Eencellige RNA-sequencing van urinecellen onthult duidelijke cellulaire diversiteit in met COVID-19-geassocieerde AKI
Jun 18, 2024
Discussie
Een beperking van dit onderzoek is het kleine aantal onderzochte patiënten. De monsterverzamelingen waren beperkt tot nieuwe ziekenhuisopnames om te controleren op andere variabelen, zoals de verschillende medicijnen die werden gebruikt als behandeling voor COVID-19. Ziekenhuispatiënten met COVID-19 en zonder AKI werden als controlegroep gebruikt, omdat gezonde controlepersonen niet veel cellen in de urine afscheiden. Een extra beperking is dat urine moet worden verwerkt voordat de sequentie wordt bepaald; Dit verhoogde echter het aandeel verkregen levende cellen aanzienlijk. Hier waren cellen gemakkelijk detecteerbaar in de urine van geïnfecteerde patiënten zondernierbeschadiging. Dit is belangrijk omdat de meeste scRNAseq-onderzoeken zich hierop hebben geconcentreerdbeschadigde nieren, waardoor er weinig datasets beschikbaar zijn om niet-beschadigde niercellen te bestuderen.AKIheeft veel verschillende oorzaken, en slechts een subset kan worden veroorzaakt doordirecte nierinfectiedoor SARS-CoV-2, waardoor het moeilijk is om brede conclusies te trekken over AKI bij COVID-19. Bovendien is het mogelijk dat directe virale infectie van niercellen later in het infectieproces plaatsvindt dan in dit onderzoek werd vastgesteld. Daaropvolgende onderzoeken zullen veranderingen in de urinecellen gedurende de ziekte onderzoeken, waarbij opeenvolgende monsters worden genomen vóór, tijdens en na de ziektena AKI.
ORGANISCHE KRUIDEN VOOR DE GEZONDHEID VAN PATIËNTEN MET NIERZIEKTE
We hebben met succes scRNAseq uitgevoerd op urinesediment van gehospitaliseerde patiënten met COVID-19. Dit maakte niet-invasieve onderzoeken mogelijk naar cellulaire veranderingen die optreden tijdens AKI, een frequente manifestatie van COVID-19. De samenstelling van de urinecellen en de opgereguleerde routes bij gehospitaliseerde patiënten met COVID-19 verschillen drastisch bij patiënten met AKI en bij patiënten zonder AKI . We leveren ook voorlopig bewijs van een mogelijk geval van virale cystitis door directe infectie van urineblaascellen. Analyse van urinecellen kan een nuttige manier zijn om de pathofysiologie en cellulaire veranderingen die optreden bij nierziekten te begrijpen.
Onthullingen
A. Agarwal rapporteert adviesovereenkomsten met Akebia Therapeutics (in een panel van deskundigen om nieuwe therapieën te beoordelen op basis van de hypoxie-induceerbare factorroute voor AKI), Dynamed (beoordeelde inhoud met betrekking tot AKI voor Dynamed en beoordeelde en bijgewerkte materialen opgesteld door de Dynamed redactieteam voor AKI-onderwerpen) en Reata Pharmaceuticals (diende als consultant); eigendomsbelang in Goldilocks Therapeutics, Inc.; onderzoeksfinanciering uit de Genzyme/Sanofi Fabry Fellowship Award; en honoraria van Akebia Therapeutics, Emory, de University of Southern California en Vanderbilt. A. Agarwal rapporteert ook wetenschappelijk adviseur of lidmaatschap als redactielid van American Journal of Physiology – Renal Physiology, Kidney International en Laboratory Investigation; als lid van de adviesraad van Goldilocks Therapeutics, Inc. (een in New York gevestigd bedrijf dat onderzoek doet naar de toediening van medicijnen in de nieren met behulp van nanotechnologie voor acute nierziekte en chronische nierziekte); als extern evaluatiepanellid voor het Kidney Precision Medicine Program; en als adviserend bestuurslid van Alpha Young, LLC en Angion. Alle overige auteurs hebben niets te onthullen.
Financiering
Dit werk werd ondersteund door subsidies van het National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases P30 DK079337 (aan A. Agarwal), R01 DK118932 (aan A. Agarwal) en R01 DK59600 (aan A. Agarwal); Nationaal Instituut voor Allergie en Infectieziekten verleent T32 AI007051 (aan MD Cheung); Nationaal Instituut voor Algemene Medische Wetenschappen verleent T32-GM-008361 (aan MD Cheung); American Heart Association-subsidie 827257 (aan EN Erman); en Anderson Innovation Award (voor JF George).
Dankbetuigingen
De auteurs danken mevrouw Wanda Hall, mevrouw Rachael Shevin en dr. Chiao-Wang Sun voor hulp bij het verzamelen en verwerken van urinemonsters; De heer Robert Johnson en het Center for Clinical and Translational Sciences (CCTS) Informatics for Integrating Biology en het Bedside (i2b2)-team voor het verwerken van de klinische gegevens; Dr. Katie Bean, Dr. Winn Seay, Dr. Clare Lyas en het Acute Nefrologie Consult Team voor het verzamelen van niet-COVID-19 AKI-urine; Dr. Caroline Kelly voor haar zorgvuldige proeflezen; en Dr. Kelly Andringa en mevrouw Mozella Kerley voor administratieve hulp. We erkennen de UAB Flow Cytometry en Single Cell Core (National Institutes of Health [NIH] subsidie P30-AR- 04831), de UAB Heflin Genomics Core (NIH subsidie 5P30CA013148-48), en CCTS, Nationaal Centrum voor Bevordering
Translationele Wetenschappen (NIH-subsidie UL1TR003096).
Bijdragen van auteurs
NB Erdmann, EN Erman, JF George, G. Ghajar-Rahimi, S. Liu en KH Moore hebben het manuscript beoordeeld en geredigeerd
Gegevens
Verklaring delen
De scRNAseq-gegevens die in dit artikel zijn gegenereerd, zijn beschikbaar in de Gene Expression Omnibus onder toegangsnummer GSE180595. Aanvullend materiaal Dit artikel bevat het volgende aanvullende materiaal online op http://kidney360.asnjournals.org/lookup/suppl/doi:10.34067/KID.0005522021/-/DCSupplemental. Aanvullend figuur 1. Heterogeniteit van cellen gevangen uit elk patiëntenmonster. Aanvullend figuur 2. Gene Set Enrichment Analysis van kenmerkende routes in zowel AKI- als geen AKI-controleclusters. Aanvullend figuur 3. Warmtekaart van differentieel tot expressie gebrachte genen uit cellen van patiënt 7.
Referenties
1. Batlle D, Soler MJ, Sparks MA, Hiremath S, South AM, Welling PA, Swaminathan S; COVID-19 en ACE2 in Cardiovascular, Lung, and Kidney Working Group: Acuut nierletsel bij COVID-19: Opkomend bewijs van een duidelijke pathofysiologie. J Am Soc Nephrol 31: 1380–1383, 2020 https://doi.org/10.1681/ASN.2020040419
2. Xia P, Wen Y, Duan Y, Su H, Cao W, Xiao M, Ma J, Zhou Y, Chen G, Jiang W, Wu H, Hu Y, Xu S, Cai H, Liu Z, Zhou X, Du B, Wang J, Li T, Yan X, Chen L, Liang Z, Zhang S, Zhang C, Qin Y, Wang G, Li X: klinisch-pathologische kenmerken en uitkomsten van acuut nierletsel bij ernstig zieke COVID-19 met langdurig ziekteverloop: een retrospectief cohort. J Am Soc Nephrol 31: 2205–2221, 2020 https://doi.org/10.1681/ASN.2020040426
3. Wald R, Bagshaw SM: COVID-19-geassocieerd acuut nierletsel: leren van de eerste golf. J Am Soc Nephrol 32: 4–6, 2021https://doi.org/10.1681/ASN.2020101401
4. Teoh JY-C, Yip TC-F, Lui GC-Y, Wong VW-S, Chow VC-Y, Ho TH-Y, Li TC-M, Tse YK, Chiu PK-F, Ng CF, Hui DS -C, Chan HL-Y, Szeto CC, Wong GL-H: Risico's op AKI en belangrijke ongunstige klinische resultaten bij patiënten met ernstig acuut respiratoir syndroom of coronavirusziekte 2019. J Am Soc Nephrol 32: 961–971, 2021 https:/ /doi.org/10.1681/ASN.2020071097
5. Richardson S, Hirsch JS, Narasimhan M, Crawford JM, McGinn T, Davidson KW, Barnaby DP, Becker LB, Chelico JD, Cohen SL, Cookingham J, Coppa K, Diefenbach MA, Dominello AJ, Duer-Hefele J, Falzon L, Gitlin J, Hajizadeh N, Harvin TG, Hirschwerk DA, Kim EJ, Kozel ZM, Marrast LM, Mogavero JN, Osorio GA, Qiu M, Zanos TP; het Northwell COVID-19 Research Consortium: presentatie van kenmerken, comorbiditeiten en resultaten onder 5700 patiënten die met COVID- 19 in het ziekenhuis van New York City zijn opgenomen. JAMA 323: 2052–2059, 2020https://doi.org/10.1001/jama.2020.6775 (Engelstalig)
6. Hirsch JS, Ng JH, Ross DW, Sharma P, Shah HH, Barnett RL, Hazzan AD, Fishbane S, Jhaveri KD; Northwell COVID-19 onderzoeksconsortium; Northwell Nephrology COVID-19 Research Consortium: Acuut nierletsel bij patiënten die met COVID in het ziekenhuis zijn opgenomen-19. Nier Int 98: 209–218, 2020 https://doi. org/10.1016/j.kint.2020.05.006
7. Chan L, Chaudhary K, Saha A, Chauhan K, Vaid A, Zhao S, Paranjpe I, Somani S, Richter F, Miotto R, Lala A, Kia A, Timsina P, Li L, Freeman R, Chen R, Narula J, Just AC, Horowitz C, Fayad Z, Cordon-Cardo C, Schadt E, Levin MA, Reich DL, Fuster V, Murphy B, He JC, Charney AW, B€ ottinger EP, Glicksberg BS, Coca SG, Nadkarni GN; Mount Sinai COVID Informatics Center (MSCIC): AKI bij gehospitaliseerde patiënten met COVID-19. J Am Soc Nephrol 32: 151–160, 2021 https://doi.org/10.1681/ ASN.2020050615
8. Fisher M, Neugarten J, Bellin E, Yunes M, Stahl L, Johns TS, Abramowitz MK, Levy R, Kumar N, Mokrzycki MH, Coco M, Dominguez M, Prudhvi K, Golestaneh L: AKI bij gehospitaliseerde patiënten met en zonder COVID-19: een vergelijkend onderzoek. J Am Soc Nephrol 31: 2145–2157, 2020 https://doi.org/10.1681/ASN.2020040509
9. Birkelo BC, Parr SK, Perkins AM, Greevy Jr. RA, Hung AM, Shah SC, Arroyo JP, Denton J, Vincz AJ, Matheny ME, Siew ED: Vergelijking van COVID-19 versus influenza over de incidentie , kenmerken en herstel van acuut nierletsel bij in het ziekenhuis opgenomen veteranen van de Verenigde Staten. Nier Int 100: 894–905, 2021 https:// doi.org/
10.1016/j.kint.2021.05.029 10. Gupta A, Madhavan MV, Sehgal K, Nair N, Mahajan S, Sehrawat TS, Bikdeli B, Ahluwalia N, Ausiello JC, Wan EY, Freedberg DE, Kirtane AJ, Parikh SA, Maurer MS, Nordvig AS, Accili D, Bathon JM , Mohan S, Bauer KA, Leon MB, Krumholz HM, Uriel N, Mehra MR, Elkind MSV, Stone GW, Schwartz A, Ho DD, Bilezikian JP, Landry DW: Extrapulmonale manifestaties van COVID-19. Nat Med 26: 1017–1032, 2020 https://doi.org/ 10.1038/s41591-020-0968-3
