Studiu privind corelaţiile clinico-diagnostice în boala polichistică renală la feline

Bolile chistice şi cele polichistice la nivelul organelor parenchimatoase au o incidenţă crescută în patologia animalelor de companie. Între acestea, la feline, cea mai frecventă este boala polichistică renală (PKD; polycystic kidney disease).

Boala polichistică renală la feline este o eredopatie dominant autozomală, care apare la indivizi din rasele Persană, British shorthair şi Exotic shorthair, la rasele satelite acestora şi metişii lor din prima generaţie. La noi în ţară, se apreciază că incidenţa acestei boli congenitale este de aproximativ 38% din totalul pisicilor din rasa Persană şi la 6% din totalul populaţiei feline mondiale.

Datele din literatura de specialitate relevă faptul că, în medicina omului, ADPKD (autosomal dominant polycystic kidney disease) – boala polichistică renală autozomal dominantă – este cea mai frecventă afecţiune cu transmitere ereditară.

În medicina omului, ADPKD recunoaşte o incidenţă apreciabilă, cuprinsă între 0,5% şi 0,1%. Aceasta apare la toate rasele, afectând aproximativ 5 milioane de oameni de pe întreg mapamondul şi reprezintă una dintre cele mai frecvente cauze ale insuficienţei renale (în SUA),  fiind responsabilă pentru aproximativ 10% din cazurile în care este necesară dializa.

Se apreciază că, practic, cauza principală a mortalităţii ridicate o constituie nefropatia de substituţie progresivă, ce determină nefromegalie şi insuficienţă renală. Se consideră că, în general, oamenii care suferă de boala polichistică renală prezintă semne clinice începând cu al treilea deceniu de viaţă (până la vârsta de 60 de ani necesitând transplant renal).

Prin similitudine etiopatogenetică şi clinică, oamenii şi animalele de companie împart peste 30 de afecţiuni ereditare, între acestea situându-se boala polichistică renală (PKD), afecţiune ereditară descoperită la pisicile din rasele Persană şi Exotică (precum şi la alte rase), în studiile epidemiologice şi patogenetice fiind folosite tocmai aceste rase. Începând cu 1967, boala polichistică renală a fost incidental şi izolat descrisă în literatură, studiile concrete asupra transmiterii ereditare la feline începând abia după anii ’90.

Modul de transmitere şi întreaga patogeneză a acestei afecţiuni la feline recunosc numeroase similitudini cu boala polichistică autozomal dominantă de la om, argument care a stat la baza folosirii felinelor susceptibile la această eredopatie ca veritabil model în studierea bolii.

La pisicile afectate, rinichii sunt măriţi în volum, au formă neregulată şi într-un număr variabil de ani se instalează insuficienţa renală. Chisturile renale sunt netede, cu formă rotundă şi prezintă anecogenitate la examenul ultrasonografic. La necropsie se pot observa multiple chisturi de dimensiuni variate la nivelul corticalei şi medularei ambilor rinichi, reacţie inflamatorie limfoplasmocitară şi fibroză interstiţială.

Legat de istoricul acestei afecţiuni, este cunoscut faptul că în 1987 o pisică Persană în vârstă de 6 ani a fost trimisă către Universitatea de Stat din Ohio, SUA, cu simptome de insuficienţă renală, unde descendenţii acestei femele au fost folosiţi pentru crearea unei colonii utilizate în cercetarea bolii polichistice renale la această specie. Scopul studiului a fost determinarea modului de transmitere genetică a bolii polichistice renale la pisicile din rasa Persană. La descendenţii afectaţi, chisturile au fost detectate ultrasonografic încă de la vârsta de 7 luni.

Absenţa chisturilor la examinarea ultrasonografică la vârsta de 6 luni a fost corelată cu absenţa aspectelor macroscopice ale bolii polichistice renale la necropsia indivizilor în cauză. Au fost afectaţi atât masculi, cât şi femele, iar din încrucişarea unui reproducător afectat cu unul neafectat, 42% dintre descendenţi au fost afectaţi şi 58% neafectaţi. Din încrucişarea a doi reproducători afectaţi, 73% dintre descendenţi au fost afectaţi şi 27% neafectaţi. Aceste rezultate confirmă şi susţin transmiterea ereditară dominant autozomală a PKD.

Până la aceste investigaţii (studiul Ohio) nu se realizase nicio statistică a incidenţei bolii polichistice renale, singurele referinţe bibliografice fiind diferite studii de caz diagnosticate la necropsie prin compararea aspectelor macroscopice întâlnite cu cele corespunzătoare ADPKD de la om.

Plecând de la considerente de acest gen, începând cu anii ’90, crescătorii de pisici din toată lumea (în special din SUA) au început să îşi testeze pisicile incluse în circuitul reproductiv. Astfel, rasele care prezintă o incidenţă crescută a bolii polichistice renale sunt Persană şi rasele satelit, Himalayană şi Exotică. Studiile publicate imediat după 2005 indică un procent ridicat de pisici afectate de această boală, şi anume: 39% în SUA, 60% în Australia, 38% în Marea Britanie, 9% în Germania, 67% în Noua Zeelandă, 21% în Olanda, 64% în Spania, în general fiind vorba despre o medie aproximativă de 36-38% la aceste rase.

Din punct de vedere etiologic, gena responsabilă pentru cea mai comună formă de ADPKD la om – ADPKD1 –, respectiv responsabilă pentru 85% dintre cazuri, este localizată pe cromozomul uman 16p13.3. Recent a fost identificată o mutaţie asociată cu apariţia ADPKD la nivelul genei PKD1 la rasa Persană, responsabilă de codificarea sintezei prin translaţie a proteinei denumite policistina-1.

Mutaţia descrisă este una de tip punctiform (înlocuirea unei singure nucleotide la nivel de codon), respectiv substituţia citozinei cu adenină, având ca rezultat introducerea unui codon de tip STOP în poziţia 3284 a exonului 29 şi consecutiv pierderea a 25% din regiunea C-terminus. Totodată, ADPKD se manifestă clinic numai la indivizii heterozigoţi, ceea ce sugerează faptul că mutaţia homozigotă este letală încă din stadiul embrionar.

La scurt timp după descoperirea sa, a fost recunoscută eterogenitatea afecţiunii şi o a doua genă a fost incriminată pentru restul de 15% dintre cazuri – ADPKD2, localizată pe cromozomul uman 4q21-23.

În medicina veterinară, mai multe cazuri de boală polichistică renală felină au fost menţionate în literatura de specialitate încă din 1969. Speculaţiile asupra caracterului genetic al bolii polichistice renale au apărut odată cu stabilirea coloniei de cercetare din cadrul Universităţii de Stat din Ohio în 1990.

Până de curând însă, nu se ştia care este elementul cauzal al mutaţiei genetice. În 2004 a fost publicat un studiu despre determinismul genetic al bolii polichistice renale feline, bazat pe descoperirile din medicina umană. Acest studiu, care avea la bază analiza a 43 de microsateliţi, nu şi-a atins scopul în totalitate, însă a fost piatra de temelie pentru un al doilea studiu, realizat în cadrul Universităţii de Stat Davis din California (U.C. Davis). Rezultatele au indicat drept responsabile pentru boala polichistică renală felină mutaţiile genelor PKD1 şi PKD2, respectiv microsatelitul FCA476 de la nivelul segmentului 24.2 cR al genei PKD1 de pe cromozomul felin E3 şi gena PKD2 plasată pe cromozomul felin B1 între microsateliţii FCA612 şi FCA097.

Genele autozomal dominante determină caracterele fenotipice atunci când sunt prezente, chiar dacă au fost moştenite de la un singur părinte.

PKD este o boală care afectează în mod egal masculii şi femelele.

În pofida faptului că au fost raportate numeroase cazuri de PKD la o multitudine de rase de pisici (precum şi la metişii acestora), se impune precizarea că nu trebuie să facem confuzie în privinţa etiologiei acestei eredopatii.

Boala polichistică renală la feline a pornit de la pisicile din rasa Persană, dar datorită caracterelor fenotipice preferate şi numărului mare de exemplare din această rasă, ea a fost folosită în obţinerea multor rase (devenite în timp rase de sine stătătoare, cum ar fi British Shorthair, American shorthair), care au în pedigree indivizi din rasa Persană, întrucât a fost utilizată în formarea acestor rase (considerate ca rasă cu un bagaj genetic mai stabil şi cu caractere fenotipice dorite în standardul de rasă al raselor cu păr scurt).

Rasa Exotic shorthair este întreţinută permanent prin încrucişări cu exemplare din linii ale rasei Persane.

Boala se întâlneşte doar la indivizii homozigoţi pe gena responsabilă (boala este letală pentru exemplarele homozigote în viaţa intrauterină).
 

În acest amplu şi complex context patogenetic, din cauza evoluţiei progresive, semnele clinice de insuficienţă renală sunt invariabil induse şi proporţionale cu gradul de afectare al parenchimului renal şi compresiunea exercitată de către chisturi, care sunt responsabile de reducerea capacităţii funcţionale renale (prin diminuarea importantă a indicelui parenchimatos/reducerea suprafeţei de filtrare renală). Injuriile fiziopatologice şi ulterior semnele clinice şi modificările paraclinice sunt relativ nespecifice în cazul bolii polichistice renale feline, iar evoluţia lor este îndelungată.
 

Evoluţia rinichiului polichistic este determinată de întreruperea comunicării între segmentele secretorii şi excretorii ale rinichiului, leziunile chistice formându-se prin dilatarea segmentelor secretorii la nivelul corticalei sau prin hiperplazia tubilor colectori (figura 2 şi figura 3).
 

Leziunile sunt ireversibile şi cel mai frecvent apar în jurul vârstei de 4-5 ani. Manifestările clinice determinate de PKD sunt cele ale insuficienţei renale cronice şi includ: sindrom neurodepresiv, inapetenţă/anorexie, letargie, deshidratare, poliurie/polidipsie, reducerea dinamicii ponderale, vomă, halenă (semnele caracteristice sindromului uremic), hipotermie.

În cadrul sindromului gastroenteric cu origine uremică mai importante sunt: stomatita catarală/ulcero-necrotică, halena cu miros amoniacal, gastroenterita ulcero-necrotică/hemoragică cu vomă şi diaree, modificările cardiorespiratorii, pneumonia uremică şi polipneea care acompaniază acidoza metabolică, dermatoza, demineralizările osoase (osteoliză şi osteofibroză secundară acidozei metabolice cronice).

Paraclinic se identifică creşteri semnificative ale indicilor serici: hipercreatinemie, hiperuremie, hipoproteinemie/hipoalbuminemie, hiperfosfatemie, hipocalcemie, anemie hipocromă normocitară (hipo-/aregenerativă), modificări proporţionale gradului de insuficienţă renală şi atrofiei de tip compresiv a parenchimului renal.

Din punct de vedere morfologic, clinic şi funcţional, gradul de exprimare clinică, în sensul apariţiei semnelor de decompensare funcţională renală, este direct corelat cu alterarea indicelui parenchimatos renal, respectiv a suprafeţei de filtrare renală, prin numărul şi mărimea leziunilor chistice renale (figura 4).
 

Pentru variaţia progresiei clinice a bolii polichistice renale feline există mai multe explicaţii posibile, între care factorii de mediu pot juca un rol foarte important: hipertensiunea, gestaţiile multiple şi infecţiile tractului urinar, alături de coeficientul de inbreeding (cosangvinizare) al individului afectat.

Macroscopic, la nivel renal în corticală şi/sau medulară, se identifică formaţiuni ovoide/sferice, delimitate de o membrană fină, uşor transparentă, pline cu lichid galben citrin, transparent (în cazul leziunilor vechi poate deveni opac). Numărul chisturilor diferă, cel mai des fiind asociat vârstei animalului afectat (putând fi identificaţi de la un singur chist până la 250 de chisturi/rinichi). Ca dimensiuni, diametrul chisturilor variază de la 1 mm la câţiva centimetri.

Periferic dilataţiilor chistice se înregistrează fenomene de ordin compresiv, determinate de chisturi, şi chiar reacţie fibroconjunctivă.

La nivel histopatologic, chisturile sunt delimitate de un epiteliu cubic sau scuamos unistratificat, periferic, identificându-se zone de fibroză interstiţială şi reacţii inflamatorii limfoplasmocitare, cu compresia ţesutului adiacent. Leziuni de tip chistic pot fi întâlnite şi la nivel hepato-biliar.

În boala polichistică renală, dominantele clinice din această eredopatie demonstrează o evoluţie progresivă (de tip stadial), dominată de semnele insuficienţei renale cronice. Aceste modificări sunt atribuite dezvoltării leziunilor chistice la nivelul parenchimului renal, care reduc prin compresiune şi substituţie capacitatea funcţională a rinichilor (neurodepresie, disorexie, hipotermie şi slăbire), la care ulterior s-au adăugat şi modificările de organ ale retenţiei azotate (vomă, anorexie, semnele inflamaţiei tractului digestiv, manifestări cutanate şi respiratorii etc.).

Practic, se poate aprecia că semnele insuficienţei renale devin evidente şi severe (atrăgând atenţia deţinătorilor) în momentul în care compresiunile determinate de leziunile chistice reduc considerabil substratul funcţional, respectiv suprafaţa de filtrare renală.

În corelaţie cu elaborarea planului de diagnostic al PKD, se are în vedere faptul că până în prezent au fost descoperite peste 250 de afecţiuni cu transmitere genetică (majoritatea au o evoluţie nefavorabilă/fatală). Se pare că imperiozitatea screeningului genetic la indivizii incluşi în circuitul reproductiv poate constitui cheia limitării sau eradicării acestor afecţiuni.

Până în urmă cu aproximativ 10 ani, singura modalitate de a pune un diagnostic de certitudine a PKD la pisică era ecografia abdominală (cu evaluarea rinichilor), cu înalt grad de specificitate, cu grad maxim de acurateţe (98%) prin evaluare la vârsta de 10 luni. Dar inconve­nien­­tele majore ale acestei tehnici de diagnostic erau legate de abilitatea examinatorului, corectitudinea rezultatului examenului ecografic şi de necesitatea reexa­minării la un interval relativ scurt de timp (circa 12 luni), din cauza posibilităţii dezvoltării chisturilor la orice vârstă. Acest ultim aspect impune realizarea screeningului ecografic periodic şi repetat tocmai pentru a minimiza acest inconvenient.

Examinarea ecografică se poate face folosind sonde/transductori de 5; 6,5; 7,5; 10 MHz (sau chiar peste această frecvenţă). Din punct de vedere ecografic, chisturile renale apar ca structuri anecogene rotunde/ovoide delimitate de un perete fin, bine demarcat, hiperecogen, prezentând fenomenul de umbrire posterioară.

La pisică, rinichii au ca repere anatomice spaţiile L1-L4, rinichiul drept fiind situat uşor cranial decât stângul. Rinichiul drept este localizat lateral în raport cu apofizele transverse corespunzătoare şi înapoia coastei 13 de pe partea dreaptă (figura 5). Rinichiul stâng este situat aproximativ la acelaşi nivel cu congenerul, uşor caudal.
 

Dimensiunile normale al rinichiului la pisică sunt de 3,8-4,4 cm lungime, 2,7-3,1 cm lăţime şi 2-3,5 cm grosime, iar indicele parenchimatos (corticala renală) este de 2-5 mm.

Chisturile pot fi solitare, multifocale sau confluente, de diferite dimensiuni.

În PKD la pisică, chisturile cu localizare corticală sunt uşor de pus în evidenţă, probleme ridicând cele parapielice (la nivelul sinusului renal), care se pot confunda cu hidronefroza (figura 6).
 

Din punct de vedere ecografic, chisturile de la nivel renal sunt considerate modificări parenchimatoase focale care se prezintă sub forma unor leziuni rotund-ovoide, de dimensiuni variabile, cu conţinut transsonic (anecogen), delimitate de o capsulă fină ecogenă, iar distal (posterior) acestora se înregistrează fenomenul artefactual de întărire posterioară (figurile 7-9).
 

După identificarea dilataţiilor chistice renale, rezultatele trebuie coroborate cu testele hematologice şi biochimice sangvine, pentru a identifica prezenţa şi gradul de afectare funcţională şi/sau sistemică.

Cu acurateţe de 100%, mai nou se pot folosi teste genetice utilizate în identificarea PKD, atât în scopul prevenirii, cât şi al diagnosticării acestei maladii. Cea mai utilizată este tehnica PCR (Polymerase Chain Reaction – reacţia în lanţ a polimerazei), care reprezintă una dintre cele mai noi şi mai frecvent utilizate tehnologii în biologia moleculară.

Folosind această tehnică, pot fi copiate (amplificate) secvenţe specifice de la nivelul ADN şi ADNc (ADN copie) utilizat ca matriţă, cu obţinerea unui număr impresionant de produşi de amplificare (ampliconi), în general de ordinul miliardelor. În cadrul PCR convenţional, detecţia şi – într-o oarecare măsură – cuantificarea ampliconilor sunt posibile la sfârşitul reacţiei şi implică o analiză post-PCR, de regulă electroforeza în gel de agaroză şi analiza imaginii.

Această reacţie (PCR) se bazează pe existenţa a trei stagii termice majore: denaturarea, alinierea şi extensia, efectuate sub formă de cicluri, de obicei 35-40 ca număr. Majoritatea protocoalelor includ o etapă iniţială de denaturare (denaturare primară) înaintea etapei ciclice şi o etapă de extensie finală.

Denaturarea primară este de obicei introdusă pentru a asigura separarea completă a catenelor ADN, în special în cazul matricelor complexe (care prezintă structuri secundare şi chiar terţiare) sau în cazul existenţei unui conţinut bogat în guanină şi/sau citozină.

Extensia finală este introdusă pentru a asigura sinteza completă a produşilor de amplificare, în special când se doreşte amplificarea unui fragment genic de dimensiuni mari (>1 Kb). La noi în ţară, această tehnică a fost introdusă de dr. Mihai Turcitu.

Totuşi, un rezultat pozitiv al testului PKD trebuie întotdeauna completat de o evaluare ultrasonografică, pentru a putea determina stadiul evolutiv al bolii şi, astfel, cursul terapiei de susţinere când este nevoie. Identificarea precoce a bolii polichistice nu este întotdeauna însoţită de identificarea unui context clinic şi patogenetic aferent şi caracteristic insuficienţei renale cronice.

Se poate conchide că evoluţia de tip progresiv a bolii polichistice renale la pisică, cu agravarea progresivă a insuficienţei renale, precum şi importul necontrolat, alături de folosirea indivizilor afectaţi ca reproducători stau la baza recomandării pe deplin justificate de identificarea indivizilor din rasa Persană (şi a metişilor de primă generaţie) şi de examinare ecografică, pentru a împiedica transmiterea acestei boli ereditare autozomale dominante, care este letală.

Datele prezentate privind înalta acurateţe şi caracterul neinvaziv al tehnicii ultrasonografice (ecografiei) o recomandă ca fiind cea mai valoroasă posibilitate de diagnostic al bolii polichistice renale la pisică. În plus, se impune sublinierea că boala polichistică renală ar putea fi cu uşurinţă eradicată dacă s-ar identifica indivizii purtători ai genelor implicate şi ar fi excluşi din circuitul reproductiv.

Pe aceleaşi coordonate, adiţional metodelor descrise, disponibilitatea testului genetic pentru diagnosticul PKD creează noi oportunităţi de management al programelor de reproducţie, făcând loc ideii şi speranţei de eradicare a acestei neiertătoare şi cumplite maladii genetice. Examenul ecografic oferă detalii de o înaltă acurateţe ale stadiului evolutiv al acestei boli progresive (permiţând identificarea şi aprecierea corelată şi comparativă în dinamică a leziunilor chistice), susţinând argumentat că un diagnostic complet în PKD trebuie întotdeauna să includă ambele metode de diagnostic.  

Conflict of interests: The author declares no conflict of interests.