Update on proteomic use in hemodialysis

Abstract

Application of proteomics has become one of the leading experimental disciplines for increased understanding of the key role played by proteins and protein–protein interactions in all aspects of cell function. There is an increasing use of proteomic technologies for investigation into renal replacement therapy such as hemodialysis. In the last 10 years, the application of shotgun bottom-up liquid chromatography-mass spectrometry/mass spectrometry approaches has been successfully applied to research in uremic toxicity, with the discovery of novel uremic toxins and the potential to delineate a precise molecular approach to defining the biochemical nature of uremia.
Major investigations of proteomics in hemodialysis therapy include molecular definition of uremic toxicity, identification of prognostic biomarkers, blood purification efficiency testing, and biocompatibility assessment of the dialyzer membrane materials.
In this article, we review the results of recent proteomic investigations in the setting of chronic hemodialysis therapy.

KEY WORDS: Proteomic, hemodialysis, membrane, uremic toxins, biocompatibility, adsorption, proteins.

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INTRODUZIONE

L’emodialisi (HD) rappresenta la modalità più comunemente impiegata nel trattamento della malattia renale cronica (MRC) terminale. Il principale fattore determinante successo e qualità della terapia sostitutiva è rappresentato dalla membrana artificiale presente negli emodializzatori. Le membrane sono sottili barriere in grado di rimuovere acqua e soluti al fine di permettere un adeguato controllo chimico-biofisico, consentendo la sopravvivenza del paziente ed un (variabile) miglioramento della sua qualità di vita.

Durante la procedura dialitica extracorporea, i meccanismi in grado di rimuovere dal circolo le tossine ritenute ed i fluidi in eccesso includono diffusione, convezione ed adsorbimento. La diffusione e la convezione modulano la rimozione dei piccoli soluti, la prima, e delle medio-grandi molecole attraverso il movimento di massa dei fluidi, la seconda. A questi meccanismi si aggiungono le proprietà adsorbitive di alcune membrane idrofobiche sintetiche, che contribuiscono ad una significativa clearance di composti nocivi quali beta2-microglobulina, tumor necrosis factor e peptidi, anche se un eccessivo adsorbimento può limitare la performance emodepurativa di una membrana, riducendone così le proprietà terapeutiche. Occorre anche ricordare che la rimozione intradialitica dei soluti, qualunque ne sia il meccanismo alla base, non è specifica, per cui per ogni singolo biomateriale si potranno avere favorevoli effetti previsti/attesi ma anche rimozione non intenzionale di sostanze utili all’organismo. Inoltre, l’adsorbimento di proteine plasmatiche sulla membrana susseguente al contatto con il sangue durante la procedura dialitica extracorporea è di critica importanza per la biocompatibilità del materiale.
 

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