Un recente studio ha comparato i profili metabolomici di gatti con malattia renale cronica evidenziandone differenze tra i gatti con diversi stadi di malattia.
La malattia renale cronica nei gatti
La Chronic Kidney Disease (CKD) o malattia renale cronica è una patologia molto comune nei gatti domestici; questo disturbo comporta la progressiva perdita della funzionalità renale ed è associata ad un alto tasso di mortalità e morbilità. Nonostante ciò, l’eterogeneità dei fattori eziologici e l’aspecificità dei sintomi implicano, spesso, una diagnosi tardiva, quando almeno il 66% dei nefroni risultano danneggiati.
Un’attuale sfida della medicina veterinaria è l’identificazione di alterazioni strutturali o funzionali nella fase precoce della malattia, mentre il paziente non mostra segni clinici. Un’efficace identificazione permetterebbe tempestivi interventi terapeuti, potenzialmente in grado di contenere o diminuire la progressione della malattia.
Tra i trattamenti comunemente utilizzati nei felini affetti da CKD, vi è la somministrazione di terapie nutrizionali; tali approcci prevedono la sostituzione di proteine, fosforo e altre sostanze con acidi grassi polinsaturi, antiossidanti, vitamina B e potassio, che favoriscono un controllo della malattia tramite la diminuzione dello stress ossidativo.
L’analisi metabolomica ha recentemente destato interesse nella medicina veterinaria. Questo tipo di indagine consente di caratterizzare le sostanze a basso peso molecolare (LMW, low molecular weight) di campioni biologici; pertanto, può essere utilizzata per valutare gli effetti dei trattamenti nei pazienti. Questo è stato l’obiettivo di uno studio pubblicato su Metabolites, che ha comparato i profili metabolomici di gatti sani e di gatti affetti da CKD, per poi caratterizzare le differenze prima e dopo un intervento nutrizionale.
Il lavoro ha incluso 25 gatti, dei quali: 10 appartenenti al gruppo controllo, 6 affetti da CKD allo stadio 1 (CKD1) e 9 con CKD allo stadio 2 (CKD2). A tutti gli animali, prima del periodo sperimentale, è stata somministrata una dieta di mantenimento per 30 giorni; successivamente, tutti i soggetti sono stati introdotti alla dieta terapeutica ed i campioni di sangue sono stati esaminati al T0 (al termine della dieta di mantenimento) e al T60 (dopo 60 giorni di trattamento). L’analisi metabolomica è stata eseguita mediante gascromatografia accoppiata a spettrometria di massa (GC-MS) e l’analisi discriminante dei minimi quadrati parziali (PLS-DA) è stata eseguita sul software Metaboanalyst 4.0.
L’analisi metabolomica per definire i marker sierici della CKD
Tramite l’approccio metabolomico untargeted, al T0 sono stati identificati 43 metaboliti di differenti classi biochimiche sia nei casi sia nei controlli. Le differenze tra i due gruppi si limitavano a un aumento delle concentrazioni sieriche di acido citrico e monostearina nei gatti con CKD2 rispetto a quelli con CKD1 e ai controlli. Questi risultati riflettono le note alterazioni legate alla progressione della CKD, tra cui la compromessa attività mitocondriale, un aumento dello stress ossidativo e dell’infiammazione, oltre a cambiamenti nel metabolismo lipidico; tali eventi, infatti, determinano l’aumento dei livelli sierici dell’acido citrico e della monostearina.
La comparazione dei profili al T60, invece, ha messo in evidenza differenze tra i tre gruppi in 7 metaboliti sierici, quali:
- glicina, suggestiva di una perdita della funzionalità renale;
- fruttosio, riconducibile all’ambiente ipossico intrarenale che si genera in caso di CKD, oltre che alla produzione a livello del rene durante la fase di riassorbimento del glucosio, che può indurre infiammazione intrarenale e fibrosi;
- acido glutammico, a testimonianza di alterazione di attività del rene quali omeostasi, metabolismo e regolazione dei livelli sierici degli amminoacidi;
- acido arachidonico, un metabolita che viene rilasciato dalle cellule in stato di stress, come nel caso della CKD;
- acido stearico spiegabile con il noto decremento nella sintesi degli enzimi che ossidano gli acidi grassi, un evento comune nella CKD;
- creatinina, biomarcatore della funzionalità renale;
- urea, probabilmente dovuta a variazioni del microbioma indotte dalla dieta terapeutica contenente prebiotici (galatto-oligosaccaridi e beta-glucani).
In conclusione, i marker metabolomicirilevati al T0 e al T60nei gatti con CKD1 e nei controlli si sono mostrati differenti rispetto a quelli dei gatti CKD2. Questi marcatori possono rappresentare potenziali fattori predittivi della CKD, consentendo l’identificazione delle fasi iniziali della malattia e fornendo insights significativi sui possibili processi pato-fisiologici alla base di questa patologia.
Reference
Ruberti B, Machado DP, Vendramini THA, Pedrinelli V, Marchi PH, Jeremias JT, Pontieri CFF, Kogika MM, Brunetto MA. Serum Metabolites Characterization Produced by Cats CKD Affected, at the 1 and 2 Stages, before and after Renal Diet. Metabolites. 2022 Dec 27;13(1):43. DOI: 10.3390/metabo13010043
