Verso la medicina di precisione per i pazienti in dialisi

Ogni giorno, i reni umani puliscono circa 1.500 litri di sangue producendo circa 1-2 litri di urina. In tal modo, il corpo si libera dell’acqua in eccesso e dei prodotti di scarto tossici del metabolismo o anche dei farmaci e mantiene l’equilibrio di acqua e minerali nei tessuti. In attesa del trapianto di rene, i pazienti con insufficienza renale cronica devono essere trattati regolarmente con la dialisi che purifica l’organismo dai liquidi e dalle sostanze dannose. La dialisi peritoneale, che può essere eseguita a casa con un supporto medico e tecnico minimo, sta guadagnando popolarità in tutto il mondo. Oggi, l’insufficienza renale è una preoccupazione medica in crescita, che riguarda fino al 10% delle persone a livello globale.

La variante comune del gene del trasportatore dell’acqua aumenta il rischio di morte

Un team di ricerca internazionale guidato dall’Università di Zurigo (UZH) ha ora identificato una variante comune nel gene AQP1 che codifica per il canale idrico chiamato Aquaporin-1 che ha un effetto significativo sull’efficacia del trattamento e sulla sopravvivenza del paziente in dialisi. “L’identificazione di questo fattore genetico comune che regola l’espressione dell’Acquaporina-1, che è associato a un rischio più elevato di morte e di fallimento della tecnica, rappresenta un grande passo avanti per la medicina di precisione in dialisi”, afferma il coordinatore dello studio e ultimo autore Olivier Devuyst del UZH Dipartimento di Fisiologia. “La variante del gene sta determinando l’esito della dialisi peritoneale e la scelta delle modalità di trattamento, che è molto importante per la cura e l’esito dei pazienti con insufficienza renale”, aggiunge.

L’efficienza della dialisi dipende da quanto bene rimuove l’acqua in eccesso, ripristina il normale stato di liquidi corporei e elimina le sostanze di scarto. La dialisi peritoneale si basa sull’osmosi: l’introduzione di una soluzione osmotica nella cavità peritoneale guida il trasporto dell’acqua in modo preferenziale attraverso i canali dell’Acquaporina-1, che costituiscono il sistema idraulico del corpo. Precedenti studi del gruppo di Devuyst hanno mostrato che l’acquaporina-1 è abbondante nelle cellule endoteliali che rivestono i capillari del peritoneo, dove media il trasporto osmotico veloce dell’acqua attraverso le membrane cellulari e fino alla metà della rimozione dell’acqua durante la dialisi, un processo chiamato ultrafiltrazione.

La variante Aquaporin-1 riduce il trasporto di acqua osmotica e l’ultrafiltrazione

Per testare quali effetti hanno le varianti genetiche dell’Aquaporin-1 sull’ultrafiltrazione e sui risultati nelle dialisi, i ricercatori hanno seguito 1.851 pazienti di diverse origini etniche per diversi anni e hanno analizzato i loro dati. Utilizzando una varietà di tecniche che vanno dalla genetica umana ai modelli murini, alla modellizzazione e agli studi cellulari, il team è stato in grado di dimostrare che i pazienti portatori di una variante comune nel gene dell’Acquaporina-1 hanno un livello inferiore di questa proteina nei loro tessuti. Quindi, la loro capacità di base di spostare l’acqua attraverso le membrane cellulari è diminuita. Devuyst aggiunge: “La nostra ricerca mostra che varianti genetiche relativamente comuni – la variante AQP1 viene rilevata in circa il 30% della popolazione – possono influenzare i processi fondamentali, ma sono esposte solo in circostanze speciali come qui la dialisi”.

Gli agenti osmotici colloidi superano il difetto genetico

Portare la variante dell’Acquaporina-1 è deleterio nei pazienti trattati con dialisi peritoneale, perché la minore espressione dei canali d’acqua compromette la completa rimozione dell’acqua da parte del trattamento. Questa situazione provoca un sovraccarico d’acqua e un aumento del rischio di morte a causa di varie complicazioni. Infatti, i pazienti in dialisi peritoneale portatori della variante hanno un rischio maggiore del 70% di morire o di essere trasferiti in emodialisi negli ospedali rispetto ai pazienti non portatori del gene difettoso. Il team composto da ricercatori e clinici di sei diversi paesi presenta un modo per aggirare questo problema: “È possibile superare il difetto genetico utilizzando soluzioni osmotiche specifiche che attraggono l’acqua indipendentemente dalle acquaporine – i cosiddetti agenti osmotici colloidi – invece del glucosio “, afferma Olivier Devuyst.

Pubblicato sul New England Journal of Medicine del 20 ottobre 2021