pazienti (110 pazienti) provenienti da un unico centro trapianti. In questa piccola coorte, la distribuzione di alcune variabili come le proteine ​​urinarie non era così ampia, la capacità di Ag NP-basedSERSera basso nella previsione della proteina urinaria e forse dell'SCR.

Benefici dell'estratto di cistanche: prevenire l'insufficienza renale

CONCLUSIONE

In questo studio. abbiamo dimostrato l'elevata fattibilità dell'utilizzo di Ag NP non invasivoSERSdelle urine per predire ilrenetrapiantofunzione, indicato dal fatto che gli spettri di urina diSERSsono predittivi sia dei costituenti biochimici dell'urina che del sangue (ad es. proteine ​​dell'urina, UCR e urea urinaria e SCr e BUN) che convenzionalmente riflettono la salute del rene. Sono necessarie ulteriori ricerche, idealmente in una coorte più ampia, per convalidare i risultati di questo studio e per costruire modelli più precisi per il monitoraggiorenetrapiantofunzionenei pazienti in futuro.

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