l sérum

Strana 1 (celkem 5)

Odd lení laboratorní medicíny

Nemocnice Šternberk Jívavská 20, 78516, Sternberk, Czech Republic Zelená linka 800800265 Tel +420585087388 Fax +420585087312 www.nemstbk.cz/olm [email protected]

---------------------------------------------Charakteristika analýzy: Identifikace: NGAL (neutrophil gelatinase-associated lipocalin – neutrofilní s gelatinázou asociovaný lipokalin) Využití: Odhad rizika vzniku akutní renální insuficience, odhad aktivity infek ního i maligního procesu Referen ní mez:

< 350 ug/l mo ; < 400 ug/l sérum

Doporu ený zp sob odb ru materiálu: K analýze je vyžadováno 10 µl mo i, plazmy nebo séra. Vhodný uzav ený systém. Mo by m la být zcentrifugována. Pokud nem že být analýza provedena b hem 24 hodin nebo mají být vzorky p epravovány, zmrazte je na teplotu 20°C nebo nižší. Pro dlouhodobé uchovávání klinických vzork

se doporu uje teplota

70°C nebo nižší. Nezmrazujte a

nerozmrazujte opakovan . Nepoužívejte hemolyzované, hyperlipemické, oh áté nebo kontaminované vzorky.

Klinická data: NGAL (neutrophil gelatinase-associated lipocalin – neutrofilní s gelatinázou asociovaný lipokalin) pat í do rodiny protein tzv. lipokalin . Jedná se o malé sekre ní proteiny, které jsou charakteristické schopností vázat malé hydrofobní molekuly, a které se váží na specifické receptory bun ného povrchu a vytvá ejí i makromolekulární komplexy. NGAL má mnohá synonyma: je znám také jako NL (neutrophil lipocalin – neutrofilní lipokalin; HNL: lidský NL), lipokalin 2, onkogenní protein 24p3 nebo uterokalin (u myší) a neu-p íbuzný

lipocalin

nebo

25

kDa protein p íbuzný

2-mikroglobulin

m ( 2-

mikcoglobulin-related protein - u potkan ). Lidský NGAL se skládá z jediného polypeptidového

et zce s disulfidovými m stky ze 178 amino-kyselinových zbytk

s

vypo ítanou molekulární hmotností 22 kDa, ale glykosylace zvyšuje jeho molekulární hmotnost na 25 kDa. V neutrofilech a mo i se objevuje jako monomer, s malým procentem dimeru a trimeru, a také v komplexu s kolagenázou lidského neutrofilu typu IV, zvanou také gelatináza B nebo matrixmetaloproteináza -9 (MMP-9). Aktualizace 11.6.2007 Vypracoval: Stejskal Název: NGAL

Strana 2 (celkem 5) NGAL byl p vodn izolován z supernatantu aktivovaných lidských neutrofil , ale vyskytuje se v nízké koncentraci také v dalších lidských tkáních v etn ledvin, prostaty a epitelií dýchacího a trávícího traktu. Je siln vyjád en v adenomech a v zaníceném epitelu st eva, adenokarcinomech prsu, a v uroteliálních karcinomech. Díky malé velikosti molekul a resistenci v i odbourání je NGAL snadno vylou en a detekován v mo i - jeho volné forma i v komplexu s MMP-9. Hladiny v mo i korelují s hladinami v plazm nebo séru bez ohledu na to, jaká je p

ina zvýšené produkce NGAL ,

ale zvlášt vysoké hladiny v mo i m žeme o ekávat v p ípad , kdy je NGAL uvol ován ímo do mo i ledvinnými tubuly nebo uroteliálním karcinomem. I když funkce NGAL nejsou pln známy, zdá se, že produkce NGAL v bu kách se zvyšuje p i "stresu", nap íklad infekci, zán tu, ischémii nebo neoplastických transformacích, nebo v tkáních, ve kterých probíhá involuce, jako je poporodní uterus a prsní žláza po laktaci. V souvislosti s jeho možnou antibakteriální rolí, váže enterobaktin a další siderofory, které ipravují mikroorganismy o Fe3+- d ležitý nutri ní zdroj.

Zdá se, že jeho vytvá ení

komplexu s MMP-9 chrání enzymatickou aktivitu MMP-9 p ed degradací. Zvyšování NGAL v involvujících tkáních vedla k p edpokladu, že hraje roli p i apoptóze, ale jako pravd podobn jší se ukazuje, že NGAL souvisí s odpov dí pro p ežití. Zdá se, že tak je tomu v ledvinách, kde NGAL-sideroforo-železný komplex chrání renální tká p ed ischemickým poškozením15. NGAL a ledviny. Ješt p ed tím než byl NGAL izolován z lidských neutrofil , bylo známo, že jeho homolog 24p3 u myší je exprimován v ledvinných bu kách a jeho koncentrace se v asné fázi virové infekce SV 40 dramaticky zvyšuje (14 až 20krát). Podobn asné a významné zvýšení bylo pozd ji sledováno u bun k proximálních tubul

po

ischemicko-reperfuzním poškození, a bylo zjišt no, že zvýšené plazmatické hladiny NGAL siln korelují s poklesem renální funkce u pacient

s renálním poškozením zp sobeným

systémovou vaskulitidou. Výsledky pro renální ischemicko-reperfuzní poškození byly následn potvrzeny a rozší eny na neurotoxické látky. To nazna uje, že hladiny NGAL v mo i mohou sloužit jako

asný marker ischemického renálního poškození u d tí po

kardiopulmonárním bypassu. Zvýšené hladiny NGAL v mo i a séru byly pozorovány také u pacient

se stanoveným renálním selháním a také pacienti s fungujícími renálními št py

vykazovali zvýšené hladiny v mo i. Je tudíž z ejmé, že velká paleta renálních poškození se pojí se zvýšenými hladinami NGAL v plazm a mo i. Zatímco hladiny NGAL v plazm a v mo i jsou v úzké korelaci s akutními stavy, lze p edpokládat, že hladiny NGAL v mo i Aktualizace 11.6.2007 Vypracoval: Stejskal Název: NGAL

Strana 3 (celkem 5) budou zvlášt vysoké po ischemickém renálním poškození, které je natolik závažné, že by vyústilo v akutní renální selhání, akutní tabulární nekrózu nebo akutní tubulointersticiální nefropatii. NGAL p i zán tu/infekci. NGAL je uvol ován ze sekundárních granulí aktivovaných neutrofil a jeho hladiny v plazm se zvyšují u zán tlivých nebo infek ních stav , zvlášt u bakteriálních infekcí. Hladina NGAL v plazm nebo séru byla navrhována jako marker infekce. Protože hladiny NGAL však mohou být také zvýšeny u neoplastických stav

a

renálních poškození nezávislých na jakémkoli infek ním procesu, m lo by se k tomuto navrhovanému využití p istupovat opatrn . NGAL m že být také zvýšen p i infekcích u pacient

s extrémn nízkým po tem neutrofil kv li leukémii nebo lé ené leukémii, což

ukazuje, že zdrojem zvýšení NGAL p i infekcích nejsou pouze neutrofily. Sérové hladiny NGAL velmi špatn korelují s po tem neutrofil u pacient s r zným stupn m infekce nebo zán tu. NGAL a neoplázie. Jak bylo nazna eno výše jsou r zné typy rakoviny, p i kterých se že zvýšit NGAL ( asto s MMP-9). To se projevuje jeho expresí v tumorózních bu kách a jeho vysokými hladinami v mo i, a to jak ve volné form , tak v komplexech s MMP-9. Zdá se, že komplexy NGAL-MMP-9 v mo i mohou sloužit jako marker stavu onemocn ní u pacient s rakovinou prsu. Hladiny v plazm se v t chto p ípadech obvykle nem í. Indikace k vyšet ení: -

odhad rizika vzniku akutní renální insuficience (stanovení v krvi i v mo i)

-

pomocný ukazatel p ítomnosti nefropatie (stanovení v krvi i v mo i)

-

odhad aktivity maligního onemocn ní (stanovení v krvi i v mo i)

-

odhad aktivity infek ního procesu (stanovení v krvi i mo i)

Interpretace výsledk : Nález zvýšené hladiny NGAL v mo i, plazm nebo séru se pojí s paletou nezávislých patologií. Léka i musí interpretovat prokazatelnost zvýšené hladiny NGAL ve sv tle klinického stavu každého pacienta. Efektivita hodnot NGAL v mo i a plazm k diagnostice akutního renálního selhání, u kterého edpokládáme, že se vyvine z renálního poškození, byla ur ována na souboru 60 pacient . Zvýšené maximální hladiny NGAL souvisely s akutním renálním selháním:

Aktualizace 11.6.2007 Vypracoval: Stejskal Název: NGAL

Strana 4 (celkem 5) Akutní renální selhání Vzorek

Mo

Plazma

350

400

ng/ml

ng/ml

89.3%

96.3%

96.9%

84.8%

91.2%

93.1%

96.2%

83.9%

Mezní hodnota

Diagnostická specificita Diagnostická sensitivita Pozitivní predik ní hodnota Negativní predik ní hodnota

Koncentrace NGAL v mo i nad 350 ng/ml nebo v plazm nad 400 ng/ml je s vysokou pravd podobností (>90%, pozitivní predik ní hodnota) zp sobena renálním poškozením, které m že vést k akutnímu renálnímu selhání. Koncentrace NGAL pod mezní hodnoty m že u t chto pacient

indikovat bu

žádné nebo mírné renální poškození. Náhlý vzestup

koncentrace NGAL v mo i nad p edchozí hodnoty tohoto pacienta m že indikovat renální poškození, i když není p ekro ena mezní hodnota a doporu uje se pak pe livé sledování renálních funkcí.

EKÁVANÉ VÝSLEDKY Pr

rná koncentrace NGAL ve vzorcích od zdravých dárc byla 63 ng/ml (rozmezí 37–106

ng/ml, n = 80) v EDTA plazm

í séru a 5.3 ng/ml (rozmezí 0.7–9.8 ng/ml, n = 7) v mo i.

Shrnutí: Odhad rizika vzniku akutní renální insuficience, odhad aktivity infek ního i maligního procesu

Literatura: 1. Kjeldsen L, Johnsen AH, Sengelov H, Borregaard N (1993) Isolation and primary structure of NGAL, a novel protein associated with human neutrophil gelatinase. J Biol Chem 268:10425-10432. 2. Xu SY, Carlson M, Engstrom A, Garcia R, Peterson CG, Venge P (1994) Purification and characterization of a human neutrophil lipocalin (HNL) from the secondary granules of human neutrophils. Scand J Clin Lab Invest 54:365-376. 3. Flower DR, North AC, Attwood TK (1991) Mouse oncogene protein 24p3 is a member of the lipocalin protein family. Biochem Biophys Res Commun 180:69-74. 4. Liu Q, Ryon J, Nilsen-Hamilton M (1997) Uterocalin: a mouse acute phase protein expressed in the uterus around birth. Mol Reprod Dev. 1997 Apr;46(4):507-14.

Aktualizace 11.6.2007 Vypracoval: Stejskal Název: NGAL

Strana 5 (celkem 5) 5. Stoesz SP, Gould MN (1995) Overexpression of neu-related lipocalin (NRL) in neu-initiated but not ras or chemically initiated rat mammary carcinomas. Oncogene 11:2233-2241. 6. Triebel S, Blaser J, Reinke H, Tschesche H (1992) A 25 kDa alpha 2-microglobulin-related protein is a component of the 125 kDa form of human gelatinase. FEBS Lett 314:386-388. 7. Yan L, Borregaard N, Kjeldsen L, Moses MA (2001) The high molecular weight urinary matrix metalloproteinase (MMP) activity is a complex of gelatinase B/MMP-9 and neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL). Modulation of MMP-9 activity by NGAL. J Biol Chem 276:37258-37265. 8. Cowland JB, Borregaard N (1997) Molecular characterization and pattern of tissue expression of the gene for neutrophil gelatinase-associated lipocalin from humans. Genomics 45:17-23. 9. Friedl A, Stoesz SP, Buckley P, Gould MN (1999) Neutrophil gelatinase-associated lipocalin in normal and neoplastic human tissues. Cell type-specific pattern of expression. Histochem J 31:433-441. 10. Nielsen BS, Borregaard N, Bundgaard JR, Timshel S, Sehested M, Kjeldsen L (1996) Induction of NGAL synthesis in epithelial cells of human colorectal neoplasia and inflammatory bowel diseases. Gut 38:414420. 11. Stoesz SP, Friedl A, Haag JD, Lindstrom MJ, Clark GM, Gould MN (1998) Heterogeneous expression of the lipocalin NGAL in primary breast cancers. Int J Cancer 79:565-572. 12. Monier F, Surla A, Guillot M, Morel F (2000) Gelatinase isoforms in urine from bladder cancer patients. Clin Chim Acta 299:11-23. 13. Goetz DH, Holmes MA, Borregaard N, Bluhm ME, Raymond KN, Strong RK (2002) The neutrophil lipocalin NGAL is a bacteriostatic agent that interferes with siderophore-mediated iron acquisition. Mol Cell 10:1033-1043. 14. Tong Z, Wu X, Ovcharenko D, Zhu J, Chen CS, Kehrer JP (2005) Neutrophil gelatinase associated lipocalin as a survival factor. Biochem J Aug 2 [Epub ahead of print]. 15. Mori K, Lee HT, Rapoport D, Drexler IR, Foster K, Yang J, Schmidt-Ott KM, Chen X, Li JY, Weiss S, Mishra J, Cheema FH, Markowitz G, Suganami T, Sawai K, Mukoyama M, Kunis C, D'Agati V, Devarajan P, Barasch J (2005) Endocytic delivery of lipocalin-siderophore-iron complex rescues the kidney from ischemiareperfusion injury. J Clin Invest 115:610-621. 16. Hraba-Renevey S, Turler H, Kress M, Salomon C, Weil R (1989) SV40-induced expression of mouse gene 24p3 involves a post-transcriptional mechanism. Oncogene 4:601-608. 17. Matthaeus T, Schulze-Lohoff E, Ichimura T, Weber M, Andreucci M, Park KM, Alessandrini A, Bonventre JV (2001) Co-regulation of neutrophil gelatinase-associated lipocalin and matrix metalloproteinase-9 in the postischemic rat kidney. J Am Soc Nephrol 12:787A. 18. Ohlsson S, Wieslander J, Segelmark M (2003) Increased circulating levels of proteinase 3 in patients with anti-neutrophilic cytoplasmic autoantibodies-associated systemic vasculitis in remission. Clin Exp Immunol 131:528-535. 19. Mishra J, Ma Q, Prada A, Mitsnefes M, Zahedi K, Yang J, Barasch J, Devarajan P (2003) Identification of neutrophil gelatinase-associated lipocalin as a novel early urinary biomarker for ischemic renal injury. J Am Soc Nephrol 14:2534-2543. 20. Amin RP, Vickers AE, Sistare F, Thompson KL, Roman RJ, Lawton M, Kramer J, Hamadeh HK, Collins J, Grissom S, Bennett L, Tucker CJ, Wild S, Kind C, Oreffo V, Davis JW 2nd, Curtiss S, Naciff JM, Cunningham M, Tennant R, Stevens J, Car B, Bertram TA, Afshari CA (2004) Identification of putative gene based markers of renal toxicity. Environ Health Perspect 112:465-479. 21. Mishra J, Mori K, Ma Q, Kelly C, Barasch J, Devarajan P (2004) Neutrophil gelatinase-associated lipocalin: a novel early urinary biomarker for cisplatin nephrotoxicity. Am J Nephrol 24:307-315. 22. Mishra J, Dent C, Tarabishi R, Mitsnefes MM, Ma Q, Kelly C, Ruff SM, Zahedi K, Shao M, Bean J, Mori K, Barasch J, Devarajan P (2005) Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) as a biomarker for acute renal injury after cardiac surgery. Lancet 365(9466):1231-1238. 23. Xu SY, Pauksen K, Venge P (1995) Serum measurements of human neutrophil lipocalin (HNL) discriminate between acute bacterial and viral infections. Scand J Clin Lab Invest 55:125-131. 24. Fernandez CA, Yan L, Louis G, Yang J, Kutok JL, Moses MA (2005) The matrix metalloproteinase9/neutrophil gelatinase-associat-ed lipocalin complex plays a role in breast tumor growth and is present in the urine of breast cancer patients. Clin Cancer Res 11:5390-5395. 25. Kjeldsen L, Koch C, Arnljots K, Borregaard N (1996) Characterization of two ELISAs for NGAL, a newly described lipocalin in human neutrophils. J Immunol Methods 196:155-164.

Aktualizace 11.6.2007 Vypracoval: Stejskal Název: NGAL