Potential urinary biomarkers of acute kidney injury in domestic animals

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-9797-3
Title: Potential urinary biomarkers of acute kidney injury in domestic animals
Author: Palviainen, Mari
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Veterinary Medicine, farmakologia ja toksikologia
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2014-03-28
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-9797-3
http://hdl.handle.net/10138/43113
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Acute kidney injury (AKI) is a rapid loss of kidney function, which can be a consequence of ischemic, toxic or obstructive insult to the tubules, a reduction of the filtering capacity of the glomeruli or tubulointerstitial inflammation. The diagnosis and prognosis of AKI are problematic due to the lack of sufficiently specific and sensitive markers. The aims of these studies were to assess how kidney impairment impacts on the urinary proteome and to reveal the pathophysiological processes in kidney tissue caused by toxic insult. Changes in the urine proteome after toxic insult to the kidneys were studied by measuring urine enzyme activities, total protein and creatinine concentrations, and using proteomic methods. The usefulness of urinary enzyme activities in kidney impairment diagnosis was studied with in dogs bitten by Vipera berus berus (common European adder) and in sheep with ketoprofen-induced AKI. In both cases, the urinary enzyme activities were demonstrated to be promising markers of kidney impairment. Two-dimensional gel electrophoresis (2D-GE) and two-dimensional differential gel electrophoresis (2D-DIGE) were used to detect potential new urinary protein markers in diagnosing AKI resulting from intoxication in sheep and dogs. The detected differentially expressed proteins were identified using a peptide mass fingerprinting method with either a matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometer (MALDI-TOF) or a liquid chromatograph hybrid quadrupole mass spectrometer (LC-MS/MS). As a result, several potential urinary markers of kidney impairment were identified: retinol binding protein 4, calbindin D28k, CD1d, complement C3 and complement C4 in our sheep model of AKI, and alpha-1-antirypsin, β-2-microglobulin, fetuin-B and superoxide dismutase (Cu-Zn) in dogs bitten by the common European adder. The pathophysiological process in kidney tissue in renal impairment was examined using immunohistochemical methods. The possible involvement of calbindin D28k, CD1d and complement (C) components in the pathophysiology of AKI in our sheep model was also investigated. All antigens were localized in kidney tubule epithelial cells and the tubular lumina of the exposed sheep, confirming acute tubular injury detected by histological stains. In summary, the measurement of urine enzyme activities proved to be an efficient method to evaluate kidney function in two domestic animal species. Several potential urinary markers were found, and warrant further investigation in clinical veterinary patients suffering from kidney impairment. The complement system was activated in kidney tissue in the ketoprofen-induced sheep model of AKI.Akuutti munuaisvaurio tarkoittaa munuaisten toimintakyvyn äkillistä heikkenemistä iskeemisen tai toksisen altistuksen, tukoksen aiheuttaman munuaistiehyiden vaurion, munuaiskeräsen alentuneen suodatuskyvyn tai tubulointerstitiaalisen tulehduksen vuoksi. Akuutin munuaisvaurion diagnosoiminen on haastavaa niin ihmis- kuin eläinlääketieteessä spesifisten ja sensitiivisten merkkiaineiden puutteen vuoksi. Tämän väitöskirjan tarkoituksena oli tutkia minkälaisia proteiineja suodattui virtsaan munuaisten vaurioituessa munuaistoksisen altistuksen jälkeen. Altistuksina toimivat kokeellinen ketoprofeenin yliannos lampailla sekä tahattomat käärmeenpuremat kotikoirilla. Tarkoituksena oli myös selvittää toksiineille altistuneen munuaiskudoksen patofysiologisia prosesseja. Altistuksen jälkeen virtsan sisältämien proteiinien muutoksia tutkittiin mittaamalla virtsan entsyymiaktiivisuuksia sekä proteiini- ja kreatiniinipitoisuuksia. Kaksisuuntaista geelielektroforeesia (2D-GE ja 2D-DIGE) käyttäen löydettiin useita mahdollisia virtsan merkkiaineita toksisen altistuksen aiheuttaman akuutin munuaisvaurion diagnosoimiseen. Löydetyt mielenkiintoiset proteiinit tunnistettiin massaspektrometrian avulla (LC-MALDI-TOF tai LC-MS/MS). Munuaiskudoksen patofysiologisia prosesseja munuaistoksisen altistuksen jälkeen arvioitiin immunohistokemiallisin menetelmin. Virtsan entsyymiaktiivisuuksien mittaamisen todettiin olevan hyvä keino munuaisvaurion havaitsemiseen molemmilla eläinlajeilla. Tunnistetuista uusista akuutin munuaisvaurion merkkiaineista retinolia sitova proteiini 4, kalbindiini D28k, CD1d, C3 ja C4 liittyivät ketoprofeenin yliannostukseen ja alfa-1-antitrypsiini, beeta-2-mikroglobuliini, fetuiini-B ja SOD1 kyyn puremaan. Ketoprofeiinin yliannostuksen seurauksena havaitsimme calbindin D28k ja CD1d -proteiinien aktivoitumisen munuaistiehyiden epiteelisoluissa. Lisäksi havaitsimme komplementtijärjestelmän aktivaatioproteiinien C1q, C3, C4, C5, C9 sekä tekijä H:n kerääntymistä munuaistiehyeiden epiteelisoluihin komplementtijärjestelmän komponenttien C1q, C3, C4, C5, C9 sekä niiden inhibiittorin faktori H:n sekä kalbindiini D28k ja CD1d -proteiinien aktivoitumisen munuaistiehyiden epiteelisoluissa ketoprofeenin yliannoksen seurauksena.
Subject: eläinlääketiede
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
palviainen_dissertation.pdf 2.206Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record