Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışmanın amacı, nanopartikül izleme analizinin (NTA) sağlıklı yetişkinlerden gelen nanokristal içeren üriner kalsiyumu tespit edip ölçemediğini belirlemekti. Mevcut çalışmadan elde edilen bulgular, NTA'nın böbrek taşı hastalığı sırasında idrar nanokristallerini tahmin etmek için potansiyel bir araç olabileceğini göstermektedir.
Böbrek taşları yetişkinlerde ve çocuklarda dünya çapında daha yaygın hale gelmektedir. En yaygın böbrek taşı türü kalsiyum oksalat (CaOx) kristallerinden oluşur. Kristalüri, idrarın minerallerle (örneğin kalsiyum, oksalat, fosfat) doymamış olması ve böbrek taşı oluşumundan önce gelmesiyle ortaya çıkar. Taş eskilerde kristalürisi değerlendirmek için standart yöntemler mikroskopi, filtrasyon ve santrifüjlemedir. Bununla birlikte, bu yöntemler öncelikle nanokristalleri değil mikrokristalleri tespit eder. Nanokristallerin böbrek epitel hücrelerine mikrokristal in vitrodan daha zararlı olduğu ileri sürülmüştür. Burada Nanopartikül Takip analizinin (NTA) insan üriner nanokristallerini tespit etme yeteneğini açıklıyoruz. Sağlıklı yetişkinler, idrar nanokristallerini uyarmak için oksalat yükü içmeden önce kontrollü bir oksalat diyeti ile beslendi. İdrar, oksalat yükünden önce ve sonra 24 saat boyunca toplandı. Numuneler işlendi ve numuneleri arındırmak için etanol ile yıkandı. Üriner nanokristaller kalsiyum bağlayıcı florofor, Fluo-4 ile boyandı. Lekelemeden sonra NTA kullanılarak nanokristallerin büyüklüğü ve sayısı belirlendi. Bu çalışmadan elde edilen bulgular, NTA'nın sağlıklı yetişkinlerde nanokristalüriyi verimli bir şekilde tespit dürebildiğini göstermektedir. Bu bulgular, böbrek taşı hastalığı olan hastalarda NTA'nın nanokristalürinin değerli bir erken teşhis yöntemi olabileceğini göstermektedir.
İdrar minerallerle doymamış hale geldiğinde idrar kristalleri oluşur. Bu sağlıklı bireylerde ortaya çıkabilir, ancak böbrek taşı olan bireylerde daha yaygındır1. İdrar kristallerinin varlığı ve birikimi, kişinin böbrek taşı geliştirme riskini artırabilir. Özellikle, kristaller Randall'ın plağında bağlandığında, çekirdeklendiğinde, biriktiğinde ve zamanla büyüdüğünde ortaya çıkar2,3,4. Kristalüri böbrek taşı oluşumundan önce gelir ve kristalürinin değerlendirilmesi böbrek taşı eskilerinde tahmin değerine sahip olabilir3,5. Özellikle, kristalürinin taş içeren kalsiyum oksalat öyküsü olan hastalarda taş tekrarlama riskini tahmin etmek için yararlı olduğu öne sürülmemiştir6,7.
Kristallerin renal epitel ve dolaşımdaki immün hücre fonksiyonu8, 9,10,11,12,13'üolumsuz etkilediği bildirilmiştir. Kalsiyum oksalat (CaOx) böbrek taşı eskilerinden dolaşımdaki monositlerin sağlıklı bireylere kıyasla hücresel biyoenergetikleri baskılatıldığı daha önce bildirilmiştir14. Ek olarak, CaOx kristalleri hücresel biyoenergetikleri azaltır ve monositlerde redoks homeostazını bozar8. Oksalat bakımından zengin öğünlerin tüketimi, böbrek tübül hasarına yol açabilecek ve böbrek taşı oluşumuna karşı koruyucu olan üriner makromoleküllerin üretimini ve işlevini değiştirebilecek kristalüre neden olabilir15,16. Çeşitli çalışmalar idrar kristallerinin idrarın pH'ına ve sıcaklığına bağlı olarak şekil ve boyut olarak değişebileceğini göstermiştir17,18,19. Ayrıca, üriner proteinlerin kristal davranışını modüle etmesi gösterilmiştir20. Daudon ve ark.19, kristalüri analizinin böbrek taşı hastalığı olan hastaların yönetiminde ve tedavilere yanıtlarını değerlendirmede yardımcı olabileceğini önerdi. Kristallerin varlığını değerlendirmek için şu anda mevcut olan birkaç geleneksel yöntem polarize mikroskopi21,22,elektron mikroskopisi23, parçacık sayaçları3, idrar filtrasyonu 24 , buharlaşma3,5 veya santrifüjleme21'dir. Bu çalışmalar kristalürür ile ilgili böbrek taşı alanına değerli bilgiler sağlamıştır. Bununla birlikte, bu yöntemlerin bir sınırlaması, 1 μm'den küçük kristallerin görselleştirilememiş ve ölçülememesi olmuştur. Bu büyüklükteki kristaller Randall'ın plaketine bağlanarak CaOx taşlarının büyümesini etkileyebilir.
Nanokristallerin daha büyük mikrokristallere kıyasla renal hücrelerde geniş çaplı yaralanmaya neden olduğu gösterilmiştir25. Nanokristallerin varlığı bir nanopartikül analizörü kullanılarak idrarda bildirilmiştir26,27. Son çalışmalar nano ölçekli akış sitometrisi kullanarak nanokristalleri incelemek için floresan etiketli bifosfat probları (alendronat-floresan/ alendronat-Cy5)kullanmıştır. Bu boyanın sınırlaması, spesifik olmaması ve sistein hariç hemen hemen her tür taşa bağlanacak olmasıdır. Bu nedenle, bireylerde nanokristallerin varlığını doğru bir şekilde değerlendirmek, kristalürür teşhisi koymak ve / veya taş riskini tahmin etmek için etkili bir araç olabilir. Bu çalışmanın amacı nanokristal izleme analizi (NTA) kullanarak nanokristal içeren kalsiyumun (<1 μm boyutunda) tespit ve ölçülmesiydi. Bunu başarmak için, NTA teknolojisi, sağlıklı yetişkinlerin idrarında nanokristal içeren kalsiyumu tespit etmek ve ölçmek için fluo-4 AM kalsiyum bağlayıcı bir florofor ile birlikte kullanılmıştır.
Bu çalışmada özetlenen tüm deneyler Birmingham'daki Alabama Üniversitesi (UAB) Kurumsal İnceleme Kurulu tarafından onaylanmıştır. Sağlıklı yetişkinler (33,6 ± 3,3 yaşında; n=10) normal kan kapsamlı metabolik paneli, tütün dışı kullanıcıları, hamile olmayanları, 20-30 kg/m2arasında bir VKİ'leri varsa ve kronik tıbbi rahatsızlıkları veya akut hastalıkları yoksa çalışmaya alındı. Sağlıklı katılımcılar, çalışmaya başlamadan önce yazılı bir bilgilendirilmiş onay formu imzaladılar.
1. Klinik protokol ve idrar toplama
2. İdrar İşleme
NOT: Kullanılan tüm malzeme ve ekipmanlar Malzeme Tablosundalistelenmiştir.
DİkKAT: Klinik numuneleri ve reaktifleri kullanırken her zaman kişisel koruyucu ekipman giyin. Özellikle eldivenler, yüz ve göz kalkanları, solunum koruması ve koruyucu giysiler.
3. Nanopartikül Takip Analizi (NTA)
Bu çalışmadan elde edilen bulgular, NTA'nın insan idrarında idrar nanokristalleri içeren kalsiyumun ortalama boyutunu ve konsantrasyonu olduğunu verimli bir şekilde tespit edebildiği göstermektedir. Bu, florofor, Fluo-4 ve nanopartikül izleme analizi kullanılarak elde edildi. Fluo-4 hem CaOx hem de CaP kristallerine bağlanabildi. Şekil 3A'dagösterildiği gibi, CaOx kristallerinin 50-270 nm arasında olduğu ve ortalama 1.26 x 109 parçacık/ mL konsantrasyona sahip ...
NTA, bu çalışmada insan idrarındaki nanokristalleri kalsiyum bağlayıcı bir prob olan Fluo-4 AM kullanarak değerlendirmek için kullanılmıştır. İdrardaki nanokristalleri tespit etmek için standart bir yöntem yoktur. Bazı araştırma grupları idrarda nanokristaller tespit etmiş ve örnekleri ölçme yetenekleri sınırlı olan kapsamlı protokollerin veya yöntemlerin kullanılmasına güvenmektedir27,28. Bu çalışma, yüksek oksalat yükünden ...
Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan eder.
Yazarlar tüm çalışma katılımcılarına ve UAB CCTS Bionutrition Core ve UAB Yüksek Çözünürlüklü Görüntüleme Servis Merkezi'ne katkılarından dolayı teşekkür eder. Bu çalışma NIH tarafından DK106284 ve DK123542 (TM) ve UL1TR003096 (Ulusal Çeviri Bilimleri İlerleyen Merkez) hibeleri ile desteklendi.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Benchtop Centrifuge | Jouan Centrifuge | CR3-12 | |
Calcium Oxalate monohydrate | Synthesized in the lab as previously described29. | Store at RT; Stock 10 mM | |
Calcium Phosphate crystals (hydroxyapatite nanopowder) | Sigma | 677418 | Store at RT; Stock 10 mM |
Ethanol | Fischer Scientific | AC615095000 | Store at RT; Stock 100% |
Fluo-4 AM* | AAT Bioquest, Inc. | 20550 | Store at Freezer (-20°C); Stock 5 mM |
Gold Nanoparticles | Sigma | 742031 | Store at 2-8°C |
NanoSight Instrument | Malvern Instruments, UK | NS300 | |
Syringe pump | Harvard Apparatus | 98-4730 | |
Virkon Disinfectant | LanXESS Energizing Company, Germany | LSP | |
*Fluorescence dyes are light sensitive; stock and aliquots should be stored in the dark at -20°C. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiDaha Fazla Makale Keşfet
This article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır