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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE EOSINÓFILOS E PROTEÍNA CATIÔNICA EOSINOFÍLICA NA URINA: UMA NOVA ABORDAGEM PARA O DIAGNÓSTICO DA INFLAMAÇÃO RENAL NO LÚPUS ERITEMATOSO SISTÊMICO TEREZA NEUMA DE SOUZA BRITO NATAL/RN 2011

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE

EOSINÓFILOS E PROTEÍNA CATIÔNICA EOSINOFÍLICA NA URINA: UMA NOVA

ABORDAGEM PARA O DIAGNÓSTICO DA INFLAMAÇÃO RENAL NO LÚPUS

ERITEMATOSO SISTÊMICO

TEREZA NEUMA DE SOUZA BRITO

NATAL/RN

2011

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TEREZA NEUMA DE SOUZA BRITO

EOSINÓFILOS E PROTEÍNA CATIÔNICA EOSINOFÍLICA NA URINA: UMA NOVA

ABORDAGEM PARA O DIAGNÓSTICO DA INFLAMAÇÃO RENAL NO LÚPUS

ERITEMATOSO SISTÊMICO.

ORIENTADORA: PROFA. DRA. VALÉRIA SORAYA DE FARIAS SALES

CO-ORIENTADORA: PROFA. DRA. MARIA JOSÉ PEREIRA VILAR

NATAL/RN

2011

Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, do Centro de Ciências da Saúde, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como parte dos requisitos para obtenção do título de doutor em Ciências da Saúde

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Catalogação da publicação na fonte

B862e Brito, Tereza Neuma de Souza. Eosinófilos e proteína catiônica eosinofílica na urina: uma nova abordagem para o diagnóstico da inflamação renal no lúpus eritematoso sistêmico / Tereza Neuma de Souza Brito. – Natal/RN, 2011.

62f.: il. Orientadora: Profª Drª Valéria Soraya de Farias Sales. Co-orientadora: Profª Drª Maria José Pereira Vilar.

Tese (Doutorado em Ciências da Saúde) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Ciências da Saúde.

1. Eosinófilos – Tese. 2. Proteína catiônica eosinofílica – Tese. 3. Lúpus eritematoso sistêmico – Tese. I. Sales, Valéria Soraya de Farias. II. Vilar, Maria José Pereira. III. Título.

UFRN/BSCCS CDU: 616.61-002

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE

COORDENADORA: PROFA. DRA. TÉCIA MARIA DE OLIVEIRA MARANHÃO

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TEREZA NEUMA DE SOUZA BRITO

EOSINÓFILOS E PROTEÍNA CATIÔNICA EOSINOFÍLICA NA URINA: UMA NOVA

ABORDAGEM PARA O DIAGNÓSTICO DA INFLAMAÇÃO RENAL NO LÚPUS

ERITEMATOSO SISTÊMICO

BANCA EXAMINADORA:

Presidente da Banca

Profa. Dra.Valéria Soraya de Farias Sales – UFRN

Membros da Banca

Profa. Dra. Valéria Soraya de Farias Sales - UFRN

Prof. Dr. Max Victor Carioca Freitas - Externo

Profa. Dra. Profa. Dra. Amália Cinthia Meneses do Rego - Externo

Prof. Dr. Maurício Galvão Pereira - UFRN

Prof. Dra. Elaine Lira Medeiros Bezerra - UFRN

Aprovada: 28 de novembro de 2011

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“Sei que meu trabalho é uma gota no oceano,

mas sem ele o oceano seria menor”.

(Madre Teresa de Calcutá)

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DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho a...

Deus, por ter me dado força, fé, sabedoria e esperança para ser perseverante e

alcançar com as suas bênçãos mais uma vitória em minha vida. Pelo amor

incondicional, sem limites...

Meu marido Ribamar e a meus filhos Ana Luiza e André Luiz, razões maiores da

minha vida..., a meu genro João Luis e a nora Albirea Shinobu

Por toda paciência, amor, esforços desmedidos, orientações e força que me

fazem forte e pelo exemplo diário de como se deve constituir uma família.

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AGRADECIMENTOS

Aos pacientes, pela disponibilidade e pela lição de incentivo, apesar de toda a

sintomatologia da doença, não se negaram em participar da pesquisa.

Ao Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde pela oportunidade de realizar

esse trabalho e pelos conhecimentos adquiridos durante todo este periodo.

A minha orientadora, Profa Dra Valéria Soraya de Farias Sales primeiramente por ter

aceitado me orientar, pelos ensinamentos em imunologia, pela amizade,

companheirismo e pelo apoio.

A minha co-orientadora Profa Dra Maria José Pereira Vilar, obrigada pela disposição em

ajudar, discutir e ensinar. Sua participação foi fundamental para o desenvolvimento

desse trabalho.

A Dr José Bruno Almeida pelo apoio e incentivo constantes para que se faça uma

Uroanálise de qualidade e pelas correções e sugestões no trabalho.

A Maria do Carmo Cardoso de Medeiros (Carminha) pelos ensinamentos e ajuda na

imunofluorescência.

A Juliana Cavalcante e Dra. Luiza Karla P. Arruda (USP-RP) pela grande ajuda na

realização das dosagens da ECP.

A todas as pós-graduandas do laboratório de imunologia clínica pela grande ajuda nas

fosforilações da imunologia, pelas “cytokines” e também pela amizade.

Ao Departamento de Análises Clinicas e Toxicológicas, especialmente a chefia (Telma

Maria de Araújo Moura Lemos), a secretaria (Asinete, Maria José, Seu Josias e

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Mikelison) e ao pessoal da sala de coleta (Giliane Lemos, Lúcia Jacinto, Ana Júlia e

Alexandro) que não mediram esforços para ajudar no trabalho.

Aos funcionários: do HUOL, Virtolino Neto, Oscar e Elisângela, pela ajuda na coleta e

transporte das amostras até o laboratório.

A Dona Amélia Silva de Morais e Evanilda Lopes da Silva, do DACT, pelo cuidado em

manter todo o laboratório sempre pronto para realização das análises. Vocês foram

fundamentais para que as análises fossem corretas.

Aos residentes da enfermaria de reumatologia pela ajuda no preenchimento do

protocolo clínico e do Mex-SLEDAI.

Aos meus amigos e colegas farmacêuticos Zélia Maria de Sousa (Zelinha), Edna

Marques de Araújo Silva, Maria Goretti do Nascimento Santos, Geraldo Barroso C.

Júnior, Ana Claúdia Galvão Freire Gouveia, Sandra Resende de Andrade, Ivanaldo

Amâncio da Silveira, Maiza Rocha Abrantes, Elizabeth (Eliuza), Tatiana Xavier e

Ivonete Batista de Araújo pela torcida e pela ajuda intelectual e espiritual constantes e

também por dividir comigo as angústias dessa etapa da vida.

A Vivian Silbiger e André Luchesi pela ajuda na organização do artigo e nas dúvidas de

informática.

Aos professores e colegas da Bioquímica Clínica e da Uroanálise pelo incentivo e

apoio..

E, finalmente, a todos aqueles que direta ou indiretamente contribuíram para que eu

chegasse até aqui.

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ACR - American College of Rheumatology

AIN - Acute interstitial nephritis

Anti-dsDNA - Anti-double-stranded DNA

AUC – Área sob a curva

CEP- Comitê de Ética em Pesquisa,

C3 e C4- complementos 3 e 4

Cr - Creatinina

ECP - Proteína Catiônica Eosinofílica

EDN - Neurotoxina Derivada do Eosinófilo

eGFR - Estimated glomerular filtration rate

EPO - Peroxidase do Eosinófilo

EPX - Proteína X do eosinófilo

FEIA - Fluoroenzymeimmunoassay

GM-CSF - Fator estimulador de colônias de granulócitos-macrófagos

HPF - High power field

HUOL – Hospital Universitário “Onofre Lopes”

IFN-γ - Interferon-γ

IL-5 – Interleucina 5

IQR – Range Interquartílico

kDA – Quilo Daltons

LES – Lúpus Eritematoso Sistêmico

LN – Nefrite lúpica

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LTC4 e LTD4 – Leucotrieno 4

MCP - Proteínas quimioatrentes de monócitos

MEX-SLEDAI - Mexican version of the SLE Disease Activity Index

Mg - Miligrama

MIP-1α - Proteína inflamatória do macrófago

NIA – Nefrite Intersticial Aguda

PAF - Fator ativador de plaquetas

Pg - Picograma

Pr - Proteína

RNase A – Ribonuclease A

ROC - Receiver operating characteristic

SD – Desvio Padrão

SLE – Systemic lupus erythematosus

TGF α/β - Fator de transformação do crescimento

TNF-α - Fator de necrose tumoral

uECP - Proteína Catiônica Eosinofílica Urinária

UFRN – Universidade Federal do Rio Grande do Norte

VIP - Peptídeo vasoativo intestinal

WHO - World Health Organization

µg - Micrograma

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LISTA DE TABELAS Artigo 1 Table 1: Baseline characteristics and laboratory parameters observed for select patients

per group, of all SLE patients included (n=74).

Table 2: Laboratory values for 74 SLE subjects with and without renal disease.

Table 3: Results of correlation between variables of the study and laboratory results that

evaluate the involvement of renal function and disease activity in SLE.

Table 4: Results of the ROC curve analyses using SLE patients with and without lupus

nephritis to detect cut-off levels of eosinophiluria, urine ECP and ECP/Cr ratio.

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LISTA DE FIGURAS

Artigo 1 Figure 1: Eosinophiluria by Hansel´s stain (400X) (arrow).

Figure 2: Curve of receiver operating characteristic (ROC) in SLE patients to detect cut-

off of eosinophiluria, uECP and uECP-Cr ratio, classified by state variables Pr/Cr ratio

≥2 (A) and eGFR ≤60 mL/min (B):

Artigo 2 Figure 1: Eosinophils in urine samples of the patients lupus nephritis, Hansel’s stain.

Urinalysis Discipline file of the Department of Clinical and Toxicological Analyses-UFRN,

Natal.

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 16

2 REVISÃO DA LITERATURA 18

3 ANEXAÇÃO DE ARTIGOS 23

3.1 ARTIGO 1.Resumo expandido 24

3.1.1 Abstract 25

3.2 ARTIGO 2 26

3.2.1 Abstract 27

3.2.2 Introdution 28

3.2.3 Patients and methods 30

3.2.4 Results 34

3.2.5 Discussion 36

3.2.6 Key Messages 41

3.2.7 Acknowledgements 41

3.2.8 References 42

4 COMENTÁRIOS, CRÍTICAS E SUGESTÕES 51

5 APÊNDICES 56

6 ANEXOS 57

6.1 Anexo 1 – Protocolo clínico 57

6.2 Anexo 2 – Mex-SLEDAI 58

6.3 Anexo 3 - Parecer do Comitê de Ética 59

7. REFERÊNCIAS 60

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RESUMO

O objetivo desse trabalho foi investigar o eosinófilo e a proteína catiônica eosinofílica (ECP) na urina de pacientes com Lúpus Eritematoso Sistêmico (LES), com e sem nefrite lúpica, como possíveis marcadores de inflamação renal. Foram estudados 74 pacientes com LES � 20 com evidência clínica e laboratorial de nefrite lúpica (LN grupo) e 54 sem envolvimento renal (não-LN grupo)� quanto à eosinofilúria e ECP urinária (uECP). A eosinofilúria foi observada através da coloração de Hansel e as concentrações de ECP urinária foram obtidas por fluoroenzimaimunoensaio e em seguida corrigidas pela creatinina urinária (uECP/uCr). As variáveis do estudo foram comparadas com a hematúria glomerular, relação proteína/creatinina urinária (uPr/uCr), creatinina sérica, clearance de creatinina estimado, anti-dsDNA, níveis séricos dos complementos C3 e C4, relação IL-5 urinária/creatinina e com o Índice de atividade da doença LES (Mex-SLEDAI). A avaliação preditiva da eosinofilúria e uECP foi observada através da curva ROC e o nível de significância do estudo foi p valor<0,05. Os resultados mostraram que a eosinofilúria e as concentrações da uECP e uECP/uCr foram mais elevadas nos pacientes do LN grupo em relação ao não-LN grupo (p<0,001 para todos). Essas variáveis mostraram uma correlação estatisticamente significativa com a hematúria, dismorfismo eritrocitário glomerular, cilindrúria, relação uPr/uCr, creatinina sérica, clearance de creatinina estimado, anti-dsDNA, relação IL-5 urinária/creatinina e com o Mex-SLEDAI (p<0,05). Os resultados da curva ROC mostraram uma melhor performance (área sob a curva-AUC) para a uECP/uCr, usando como variável de classificação a uPr/uCr (AUC=0,94) e o clearance de creatinina estimado (AUC=0,84), p<0,0001. Conclui-se que dentre as variáveis do estudo, a uECP/uCr pode servir como um novo marcador de inflamação renal em pacientes com LES.

Palavras Chave: Eosinófilos. Proteína catiônica eosinofílica. Lúpus Eritematoso Sistêmico

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1 INTRODUÇÃO

O Lúpus Eritematoso Sistêmico (LES) é uma doença autoimune,

multifatorial caracterizada pela produção de auto-anticorpos, formação de

imunocomplexos e inflamação em diferentes órgãos, sendo o rim um dos órgãos

mais afetados. Sua patogênese é desencadeada tanto por fatores genéticos,

ambientais e hormônios sexuais quanto por anormalidades do sistema imune inato

e adaptativo. A ativação anormal de células T, B e células apresentadoras de

antígenos tem como resultado final a produção dos auto-anticorpos patogênicos

altamente específicos, a ativação do sistema complemento e a presença de

células inflamatórias em órgãos-alvo [1-4].

Dentre as células envolvidas na fisiopatologia de inúmeros processos

inflamatórios estão os eosinófilos, que são recrutadas para o local da inflamação

onde modulam a resposta imune inata e adaptativa através de uma série de

mecanismos, tais como secreção de proteínas catiônicas, citocinas pró-

inflamatórias, quimiocinas, mediadores lipídicos e expressão de receptores para

citocinas, imunoglobulinas, complemento, dentre outros [5-7].

A análise de células urinárias refletindo a inflamação renal no LES pode ser

uma ferramenta útil no monitoramento da doença renal [8]. A eosinofilúria pode

refletir uma resposta inflamatória não específica, mas a sua investigação tem sido

associada a várias condições clínicas que afetam os rins e o trato urinário,

especialmente os casos de nefrite intersticial aguda (NIA) induzida por fármacos

[9-11].

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A proteína catiônica eosinofílica (ECP) vem sendo estudada como

marcador em processos inflamatórios do trato respiratório, dermatite atópica e

outras doenças inflamatórias [12], mas no LES não foi encontrado relato na

literatura.

Com base nos achados de eosinófilos na urina de pacientes com LES,

doença autoimune de alta incidência aqui no Rio Grande do Norte [13] e no papel

importante dos eosinófilos nas doenças inflamatórias, foi proposto esse estudo

com o objetivo de avaliar a eosinofilúria e a concentração da ECP urinária em

pacientes com Lúpus Eritematoso Sistêmico, com e sem nefrite lúpica, como um

possível marcador de inflamação renal.

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2 REVISÃO DA LITERATURA

Estudos epidemiológicos de prevalência e incidência de LES em todo o

mundo apresentam resultados bem variáveis. A incidência está na faixa de 1 a

10/100.000 habitantes/ano e a prevalência de 16 a 70/100.000 habitantes/ano.

Acomete mais predominantemente as mulheres, entre 20 e 30 anos de idade [14].

No Brasil, particularmente no Nordeste, na cidade de Natal onde a exposição aos

raios ultravioletas é intensa, a incidência é de 8,7/100.000 habitantes [13].

O envolvimento renal no LES ocorre em aproximadamente 25 a 60% dos

pacientes e tem um espectro de severidade muito variado podendo evoluir, em

cerca de 10 a 15%, para uma doença renal terminal, a qual contribui

significativamente para morbidade e mortalidade desses pacientes. A biópsia renal

é o padrão ouro para classificar o tipo histológico de nefrite, no entanto, como é

um procedimento invasivo e com riscos de hemorragia e infecção, não é uma

metodologia satisfatória para monitorar o envolvimento renal, que exige um

monitoramento de longo prazo. O advento da precisão de biomarcadores para

prever, diagnosticar e monitorar a nefrite lúpica será uma grande conquista na

ajuda aos pacientes com LES [15-19].

Estudos sobre a patogênese da nefrite lúpica mostram uma interação entre

as células do parênquima renal e células inflamatórias recrutadas devido à

deposição glomerular de imunocomplexos e ao desequilíbrio na homeostase das

citocinas. Na literatura existe considerável evidência para o papel de células T

helper 1(Th1), T helper 17 (Th17) e células T reguladoras (treg) no LES, porém

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diversos estudos tem sugerido uma possível contribuição das células T helper

(Th2). Foi observado que os imunocomplexos são constituídos por

imunoglobulinas IgM, IgG e IgA bem como por IgE e já foi constadada a presença

de IgE auto-reativa no soro de alguns pacientes com LES sem associação à

atopia e alergia [20-22].

Dentre as células que desempenham importante papel na resposta Th2, o

eosinófilo, que é um leucócito multifuncional das doenças alérgicas, parasitárias e

que participa no reparo do tecido vem sendo apontado como uma célula envolvida

na modulação da resposta imune inata e adquirida [23].

O eosinófilo é também um componente do microambiente imune local, tem

atividade autócrina e quando ativado secreta para o local da inflamação, proteínas

citotóxicas, presentes em seus grânulos secretórios secundários ou específicos.

São elas, a Proteína Básica Principal (MPB), Proteína Catiônica Eosinofílica

(ECP), Neurotoxina Derivada do Eosinófilo/Proteína X do eosinófilo (EDN/EPX) e

a Peroxidase do Eosinófilo (EPO) [5-7, 23].

Além das proteínas catiônicas, o eosinófilo também secreta as

interleucinas, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-13, IL-18, fator de

transformação do crescimento (TGF α/β), fator estimulador de colônias de

granulócitos-macrófagos (GM-CSF), fator de necrose tumoral (TNF-α) e interferon-

γ (IFN-γ)], mediadores lipídicos como o leucotrieno 4 (LTC4 e LTD4) e fator

ativador de plaquetas (PAF). Nos grânulos eosinofílicos, além da síntese e

armazenamento dessas citocinas há também a síntese e armazenamento de

quimiocinas como as pertencentes à família das eotaxinas 1, 2 e 3, a proteína

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inflamatória do macrófago (MIP-1α), a RANTES, proteínas quimioatrentes de

monócitos MCP – 3 e 4, a substância P e o peptídeo vasoativo intestinal (VIP) [5,

6, 23].

A Proteína Catiônica Eosinofílica (ECP), é uma glicoproteína com peso

molecular entre 18 e 21 kDa, pertencente à superfamília das ribonucleases A

(RNase A). Corresponde a cerca de 30% das proteínas dos grânulos do eosinófilo

e está envolvida na resposta imune. As concentrações de ECP nos fluidos

biológicos indicam a ativação e degranulação do eosinófilo e são usadas para o

diagnóstico e monitoramento de doenças inflamatórias [12, 24-26].

A presença de eosinófilos na urina foi primeiramente sugerida por Galpin e

colaboradores (1978), que acharam essa célula na urina em nove pacientes que

tinham nefrite intersticial aguda induzida por meticilina e não encontraram em

outros pacientes com deficiência renal por outras causas. [27]

A eosinofilúria pode refletir uma resposta inflamatória não específica, mas a

sua investigação tem sido associada a várias condições clínicas que afetam os

rins e o trato urinário, especialmente os casos de nefrite intersticial aguda (NIA)

induzida por fármacos [9-11].

A análise das proteínas catiônicas do eosinófilo na urina, realizada em

pacientes com tumores na bexiga sugeriu que a ECP, por não ser filtrada no

glomérulo renal, quando encontrada na urina, poderia refletir atividade eosinofílica

local no trato urinário e mostrou sua importância no diagnóstico de neoplasia

urotelial, tanto como valor preditivo de prognóstico quanto no acompanhamento da

terapia [28].

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A variação circadiana da ECP sérica e da EPX sérica e urinária foi

analisada e mostrou níveis máximos dessas proteínas durante a noite e no

período matinal. Isto sugere que estudos de marcadores inflamatórios no sangue e

na urina devem ser realizados para validação e que os marcadores inflamatórios

não exibem apenas uma variação circadiana, mas também podem sofrer

influências das variações sazonais e espontâneas do dia-a-dia [29]. A presença de

eosinofilúria e detecção da ECP, em extratos de urina foram evidenciadas em

crianças escolares da Tanzânia infectados pelo Schistosoma haematobium e que

apresentavam alterações patológicas na bexiga [24].

Em uma experiência com 183 pacientes com diversas condições clínicas,

sendo as mais comuns, infecção do trato urinário e nefrite intersticial aguda, que

tiveram suas urinas testadas para eosinofilúria, utilizando a coloração de Hansel,

foi constatado, que a mesma é um bom indicador de NIA [10]. Estudo em 148

pacientes, dos quais 44 apresentavam diagnóstico de comprometimento do trato

genitourinário com presença de leucócitos na urina foi encontrado eosinofilúria em

9 pacientes na proporção de 1/500 a 1/100 e em 2 pacientes valores superiores a

1/100. De 15 pacientes com NIA, 6 tinham eosinofilúria positiva acima de 1/100 e

em 36 pacientes com outras falhas renais, dez apresentavam positividade acima

de 1/100 [30].

Marcadores de comprometimento renal no LES como sedimento urinário

ativo, creatinina sérica, albumina sérica e excreção urinária de proteína (relação

proteína/creatinina, coleta de proteína na urina cronometrada, clearance de

creatinina estimado) são os mais utilizados rotineiramente. No entanto, sabe-se

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que essas medidas nem sempre podem distinguir com precisão entre a inflamação

ativa e os danos renais crônicos, por isso novos biomarcadores vem sendo

pesquisados na urina e dentre eles destacam-se as proteínas, citocinas,

moléculas de adesão e quimiocinas, que podem ser úteis e mostram ser uma

potencial ferramenta laboratorial para avaliar o rim. As medições urinárias podem

também refletir uma medida do grau de disfunção tubular, ao invés de refletir

apenas a patologia glomerular [31].

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3 ANEXAÇÃO DE ARTIGOS

Artigo 1: Resumo Expandido: Publicado: Clinical Chemistry and Laboratory

Medicine. Volume 46, Pages: S689–S772, ISSN (Online) 1437-4331, August 2008.

Published Online: August 2008. Impact Factor: 1,89

Artigo 2- Enviado para publicação em 07 de setembro de 2011 no periódico

Rheumatology e recebeu o número RHE-11-1135 .

Periódico: Rheumatology – ISSN 1462-0324 ISI Impact Factor: 4.236

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Artigo 1

Title

EOSINOPHILURIA: FINDINGS FREQUENT OR SPORADIC?

Freire S.A.V.1, Oliveira T.V.C.1, Silva C.G.O.1, Pereira R.M.1, Xavier C.E.S.1,

Cavalcanti J.E.C.1, Sales V.S.F.1, Vilar M.J.P.2, Brito T.N.S.1

1Clinic Analysis and Toxicology Department, Federal University of Rio Grande do

Norte, Natal, 59012-570 Brazil

2University Hospital Onofre Lopes, Federal University of Rio Grande do Norte,

Natal, 59012-570 Brazil

H019 – Abstract

Introduction The eosinophiluria may reflect an inflammatory response is not

specific, but their investigation has been associated with several clinical conditions

that affect the kidneys and urinary tract, especially the cases of acute nephritis

interstitial (NIA) induced by drugs or immune complex.

Objective. This study aimed to analyze the occurrence of eosinophiluria in samples

of urine with leukocytes.

Methods We determined urine eosinophil count in first-morning samples by

Hansel’s stain, of 101 urine patients of both sexes, 1 to 88 years of age, with

several clinical indications, hospitalized in the University Hospital Onofre Lopes

and in the Pediatrics Hospital, both of the Federal University of Rio Grande do

Norte, from March 2007 to March 2008. The urinary sediment of these samples

showed 10 leukocytes high power field.

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Results The results showed that about the clinical indication, 62.38% (n=64) of the

patients had some nephropathy and 37.62% (n=38) did not. Among the patients

who had kidney disease, 46.03% (n = 29) had lupus nephritis, 15.87% (n = 10)

ITU, 9.52% (n = 6) IRC and 7.93% (n = 5) GNDA. Among those who did not have

kidney disease, the systemic lupus erythematosus (SLE) was the most frequent

with 57.89% (n = 22) of cases. The eosinophiluria was positive in 36.63% (n = 37)

patients with an average 109 ± 2.98 eosinophils high power field.

Conclusions The findings of eosinophiluria were discrete and more frequent in

patients with lupus nephritis and systemic lupus erythematosus without clinical

indication of nephritis.

Keys words. eosinophiluria; systemic lupus erythematosus; Hansel’s stain;

leukocytes.

Figure 1 Eosinophils in urine samples of the

patients lupus nephritis, Hansel’s stain.

Urinalysis Discipline - Department of Clinical and

Toxicological Analysis - Federal University of Rio

Grande do Norte, Natal-RN, Brazil.

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26

Artigo 2

Title

Eosinophil and eosinophil cationic protein in urine: a new approach to

diagnosis of renal inflammation in systemic lupus erythematosus.

Author names

Tereza N S Brito1, Maria J Vilar2, José B Almeida3, Juliana A Cavalcante4, Ana L S

B Faria4, Sarah D V Medeiros5, Maria C C Medeiros6, Telma M A M Lemos7, Edna

M A Silva1, Vanessa M A Silva5, Luanda B F C Souza7, Luisa K P Arruda8, Tatiana

X Costa5, Geraldo B Cavalcanti Júnior1, Vivian N Silbiger7, Valéria S F Sales1.

Author affiliation

1 Department of Clinical and Toxicological Analysis, Postgraduate program in

Health Sciences, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal-RN, Brazil.

2 Division of Rheumatology, Department of Clinical Medicine, Postgraduate

program in Health Sciences, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal-RN,

Brazil.

3 Division of Nephrology, Department of Integrated Medicine, Federal University of

Rio Grande do Norte, Natal-RN, Brazil

4 Clinical Hospital, University of São Paulo, Ribeirão Preto-SP, Brazil.

5.Postgraduate program in Health Sciences, Federal University of Rio Grande do

Norte, Natal-RN, Brazil

6 Hospital Universitario Onofre Lopes, Federal University of Rio Grande do Norte,

Natal-RN, Brazil.

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27

7.Department of Clinical and Toxicological Analysis, Postgraduate in

Pharmaceutical Sciences, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal-RN,

Brazil.

8 Department of Clinical Medicine, Faculty of Medicine of Ribeirão Preto, University

of São Paulo (FMRP-USP), Ribeirão Preto-SP, Brazil.

Corresponding author:

Dr. Valéria Soraya de Farias Sales, Rua General Cordeiro de Farias, Faculdade de

Farmácia, 2o andar, Disciplina Imunologia Clinica, Departamento de Analises

Clinicas e Toxicológicas, Centro de Ciências da Saúde, Petrópolis, Natal-RN,

Brazil. Email: [email protected]; Fax number: (84)3342-9797.

ABSTRACT

Objective: To investigate eosinophils and eosinophil cationic protein in urine

(uECP) in patients with systemic lupus erythematosus (SLE), either with or without

lupus nephritis (LN), as a possible urinary marker of renal inflammation.

Methods: Seventy-four patients with SLE—20 with clinical and laboratory evidence

of lupus nephritis (LN group) and 54 without evidence of renal involvement (non-LN

group)—were analyzed regarding eosinophiluria and uECP. Eosinophiluria was

observed by Hansel's stain and ECP by fluoroenzymeimmunoassay. Both uECP

and urinary IL-5 (uIL-5) were corrected by urinary creatinine. Eosinophiluria and

uECP were compared with glomerular erythrocyturia, protein/creatinine ratio (Pr/Cr

ratio), serum creatinine, estimated glomerular filtration rate (eGFR), anti-double-

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stranded DNA (anti-dsDNA), serum levels of complement (C3 and C4), uIL-5/Cr

ratio, and SLE disease activity index. To assess the predictive performance of

study variables, receiver operating characteristic (ROC) curves were constructed.

A significant level was p value < 0.05.

Results: Patients of the LN group had higher eosinophiluria, uECP, and uECP/Cr

ratio levels than patients of the non-LN group (p<0.001 for all). These variables

showed a statistically significant correlation with erythrocyturia, glomerular

dysmorphic erythrocyte, casts, Pr/Cr ratio, serum creatinine, eGFR, anti-dsDNA,

uIL-5/Cr, and SLE disease activity index (all p<0.05). The ROC curve results

demonstrated the best performance (area under curve - AUC) of the ECP/Cr ratio

using a state variable Pr/Cr ratio (AUC=0.94) and eGFR (AUC=0.84), p<0.0001.

Conclusion: These findings indicate that among the study variables the uECP/Cr

ratio could serve as a novel urinary marker of renal inflammation in SLE patients.

Keywords

Eosinophils, Systemic Lupus Erythematosus, Eosinophil cationic protein.

INTRODUCTION

Systemic lupus erythematosus (SLE) [1], is a multifactorial autoimmune

disorder characterized by autoantibody production, immune complex formation,

and immunologically mediated tissue injury. Lupus nephritis (LN) is one of the most

serious manifestations of SLE, which affects 25–60 % of patients, and one of the

leading causes of morbidity and mortality of this disease [2-6].

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Although the precise pathogenesis of LN has not been fully elucidated, it is

mostly attributable to the glomerular deposition of immune complexes and

imbalance of the cytokine homeostasis,[7] which leads to a cascade of

inflammatory events with recruitment of mononuclear cells, such as T cells,

macrophages, and dendritic cells [8]. There is considerable evidence of the role of

Th1 cells, Th17, and regulatory T (Treg) in SLE, and several studies have

suggested a possible contribution of Th2 cells [9].

Among the cells that can secrete cytokines capable of promoting T-cell

proliferation, activation of Th1, or Th2 polarization is the eosinophil. This is a

granulocyte that has been pointed out in modulating both innate and adaptive

immune responses. In response to the diverse stimuli, eosinophils are recruited

from the circulation to inflammatory foci where they modulate immune responses

through an array of mechanisms, such as secretion of cationic proteins and

expression of receptors for cytokines, immunoglobulins, complement, and mRNA

for a number of Toll-like receptors. They can initiate antigen-specific immune

responses by acting as antigen-presenting cells [10-14].

Once attracted to the site of inflammation, the eosinophil becomes activated

and are secreted four cationic protein preformed granules, highly cytotoxic, which

are eosinophil cationic protein (ECP), eosinophil peroxidase (EPO), eosinophil

derived neurotoxin (EDN)/former eosinophil protein X (EPX), and major basic

protein (MBP) in addition to chemokines, cytokines, and growth factors. ECP is the

best known, assessed, and used extensively as a marker in asthma and other

inflammatory diseases and has been scrutinized in a number of functional studies.

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Regarding cytokines, IL-5 is the most specific to the eosinophil lineage being

responsible for selective differentiation, regulating growth, activation, and survival

of eosinophils [10, 15].

Based on the findings of eosinophils in the urine of SLE patients, treated at

the Rheumatology Unit of University Hospital Onofre Lopes (HUOL), Federal

University of Rio Grande do Norte, Natal, Brazil, a region with high incidence of this

disease [16], and on the role of eosinophils in various inflammatory diseases, this

study was proposed with the aim of evaluating the eosinophiluria and urinary ECP

levels of SLE patients, either with or without LN, as a possible urinary marker to

renal inflammation of SLE patients.

PATIENTS AND METHODS

Study population

Seventy-four patients with SLE diagnosis according to the American College

of Rheumatology (ACR) [1] criteria, age ≥ 18 years, were selected in the

rheumatology unit (HUOL-UFRN). Informed consent was obtained from the

patients after approval by the local ethics committee, number 044/2006. The study

was conducted according to the ethical guidelines of our institution (UFRN) and the

Declaration of Helsinki. Disease activity was assessed by the Mexican version of

the SLE Disease Activity Index (MEX-SLEDAI) [17].

The patients were divided into two groups. The first group, (the LN group)

consisted of 20 patients with renal disease activity and clinical and laboratory

evidence suggestive of World Health Organization (WHO) class IV lupus

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glomerulonephritis. The presence of renal disease activity was defined by MEX-

SLEDAI score ≥ 6 and by the presence of all of the following in the urine test:

haematuria ≥ 1+, proteinuria ≥ 2+, active urinary sediment with erythrocyturia

defined as ≥ 5 cells/ high power field (HPF or 40× magnification), casts (erythrocyte

and/or granular, fatty, waxy, and renal tubular epithelial cells), and glomerular

dysmorphic erythrocytes. In addition, the patients of the LN group also had to

present serum creatinina ≥ 1mg/dL, low eGFR ≤ 60 mL/min, high proteinuria 24-

hours ≥ 3g/L, high protein in the first morning urine (spot urine) corrected by

creatinine (Pr/Cr ratio) ≥ 3, positive titers of anti-dsDNA (≥1:40), and decreased

concentrations of serum C3 and C4 (Table 1).

Included in the LN group were only patients who received prednisone (≥ 1

mg/kg/day) for treatment of nephritis, up to a maximum of one week. Only three of

these patients also received one intravenous pulse cyclophosphamide (0.5 g/m2

body surface area) in the same period. All patients in group LN also received

antimalarial drugs, calcium channel blockers, angiotensin-converting enzyme

(ACE) inhibitors, proton pump inhibitors, and diuretics.

The second group (the non-LN group) consisted of 54 patients with MEX-

SLEDAI score zero and without evidence of renal involvement (Table 1). These

patients received prednisone at a dose maximum of 10 mg/day and antimalarial

drugs. Excluded in the present study were patients with immunodeficiency, history

of allergy, other autoimmune diseases, helminthiasis, prostate cancer, renal

cancer, bladder infections, nephrolithiasis, and urinary tract infections.

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Laboratory measurement

The laboratory evaluation, including the stool analysis of all patients, was

performed twice, and 10 mL of venous blood, the midstream first morning urine,

and urine of 24 hours were collected from each patient. The venous blood to clot

for 60 min at 24oC, followed by centrifugation (10 min, 24oC, 1600g), and the

resulting serum samples were tested for anti-dsDNA, creatinine, eGFR, C3, and

C4.

Standard urinalysis for glomerular dysmorphic erythrocyte, eosinophiluria,

protein, and creatinine was performed in the first morning urine, midstream, and

the supernatant (followed by centrifugation 5 min, 24oC, 400 g) was stored at -80oC

until analysis of uECP and uIL-5. Following the standard protocol used in

laboratories, 24-h urine was collected and stored in the refrigerator. Next, this

sample was measured and centrifuged (5 min, 24oC, 400 g) for determination of

proteinuria and glomerular filtration rate (creatinine clearance). Urinalysis was

performed by experienced personnel following the good quality control procedures.

In this study, proteinuria was defined as Pr/Cr ratio, due to a strong

correlation between the results found by two methods and in accordance with the

recommendation of the Renal Disease Subcommittee of the American College of

Rheumatology Ad Hoc Committee on Systemic Lupus Erythematosus Response

Criteria [18].

Eosinophiluria research by Hansel's stain was conducted after concentrating

50 µL of urine sediment in a cytospin cytocentrifuge. The eosinophils were counted

per 10 fields (HPF) and the finding of only one was considered positive

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eosinophiluria [19]. Importantly, this method is analyzer dependent and was

observed by three experienced analyzers.

The uECP measurements were performed by the Pharmacia CAP System®

ECP FEIA (fluoroenzymeimmunoassay) (Pharmacia, Uppsala, Sweden), with a

coefficient of variation of 2.5%, according to the instructions of the manufacturer.

The test is designed as a sandwich immunoassay. Inter- and intra-assay

coefficients of variation were less than 8% and the detection limit was 0.5 µg/L.

The uECP was determined following the same instructions used for serum ECP,

and uECP levels were corrected to urine creatinine (uECP/Cr ratio) with results

expressed as micrograms per milligram of creatinina (µg/mgCr).

The concentrations of uIL-5 were determined by quantitative sandwich

enzyme immunoassay (Quantikine® Minneapolis, United States of America),

according to the manufacturer’s instructions. This immunoassay is a solid phase

ELISA designed to measure IL-5 levels in cell culture supernates, serum, plasma,

and urine; the detection limit was <3,0 pg/mL. Concentrations of uIL-5 levels were

corrected to urine creatinine (uIL-5/Cr ratio) and results were expressed as

picrograms per milligram of creatinina (pg/mgCr).

Statistical analyses

Statistical analyses of results were performed by SPSS v.17 for Windows

(SPSS, Chicago, IL, USA). Continuous variables were tested for normal-

distribution using the Shapiro Wilk and Kolmogorov-Smirnov statistical tests.

Results are presented as mean±SD, median, interquartile range (IQR), and

minimum (min) and maximum (max) values. uECP correlation with disease activity

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and renal function tests was assessed using Pearson and Spearman's rank

correlation coefficient.

Categorical variables were compared by chi-square test and continuous

variables were compared by Student's t-test and Mann-Whitney U test. A receiver

operating characteristic curve (ROC curve) was constructed using state variables,

Pr/Cr ratio ≥ 2, and estimated GFR≤ 60 mL/min for comparison with eosinophiluria,

uECP, and uECP/Cr ratio. Outcomes were determined by area under the ROC

curve (AUC), sensitivity, and specificity tables. Two-tailed p-values less than 0.05

were regarded as statistically significant. Assuming a significance level (α) of 0.05

and a power (β) of 80%, the sample size used was able to detect statistical

significance for differences between groups of 1.5 points in eosinophiluria, 3.9 units

in uECP, and 6.5 units in uECP/Cr ratio.

RESULTS

Baseline characteristics of patients

A total of 74 patients with SLE—20 patients (16 women and 4 men) with

active SLE and evidence of LN (MEX-SLEDAI score= 6.0-22.0) and 54 patients (all

women) with inactive disease and without LN (MEX-SLEDAI score =0)—were

evaluated for eosinophiluria, uECP, and uIL-5. The demographic characteristics of

the two groups are presented in Table 1. Of all the patients, 94.6% (n=70) were

women. The mean age was 29.5 ±8.5 years and the mean disease duration was

67.0±58.5 (1-228 months). There were no significant differences in ethnicity

between the two groups of patients.

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Laboratory findings

Eosinophiluria (as shown in Figure 1) was observed in 45% (n=9) of the

patients in the LN group and 5.6% (n=3) in the non-LN group. The mean of

eosinophiluria was significantly higher in patients in the LN group than that for

patients in the non-LN group (p<0.001). The concentrations of uECP, uECP/ratio,

uIL-5, and uIL-5/Cr ratio were higher in the LN group than in the non-LN group (p

<0.05), (Table 2).

In addition, a statistically significant correlation was observed between study

variables and active renal disease parameters, such as haematuria, glomerular

dysmorphic erythrocyte, casts, Pr/Cr ratio, serum creatinine, eGFR, anti-dsDNA,

serum C4, and SLE disease activity index (all p<0.05). Moreover, the strongest

association was observed between uECP/Cr ratio and parameters: haematuria

(rs=0.76), Pr/Cr ratio (rs=0.75), serum creatinine (rs=0.70), and MEX-SLEDAI

(rs=0.72), p<0.001. Urinary IL-5 and uIL-5/Cr ratio showed a statistically significant

correlation with eosinophiluria, uECP, and uECP/Cr ratio (p<0.05) (Table 3). The

uIL-5/Cr also showed a statistically significant correlation with MEX-SLEDAI

(rs=0.41), p<0.01.

Cut-off values of 1/10 fields (HPF) for eosinophiluria, 2.25µg/L for uECP and

41.93 µg/mgCr for uECP/Cr ratio were chosen from the two ROC curves (Figure 2)

with data constructed with state variables by Pr/Cr ratio ≥ 3 and eGFR ≤60 mL/min

based on optimization of sensitivity and specificity (Table 4). The curves also

depict the specificity and sensitivity of the uECP/Cr ratio for renal inflammation in

SLE patients, providing a sensitivity of 90%, a specificity of 67.4%, and AUC 0.94

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(defined by Pr/Cr), and a sensitivity of 94%, a specificity of 66.7%, and AUC of

0.84 (defined by eGFR), p<0.001 all (Table 4).

DISCUSSION

The present study was the first investigating eosinophiluria and uECP as a

possible urinary marker to evaluate renal inflammatory activity of SLE patients. The

first step to achieve this objective was selecting SLE patients with and without

renal inflammatory activity according to pre-established clinical and laboratorial

data. Lupus nephritis is an organ-specific autoimmune disease characterized by

intra-renal activation of inflammatory cells and the formation of glomerular, tubular,

and interstitial lesions [20]. Interestingly, this study revealed a significant increase

in eosinophiluria and uECP in patients with LN compared to patients without LN.

Lupus nephritis requires long-term monitoring over several years, as flares

may occur, as well as progressive deterioration of renal function. Renal biopsy

remains the gold standard to assess disease severity, while multiple biopsies to

gauge treatment efficacy are not feasible due to their invasive nature with risks of

bleeding and infection, thereby presenting a less satisfactory method for monitoring

renal involvement in SLE [21, 22].

Current laboratory markers for LN such as proteinuria, Pr/Cr ratio, urine

sediment analysis, eGFR, serum albumin, serum creatinine, anti-dsDNA, and

complement levels are unsatisfactory. They lack sensitivity and specificity for

differentiating renal activity and damage in LN [23-25].

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37

Urinary biomarkers may also reflect to some extent the degree of tubular

dysfunction, rather than purely reflecting underlying glomerular pathology [26]. A

biomarker that can forecast lupus nephritis flare well before thresholds of

proteinuria, renal function, and urine sediment that signal clinical flare are reached

would be a valuable tool [27]. Thus, novel biomarkers that are able to discriminate

lupus renal activity and its severity, predict renal flares, and monitor treatment

response and disease progress are clearly necessary [24, 25].

The clinical and laboratory differences presented between the two groups of

patients selected for this study were consistent with literature data. Marks et al. [28]

found that LN patients had higher urine albumin/creatinine ratios versus non-

nephritis patients. Rubinstein et al. [29] found proteinuria (Pr/Cr ratio) greater than

2.0, decreased creatinine clearance, and SLE disease activity index (SLEDAI) ≥4

in SLE patients with biopsy-proven nephritis. A study by Guo et al. [30] found in

patients with LN class IV, values of 24-h proteinuria≥ 3.0 g/day, increased serum

creatinine, and a mean SLEDAI ≥9 in all patients, suggesting that most SLE

patients that merged with renal diseases were in the active stage.

Urine as a biological sample has the advantage that it is easily obtainable by

non-invasive means and thus allows investigators to avoid many regulatory hurdles

[31]. More significantly, this study showed that eosinophiluria, uECP, and uECP/Cr

levels were higher in the LN group than in the non-LN group. The eosinophiluria

had a higher frequency in the LN group and showed a regular and statistically

significant correlation with parameters of the renal inflammation and dysfunction

evaluated. Sensitivity (69.2%) and specificity (82%) to eosinophiluria, found in this

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study, were similar to the findings of other authors in studies conducted in patients

with acute interstitial nephritis (AIN), as published by Corwin et al. [32] (a sensitivity

of 63%) and Ruffing et al. [33] (a sensitivity of 40% and specificity of 72%).

Eosinophils in urine may be associated with a variety of clinical conditions,

so some patients with indicator diseases were excluded in our study. There are no

systematic studies of kidney diseases which are associated with increased

amounts of eosinophils kidney [32, 34]. Therefore, no biopsies in this study could

evaluate whether the positive eosinophiluria was due exclusively to eosinophils

kidney.

The literature does not report the participation of eosinophils in the

inflammatory process of LN. However, several mechanisms have been shown to

contribute to the pathogenesis of LN, including the cell-mediated Th1 and Th17,

and, more recently as described by Charles et al. [9], mediated by basophils, IL-4,

and IgE, which promote a Th2 environment. Although eosinophils are generally

found in association with Th2 immunity, they express Th1, Th2, and regulatory

cytokines, as well as cytokines with strong pro- or anti-inflamatory properties,

chemokines, and lipid mediators [35]. Eosinophils also express receptors for a

wide range of cytokines, Th1, and Th2, and also chemokine receptors, which gives

them the ability to migrate to different tissues and to perform effector functions in

various types of inflammatory processes, both of the type Th1 or Th2 [36]. Thus,

based on these data we can assume that eosinophils are cells that may play a role

in kidney inflammation in LN.

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39

Studies show that during inflammation whole eosinophil granules are

released from disrupted cells and those internal proteins are subsequently

released differentially through the process of piecemeal degranulation. Among the

components of these granules, ECP is RNAse A superfamily, protein rich in

arginine residues, which gives a high concentration of positive charges, promoting

a strong attraction for molecules negatively charged existing in cell membranes

[37]. This property may explain its cytotoxic power in the cell membranes causing

the formation of pores or channels on the surface of the membrane, disrupting its

lipid structure and possibly facilitating the entry of other cytotoxic molecules.

Sensitive assays have been developed for its measurement in biological fluids

which have contributed to the understanding of the role of the eosinophils in

disease [10, 15].

This study demonstrated increased uECP in patients of the LN group

compared to non-LN group patients and a statistically significant correlation, but

regular, between amounts of uECP and haematuria, glomerular dysmorphic

erythrocyte, casts, Pr/Cr ratio, serum creatinine, eGFR, uIL-5, and MEX-SLEDAI.

Interestingly, after correction of uECP by creatinine (ECP/Cr ratio), an increase

was noted in the correlation between this finding and the parameters haematuria,

Pr/Cr ratio, serum creatinine and MEX-SLEDAI. Additionally, using the ROC curve,

it was observed that the urinary ECP/Cr ratio had an excellent area-under-curve,

indicating that it has good predictive power of renal inflammatory activity in SLE

with a greater sensitivity and moderate specificity.

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40

Inflammatory diseases tend to share common pathways and thus many a

potential biomarker will not be specific for a particular disease. Few biomarkers for

SLE have been validated and employed for making clinical decisions given the

complex etiopathogenesis, heterogeneous clinical manifestations, and varying

rates of disease progression among individual SLE patients [3, 27].

In the present study, the uIL-5 had higher concentration in the LN group and

after being corrected by creatinine (uIL-5/Cr ratio) showed better correlation with

ECP/Cr ratio and MEX-SLEDAI. No article has yet been published in the literature

showing the uIL-5/Cr in SLE. The increased levels of uIL-5 can justify the

appearance of eosinophils and ECP in urine of the SLE patients studied because

the cytokine IL-5, which is a key Th2 cytokine in eosinophil biology, is involved in

eosinophil differentiation, maturation, and migration of these cells [38].

This was the first study showing that the eosinophiluria and urinary ECP

may be useful as biomarkers of renal inflammation in SLE patients. The data are

encouraging and provide a basis for future research. We need to conduct a

longitudinal cohort study in which the number of patients will be increased and

follow-up will be done both for patients without LN and for patients with LN

undergoing immunosuppressive therapy. It is important to emphasize that renal

biopsies were not performed in this first phase of the research due to the absence

of a renal pathologist in our region. The longitudinal study of kidney biopsies can

provide data to assess whether the uECP and urinary eosinophils are capable of

discriminating the renal activity and severity of lupus, predicting kidney flares, and

monitoring response to treatment and disease progression.

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Our findings not only suggest that uECP/Cr ratio may be a urinary biomarker

of renal inflammatory activity in SLE patients but also shows the need to

investigate the role of eosinophils in the inflammatory process of nephritis in

patients with systemic lupus erythematosus.

KEY MESSAGES

• Increased urinary eosinophils and uECP/Cr ratio levels in patients with

history of lupus nephritis.

• Urinary ECP/Cr ratio could serve as a novel marker of renal inflammation in

SLE.

Acknowledgements: We received a grant from Phadia Diagnostic Ltda for this

research and would like to express our gratitude to them, and thank our patients for

their participation.

Conflict of interest statement: All authors declare that they have no competing

interests.

Funding statement: This publication was made possible by Postgraduate

program in Health Sciences, Integrated Laboratory of Clinical Analysis and

University Hospital Onofre Lopes, all of the Federal University of Rio Grande do

Norte and Clinical Hospital, University of São Paulo. Its content is solely the

responsibility of the authors.

Authors' contributions: TNSB, MJV, JBM, ALSBF, GBCJ, VNS and VSFS

contributed to the study design, and to interpretation and analysis of the data. JAC,

LKPA performed the Pharmacia CAP System® ECP FEIA

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42

(fluoroenzymeimmunoassay) assays. SDVM, MCCM, LBFCS and TNSB

performed the ELISA (IL-5), Immunofluorescence (Anti-dsDNA, ANA) and

Immunoturbidimetric (C3, C4) assays. TNSB, TMAML, EMAS, VMAS, TXC, MJV

and VSFS contributed to the sample collection and data acquisition.

REFERENCES

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Figure 1: Eosinophiluria by Hansel´s stain (400X) (arrow).

Figure 2: Curve of receiver operating characteristic (ROC) in SLE patients to detect

cut-off of eosinophiluria, uECP and uECP-Cr ratio,classified by state variables

Pr/Cr ratio ≥2 (A) and eGFR ≤60 mL/min (B):

ROC Curve A: uECP/Cr ratio (AUC=0.94); uECP (AUC=0.62); Eosinophiluria

(AUC=0.55)

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ROC curve B: uECP/Cr ratio (AUC=0.84); Eosinophiluria (AUC=0.72); uECP

(AUC=0.66);

Table 1. Baseline characteristics and laboratory parameters observed for select

patients per group, of all SLE patients included (n=74).

LN group (20) non-LN group

(54)

p-value

Age (y) 26.6±5.1 30.5±9.3 <0.01

Gender (men/women) % 20/80 0/100 <0.01

Ethnicity [W / N-W (pure Black /Pardo)] % 30/(20/50) 33/(4/63) 0.29

Disease duration of SLE (months) mean±SD 30±26.3 80.8±61.3 <0.01

Mex-SLEDAI (Min-Max) 6.0-22.0 0.0

Dipstick positive hematuria - (1+ to 4+), % (n) 100.0 (20.0) 0.0 (0.0) <0.001

Dysmorphic erythrocyte,% (n) 70.0 (14.0) 1.8 (1.0) <0.001

Erythrocyte, granular, fatty and waxy casts, % (n) 70.0 (14.0) 7.4 (4.0) <0.001

Oval fat bodies, % (n) 80.0 (16.0) 1.8 (1.0) <0.001

Erythrocytes sedimentation rate /HPF mean±SD 33.8±16.3 1.9±1.7 <0.001

Dipstick positive proteinuria (1+ to 4+), % (n) 100.0 (20.0) 5.6 (3.0) <0.001

Pr/Cr ratio (mg/mg) median (IQR) 3.5 (17.5) 0.3 (0.4) <0.001

24-h Proteinuria (g/L) median (IQR) 3.4 (11,0) 0.1 (0,3) <0.001

Serum creatinine (µmol/L) median (IQR) 114.0 (80.2) 70.7 (17.7) <0.001

eGFR (mL/min) median (IQR) 56.9 (48.1) 95.0 (33.0) <0.001

Creatinine clearance (mL/min/1.73 m2) median (IQR) 54.3 (36.8) 96.0 (32.0) <0.001

Serum C3 (mg/L) median (IQR) 466.5 (718.0) 1444.0 (802.5) <0.001

Serum C4 (mg/L) median (IQR) 231.0 (220.5) 438.0 (167.2) <0.001

Anti-dsDNA title median (IQR) 80.0 (110.0) 20.0 (10.0) <0.001

Number of individuals in parentheses. Continuous variables are presented as means

and standard deviation (±), medians, and interquartile range (IQR, in parentheses) and

were compared by Student's t tests and Mann-Whitney U tests.

Categorical variables were compared by chi-square test.

HPF,high power field or 400X; C3, complement 3; C4, complement 4.

Ethnicity: W=White; N-W= Not-White (pardo = Brazilian descendants of black, white and

indigenous people, according Brazilian Institute of Geography and Statistics).

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Table 2. Laboratory values for 74 SLE subjects with and without renal disease.

LN group (20) non-LN group (54) p-value

Eosinophiluria, % (n) 45.0 (9.0) 5.6 (3.0) <0.001

Eosinophils sedimentation rate /HPF 1.7 (1.2) 0.17 (0.0) <0.001

Urinary ECP (µg/L), median (IQR) 4.1 (4.2) 2.0 (0.0) <0.001

Urinary ECP/Cr ratio (µg/mgCr) median (IQR)

93.5 (70.2) 33.1 (19.7) <0.001

Urinary IL-5 (pg/mL) median (IQR) 84.0 (185.2) 46.1 (63.43) <0.001

Urinary IL-5/Creatinina ratio (pg/mgCr) median (IQR)

231.9 (270.7) 81.3 (112.4) <0.001

Number of individuals in parenthesis. Continuous variables are presented as

means and standard deviation (±), medians and interquartile range (IQR, in

parenthesis) and were compared by Student's t-tests and Mann-Whitney-U tests.

Categorical variables were compared by chi-square test.

HPF, high power field or 400X; ECP, eosinophil cationic protein; ECP/Cr ratio,

eosinophil cationic protein-creatinine ratio; IL-5, Interleukin-5.

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Table 3. Results of correlation between variables of the study and laboratory

results that evaluate the involvement of renal function and disease activity in SLE.

Correlation coefficient, rs (Spearman)

Eosinophiluria Urinary

ECP

ECP/Cr ratio p value

Haematuria 0.52 0.49 0.76 p<0.001

Glomerular dysmorphic erythrocyte 0.51 0.56 0.52 p<0.001

Casts 0.44 0.45 0.63 p<0.001

Pr/Cr ratio 0.46 0.55 0.75 p<0.001

Serum creatinine 0.59 0.57 0.70 p<0.001

eGFR -0.54 -0,47 -0.61 p<0.001

Anti-dsDNA 0.26 0.27 0.58 p<0.001

Serum C3 -0.21 -0.16 -0.30 p<0.05

Serum C4 -0.28 -0.44 -0.31 p<0.05

Urinary IL-5 0.31 0.32 0.27 p<0.05

Urinary IL-5/Cr (pg/mgCr) 0.36 0.28 0.50 p<0.001

Mex-SLEDAI 0.41 0.44 0.72 p<0.001

ECP, eosinophil cationic protein; Pr/Cr ratio, protein-creatinine ratio; C3,

complement 3; C4, complement 4; Mex-SLEDAI, Mexican version of the SLE

Disease Activity Index.

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Table 4. Results of the ROC curve analyses using SLE patients with and without

lupus nephritis to detect cut-off levels of eosinophiluria, urine ECP and ECP/Cr

ratio.

The cut-off of Eosinophiluria, ECP/Cr and uECP (classified by state variables Pr/Cr

ratio ≥2 and eGFR ≤60 mL/min) were 1/ field (HPF), 42.2 µg/mgCr and 2.25 µg/L,

respectively. AUC, area under the ROC curve; IC, Confidence interval; Pr/Cr ratio,

protein-creatinine ratio; eGFR, estimated glomerular filtration rate; HPF,high power

field or 400X; ECP, eosinophil cationic protein; ECP/Cr ratio, eosinophil cationic

protein-creatinine ratio.

Criterion for renal inflammation in SLE- state variable Pr/Cr ratio

AUC Asymptotic 95% IC

Sensitivity Specificity p value

Eosinofiluria 0.55 0.35 - 0.75 69.2% 82.0% p>0.05

Urinary ECP 0.62 0.40 – 0.83 53.0% 87.0% p>0.05

ECP/Cr ratio 0.94 0.88 – 1.00 90.0% 67.4% p<0.0001

Criterion for renal inflammation in SLE- state variable eGFR

AUC Asymptotic 95% IC

Sensitivity Specificity p value

Eosinofiluria 0.72 0.50 - 0.82 69.2% 82.0% p<0.005

Urinary ECP 0.66 0.49 – 0.82 73,90% 94.0% p=0.05

ECP/Cr ratio 0.84 0.73 – 0.96 94.0% 66.7% p<0.0001

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4 COMENTÁRIOS, CRÍTICAS E SUGESTÕES

O anteprojeto que deu origem a essa tese foi intitulado “Eosinófilos e

Proteína Catiônica Eosinofílica: achados em pacientes com Lúpus Eritematoso

Sistêmico”, aprovado sob o número 044/2006, CEP-UFRN. Todas as sugestões

do CEP-UFRN foram acatadas e o anteprojeto foi adequado para cumpri-las. Foi

elaborado a partir de um estudo piloto com o objetivo de identificar a freqüência de

eosinofilúria em pacientes que apresentavam comprometimento renal e

realizavam o exame de urina (sumário com sedimentoscopia) no Laboratório da

Disciplina de Uroanálise.

Esse estudo mostrou que dentre os pacientes que apresentavam

eosinofilúria, as que tinham indicação clínica de LES e nefrite lúpica apresentavam

uma maior positividade. Então foi decidido que seria analisado na urina desses

pacientes, não só o eosinófilo, mas também a proteína catiônica do eosinófilo, a

IL-5 que é uma das citocinas responsáveis pela ativação do eosinófilo e também a

IgE. Os artigos apresentando os resultados referentes a estas duas últimas

variáveis estão em fase de redação.

O presente estudo teve relevância pelo seu caráter inderdisciplinar, no qual

houve a integração de disciplinas da área médica como a reumatologia,

imunologia e nefrologia, auxiliados pelas Análises Clínicas, da área de Farmácia.

O mesmo propiciou também a integração entre as ciências básicas e clinicas que

pode ser refletida no auxilio ao diagnóstico da doença renal nesses pacientes

culminando em uma melhora para o tratamento. A inserção dos médicos

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residentes e dos alunos de iniciação científica do Curso de Farmácia, no decorrer

da execução do projeto, foi de suma importância pela possibilidade de um contato

diário com os pacientes e entre os participantes do grupo de pesquisa e

acompanhamento desde o diálogo diário necessário para anuência do termo de

consentimento livre e esclarecido até a condução de soluções nas intercorrências.

As dificuldades com as quais nos deparamos foram relacionadas à

disponibilidade dos pacientes para coleta do sangue e da urina, devido a um

quadro clínico muito complexo, principalmente as pacientes do grupo com

evidências de nefrite lúpica. Para tanto, o preenchimento e assinatura do termo de

consentimento livre e esclarecido, em algumas vezes, teve que se adequar a

disponibilidade e condição clínica do paciente. Ainda relacionado às dificuldades,

pode-se citar a luta para conseguir doação de reagentes, pois o projeto não teve

financiamento.

A partir dos primeiros resultados da freqüência de eosinofilúria foi elaborado

um trabalho de conclusão de curso orientado pela doutoranda, intitulado

“Eosinofilúria: achados freqüentes ou esporádicos?” o qual foi apresentado no

20th International Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine- XXXV

Brazilian Congress of Clinical Analysis-VIII Brazilian Congress of Clinical Citology,

Fortaleza – Brasil. O resumo expandido “Eosinophiluria: findings frequent or

sporadic?” foi publicado em Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 2008.

Esse trabalho contribuiu com a informação da eosinofilúria em pacientes com LES.

Em seguida, as análises estatísticas permitiram observar as diferenças das

variáveis entre os dois grupos de pacientes com LES, calcular a sensibilidade e

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especificidade das variáveis, determinadas na urina, que podem ser usadas como

marcador de inflamação renal no LES. Parte dos resultados está no manuscrito

que foi submetido ao periódico Rheumathology intitulado “Eosinophil and

eosinophil cationic protein in urine: a new approach to diagnosis of renal

inflammation in systemic lupus erythematosus”, 2011.

No momento encontra-se em fase de redação um artigo abordando além da

eosinofilúria e a ECP, a IL-5 e a IgE urinárias. Os aspectos trabalhados no

presente estudo estão em consonância com as pesquisas atuais na busca de

descoberta de biomarcadores urinários que proporcionem além do diagnóstico

precoce, o monitoramento do envolvimento renal em pacientes com LES.

A doutoranda é professora adjunto IV do Departamento de Análises

Clínicas e Toxicológicas, da UFRN, participa do grupo de pesquisa com atividades

registradas na base Bioanálises e pretende continuar ampliando a pesquisa sobre

marcadores urinários.

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5 APÊNDICE

Participação em Congressos

DIAS, S. S. A., LOPES, Luciana Larissa Fonseca, BRITO, Ana Luiza de Souza,

SILVA, Leila Priscilla P, LIMA, Rosaninny Maria Moura, Walesca Cecília Costa de

Oliveira, LEMOS, Telma Maria de Araújo Moura, BRITO, T. N. S. Avaliação do

dismorfismo eritrocitário glomerular em pacientes com hematúria. In: 33

Congresso Brasileiro de Análises Clínicas e 6 Congresso Brasileiro de Citologia

Clínica, RBAC, v. 2, 2006.

BRITO, T. N. S., FONSECA, A. G., BATISTA, J. I., MOTA, G. R., PEREIRA, R. M.,

OLIVEIRA, F. K. J. Q. Perfil laboratorial da função renal em pacientes portadores

de Lupus Eritematoso Sistêmico In: 36 Congresso Brasileiro de Análises Clínicas -

9 Congresso Brasileiro de Citologia Clínica, RBAC, v. 41, p. 1B-66B, 2009

BRITO, T. N. S., MEDEIROS, S., ARAUJO, M., SILVA, E. M. A., LOPES, D. R.,

MELCHUNA, K., LIMA, A., VILAR, M. J. P., SALES, V. S. F. Immunological and

biochemical findings in patients with Systemic Lupus Erythematosus In: XXXIII

Meeting of the Brazilian Society for Immunology / II Extra Section of Clinical

Immunology, Intervention in the Immune System, 2008.

BARBOSA, K. C. C. S., NASCIMENTO, G. B., SILVA, E. M. A., SILVA, E. M. A.,

BRITO, T. N. S. Avaliação da taxa de filtração glomerular em pacientes com

doença renal: comparação entre dois métodos. In: 34o Congresso Brasileiro de

Análises Clínicas e 7o Congresso Brasileiro e Citologia Clínica, RBAC, v.2, 2007.

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6 ANEXOS

6.1 Protocolo Clínico

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Centro de Ciências da Saúde

Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde

EOSINÓFILOS E PROTEÍNA CATIÔNICA EOSINOFÍLICA: ACHADOS EM

PACIENTES COM LUPUS ERITEMATOSO SISTÊMICO

DATA: ____________________ RG HUOL: __

IDENTIFICAÇÃO:___________________________________________________

Data de nascimento:__________________ Idade: _____________

ENDEREÇO (referência):_____________________________________

Telefones: _________________________________________

Sexo: ( ) F ( ) M Cor(auto-denominada): ( ) Branca ( ) Pardo

( ) Preto ( ) Amarelo

Peso___________ Altura_______________

Início da doença (mês/ano): _______________________

Número de “pulsos” com ciclofosfamida: _________________

Antecedentes Alérgicos: Dermatite Atópica ( ) Asma ( ) Rinite ( ) Urticária ( )

Medicamentos em Uso: Corticóide ( ) Ciclofosfamida ( ) Antidepressivo ( )

Inibidor de ECA ( ) Inibidor de canal de cálcio ( ) Inibidor de Bomba de prótons ( )

Diurético ( ) Antibiótico ( )

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6.2 MEX-SLEDAI

NOME:_________________________________________________________

DATA___/___/_____ NUM___________ SCORE TOTAL_______________

Pontuação se as alterações estão presentes na ocasião da visita ou nos 10 dias precedentes

PESO DESCRITOR DEFINIÇÃO

8 Alteração neurológica Psicose. Acidente cérebro-vascular. Convulsão. Síndrome mental-orgânica (alteração da função mental com alterações clínicas flutuantes da memória, função intelectual, além da incapacidade de concentrar atenção ao meio ambiente, insônia e aumento ou diminuição da atividade psicomotora). Mononeurite. Mielite.

6 Alteração renal Cilindrúria. Hematúria> 5 hem/campo. Proteinúria > 0,5 g/l urina simples. Creatinina > 5 mg/dL.

4 Vasculite Ulceração, gangrena, nódulos dolorosos nos dedos, infarto periungueal, splinter hemorrágico. Biópsia ou angiografia revelando vasculite.

3 Hemólise / Trombocitopenia

Hb < 12 g/dL e reticulocitose corrigida > 3%. Trombocitopenia < 100.000

3 Miosite Fraqueza muscular proximal com elevação da CPK

2 Artrite Mais de 2 articulações com edema e derrame

2 Alteração mucocutânea Rash malar. Ulceração naso-faríngea. Alopecia.

2 Serosite Pleurisia. Pericardite. Peritonite.

1 Febre / Fadiga Febre > 38 graus e fadiga inexplicada.

1 Leucopenia / Linfopenia Leuco < 4000. Linf < 1200

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6.2 Parecer da aprovação do projeto

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