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Un nouveau biomarqueur améliore considérablement la sensibilité diagnostique de la maladie rénale rare, la glomérulonéphrite fibrillaire

Une équipe de pathologistes de la Mayo Clinic a découvert un nouveau biomarqueur tissulaire, DNAJB9, pour la glomérulonéphrite fibrillaire (FGN), une maladie rénale rare de pathogenèse inconnue et de perspectives médiocres – près de la moitié des patients se retrouvent sous dialyse dans les quatre ans suivant le diagnostic. DNAJB9 est le premier biomarqueur de la glomérulonéphrite découvert par microdissection laser / spectrométrie de masse, ainsi que le premier biomarqueur du FGN.

Cette protéine pathogène était restée insaisissable depuis que la maladie a été décrite pour la première fois en 1977.

«Le diagnostic de FGN a toujours reposé sur l’utilisation de caractéristiques histologiques, histochimiques et cliniques qui se chevauchent avec d’autres maladies glomérulaires», explique Surendra Dasari, Ph.D., bioinformaticien au Département de recherche en sciences de la santé de Mayo, co-auteur de l’étude. papier (publié dans Kidney International Reports).

“La découverte de DNAJB9 ouvre des portes pour des diagnostics plus spécifiques, qui pourraient mener à des thérapies plus ciblées. Cela permet également la simplification des algorithmes de diagnostic FGN », explique le Dr Dasari.

Selon Mariam Priya Alexander, MD, pathologiste rénale au département de médecine de laboratoire et de pathologie de Mayo (DLMP), qui a également co-écrit le document, la percée de DNAJB9 était un résultat direct de l’intérêt de l’équipe à évaluer une série de cas comme glomérulonéphrite fibrillaire congophilique.

“En étudiant le profil protéomique de cette cohorte par spectrométrie de masse et en la comparant au profil protéomique des cas d’amylose (une maladie similaire au FGN dans laquelle des protéines anormales s’accumulent dans les tissus), et plusieurs autres maladies glomérulaires, nous avons trouvé que DNAJB9 était unique à la glomérulonéphrite fibrillaire, indépendamment de l’affinité pour le rouge Congo », explique le Dr Alexander. “Nous avons rapidement évalué la sensibilité et la spécificité de l’immunohistochimie (IHC) de DNAJB9 dans le diagnostic de cette maladie.”

Le nouveau test DNAJB9 IHC qui a été mis en service en septembre dernier est très sensible (98%) et spécifique (99,7%) au FGN.

Sur la photo de gauche à droite: Mariam (Priya) Alexander, M.D .; Surendra Dasari, Ph.D .; Paul Kurtin, M.D .; et Samih Nasr, M.D.

Difficultés de diagnostic

FGN forme des fibrilles de taille nanométrique dans les glomérules, qui sont le principal système de filtration dans le rein. Au fil du temps, ces fibrilles s’accumulent dans les glomérules et endommagent la fonction rénale en tant que système de filtration du sang.

“Les patients présentent une protéinurie, ce qui signifie que les reins fuient des protéines”, explique Samih Nasr, M.D., pathologiste rénal dans le DLMP de Mayo et co-auteur des articles d’étude. “Et ces patients développent une hypertension, et une hématurie, où les reins fuient le sang. Ils développent également parfois un gonflement à cause de l’excès de liquide dans le corps. “

Après une série de tests (y compris une analyse d’urine, qui détecte le sang et les protéines) et un test sérologique, un néphrologue trouve généralement que le patient souffre d’insuffisance rénale ou d’insuffisance rénale – lorsque le rein ne se débarrasse plus de ses déchets.

“Cette maladie particulière n’a pas de traitement efficace, et la plupart des patients progresseront vers l’insuffisance rénale et auront besoin de dialyse”, explique le Dr Nasr.

“Certains d’entre eux pourraient avoir la chance de recevoir une greffe de rein. Mais dans un tiers de ces cas, la maladie revient et peut entraîner la perte du nouveau rein. “

Puisque l’insuffisance rénale ou l’insuffisance rénale sont des symptômes non spécifiques, un diagnostic précis de FGN a, jusqu’à présent, exigé un processus de test plutôt compliqué, qui exige une technologie spécialisée et encombrante.

Simplicité de l’immunohistochimie par rapport à la microscopie électronique

“Lorsqu’une biopsie rénale est obtenue pour un dysfonctionnement rénal, fibrilles FGN ne peuvent pas être vus en utilisant un microscope optique traditionnel, car les fibrilles sont trop petites”, explique le Dr Dasari. “Jusqu’à présent, la microscopie électronique (EM) était nécessaire pour diagnostiquer FGN, car il peut sonder des structures ultra-petites comme ces fibrilles.”

Cependant, même avec la technologie EM, FGN peut être difficile à distinguer des autres maladies glomérulaires qui présentent des fibrilles, y compris l’amyloïdose.

“Le problème est que la microscopie électronique n’est pas disponible dans la plupart des laboratoires de pathologie, en particulier dans les pays en développement, parce que c’est coûteux en main-d’œuvre et très coûteux pour les hôpitaux”, explique le Dr Nasr. “C’est aussi coûteux pour les patients et les compagnies d’assurance. Et dans la plupart des laboratoires, il faut plusieurs jours pour obtenir les résultats de la microscopie électronique, contre un jour pour notre nouveau test IHC. “

Comparé à EM, le test IHC est beaucoup plus convivial et peu coûteux. Il peut même être effectué à la main, si nécessaire. Et puisque le dépôt glomérulaire de DNAJB9 est spécifique au FGN, le test IHC peut efficacement remplacer l’exigence EM pour le diagnostic de la maladie.

“Tout petit laboratoire dans le monde peut développer cette coloration immunohistochimique simple”, explique le Dr Nasr. “Ou ils peuvent simplement envoyer une lame de paraffine à Mayo Medical Laboratories (le laboratoire de référence de la Mayo Clinic), par exemple, et nous pouvons faire le diagnostic de cette maladie.”

Le bord de la spectrométrie de masse

Jason Theis, technologue du développement au laboratoire d’immunoglobulines de la Mayo Clinic, surveille les tests en cours. Theis a joué un rôle dans le développement de la méthode de spectrométrie de masse utilisée en laboratoire.

Grâce à leur découverte de DNAJB9, les membres de cette équipe de Mayo ont également développé un nouveau test de spectrométrie de masse (MS), qui permet de distinguer FGN de ​​l’amylose et d’autres maladies glomérulaires.

“Nous avons fait de la spectrométrie de masse sur un grand nombre de cas de FGN et sur de nombreuses maladies glomérulaires différentes dans le diagnostic différentiel du FGN”, explique Paul Kurtin, MD, hématopathologue qui dirige le Laboratoire de protéomique des tissus cliniques (CTPL), une première installation de spectrométrie de masse à Mayo. “DNAJB9 a été détecté dans tous les cas de FGN – mais dans aucun des échantillons des autres maladies glomérulaires. Ainsi, nous avons non seulement découvert, mais également confirmé, en utilisant la spectrométrie de masse, que la présence de DNAJB9 dans les glomérules a une haute sensibilité diagnostique et une spécificité pour le FGN. “

Cela a constitué la base d’un nouveau test MS pour FGN. Parce que la méthode de détection de DNAJB9 par MS est pratiquement identique à celle pour le typage amyloïde dans les tissus inclus en paraffine, ce test est particulièrement utile dans les cas où FGN est difficile à distinguer de l’amylose.

«L’avantage de la spectrométrie de masse par rapport à la coloration immunohistochimique de DNAJB9 est que, si le cas se révélait être l’amylose et non le FGN, la SEP peut déterminer le type d’amylose avec un degré élevé de certitude», explique le Dr Nasr. “Ceci est plus applicable au sous-ensemble de cas de FGN qui sont positifs au Congo rouge.”

L’ensemble du processus de diagnostic peut être accompli dans un seul essai de spectrométrie de masse. Mais alors, en utilisant MS pour caractériser les protéines de cette façon est la routine à Mayo-par exemple, CTPL a analysé plus de 15 000 cas d’amylose impliquant de nombreux sites anatomiques, y compris le rein.

Une maladie sous-diagnostiquée

Le travail de l’équipe a montré que les tests DNAJB9 IHC et MS sont supérieurs aux méthodes existantes de diagnostic du FGN. Par conséquent, l’incorporation de ce biomarqueur dans la pratique clinique permettra désormais un diagnostic plus rapide et plus précis de cette maladie, en particulier dans les pays en développement qui n’ont pas de microscopie électronique.

Ceci est profond quand on considère que FGN a probablement été sous-diagnostiqué – de nombreux patients ont la maladie, mais eux et leurs médecins traitants ne le savent pas. Ou, les patients sont mal diagnostiqués avec une autre maladie rénale.

“FGN est, à coup sûr, une maladie sous-diagnostiquée dans les pays en développement, où la microscopie électronique n’est pas systématiquement effectuée dans la pratique de la pathologie rénale”, explique le Dr Nasr.

Le Dr Alexander ajoute: «Nous croyons que l’immunohistochimie DNAJB9 sera un test valable et rentable, ce qui signifie que nous pouvons maintenant nous attendre à ce que plus de cas de glomérulonéphrite fibrillaire soient diagnostiqués aux quatre coins de notre globe.

Espoir à l’horizon pour des traitements plus ciblés

Actuellement, la plupart des patients atteints de cette maladie sont traités de manière non spécifique avec un traitement immunosuppresseur avec très peu de succès. En effet, les thérapies immunosuppressives ne ciblent pas DNAJB9, mais ciblent plutôt la réaction immunitaire aux fibrilles DNAJB9. Une telle thérapie peut également signifier des effets secondaires sévères pour les patients.

La découverte de DNAJB9 dans FGN implique que, dans les prochaines années, des thérapies plus ciblées pourraient être développées qui pourraient directement éliminer ou réduire le dépôt de DNAJB9 dans les glomérules de FGN. Cela pourrait conduire à de meilleurs résultats pour les patients.

“Nous savons qu’il existe des tonnes de cette protéine dans les glomérules de ces patients”, explique le Dr Nasr. “Et si quelqu’un pouvait développer une thérapie qui dissolvait cette protéine des glomérules, ce serait une thérapie magique pour cette maladie. Mais à ce stade, c’est de la spéculation. Ce que nous savons maintenant, c’est que DNAJB9 est le biomarqueur magique de cette maladie. “

Les tests de spectrométrie de masse et les tests IHC pour DNAJB9 sont maintenant disponibles auprès de Mayo Medical Laboratories en tant que tests indépendants pour le diagnostic de FGN. Cette découverte n’aurait pas été possible sans l’expertise du laboratoire de spectrométrie de masse tissulaire de Mayo et de l’équipe de laboratoire d’immunohistochimie (qui comprend les Drs Dasari et Kurtin, Julie Vrana, Ph.D., Karen Rech, et Jason Theis), travaillant en étroite collaboration avec l’expertise en pathologie rénale des Drs. Nasr et Alexander.

“Le groupe de pathologie rénale de Mayo ajoutera ces deux tests à leurs algorithmes de diagnostic dans leur pratique de consultation – et bien sûr, ils sont disponibles en tant que tests indépendants pour les institutions qui ont déjà une forte expertise en néphropathologie”, explique le Dr Kurtin. “Ces nouvelles découvertes ont le potentiel de révolutionner le diagnostic du FGN.”