La Biopsia Renal“Estado del arte”

Rafael Enrique AndradeDepartamento de Patología Fundación Santafé de

BogotáUniversidad Nacional de Colombia, Universidad de la

AndesMedellín, Agosto de 2005

Guías prácticas para la biopsia renal

• “La biopsia renal nunca debe considerarse sin una valoración cuidadosa de sus riesgos y beneficios.Dada la importancia de un diagnóstico correcto en el tratamiento y pronóstico de la enfermedad renal, la evaluación histopatológica debe utilizar en su análisis todas las modalidades disponibles.

• Las biopsias de riñones nativos requieren exámen por microscopía de luz, inmunohiostoquímica (inmunofluorescencia) y microscopía electrónica”.

Walker P.Modern Pathology (2004) 17, 1555–1563.

La Biopsia Renal

• Es definitivamente una herramienta, si no la más importante , en la definición de:– la presencia de compromiso renal– tipo de compromiso – determinación de factores pronósticos

favorables o desfavorables.

• Bajo esta circunstancia la participación activa del Nefrólogo, Radiólogo, Patólogo y otros intermediarios es indispensable en la obtención de la “mejor muestra” para análisis

La Biopsia Renal

• Es un procedimiento relativamente sencillo, invasivo

• Tiene por objeto brindar al clínico y por ende al paciente la mayor información posible con respecto al diagnóstico y a la determinación de factores pronósticos cuando se presentan síntomas o signos de enfermedad renal

• Cómo, Cuándo, Para qué?

La Biopsia Renal

• Para obtener un resultado adecuado y cumplir a cabalidad sus objetivos es indispensable cumplir con una serie de factores:

Preanálíticos

Analíticos

La Biopsia Renal

• Factores preanálíticos:– Decisión de toma de la biopsia, vía, operador N. R. C– Manejo inmediato N. R. C– Selección del material para estudio y división de la

muestra. N.P– Procesamiento adecuado P– Elaboración de cortes para microscopia de luz T.P– Elaboración de cortes para Inmunofluorescencia y

selección de los marcadores T.P– Selección del área glomerular para estudio de

ultraestructura y cortes semifinos T.P

N: Nefrólogo, R: Radiólogo, C: Cirujano, P: Patólogo, T: Técnico

Biopsia renal

Manipulación al tomarla: Manejarla con aguja ,o palillo no forceps no halar o estirar ,no colocar en gasa, no congelar. Colocar en SS o Medio de Cultivo, mantener en refrigeración: tiempo 2-6-8-10 horas. Mitchel-Glutaraldehido

Manipulación en el laboratorio: Seleccionar primero para IF, posteriormente el tejido para luz y electrónica, cortar con cuchilla de un solo filo (afeitar) no bisturí.

Medios de fijación: Formol al 10% bufferizado, Bouin, Duboscq – Brasil, Zenker, paraformaldehido al 4%, glutaraldehido.

Biopsia renal

TEJIDO EN PARAFINA

1 MM ME

FORMOL

GLUTARALDEHIDO

TEJIDO CONGELADO

IF

LM

ME

Práctica común en diferentes laboratorios www.renalpathsoc.org : 75 laboratorios

• Numero de biopsias en promedio por Lab : 55-2937, Promedio de 549 y Media de 300 ( FSFB 1100)– 23% Nativas y 73% Tx– 89% Nativas y 11% Tx (FSFB 95%N / 5%Tx)

• Aguja 16/18: 71%, 72% dos cilindros• Promedio longitud 1cm• Separación del tejido:

– Microscopio de disección 70%, 20% al ojo, 4.5% Microscopio de Luz

• 75% Formol, 8% Bouin, 17% otros• ML/MF: 94% , ML/MF/ME: 85%; • ME siempre 51%, ME: Si adecuado 35%, ME: Si

indicación clínica 15%• 7% ME en transplantes, 90% Preservación del tejido

Microscopía de luz

• Procesamiento: Corto o usual

• Cortes de 2-3 µm

• Dos o tres cortes por lámina 11 cortes seriados.

• HE PAS PMS TM HE PAS PMS HE PAS PMS TM RC AT

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

250 micras

250 micras

Inmunohistoquímica• Tejido no fijado• Tejido congelado• Fresco en SSN• Fijador de Mitchel• Formol

• Controles– Negativo– Albúmina– Interno

• IgG• IgM• IgA• C3• C1q• C4• Fibrina• Kappa• Lambda• Amiloide• Colágeno IV• Subclases IgG • Virus• Fenotipo de linfocitos

Complemento y enfermedad renal

• Activación del complemento es característico del LES

• Deficiencias de C1q predispone a LES por deficiencia en el aclaramiento de células apoptosicos

• Clave en autoinmunidad• Contribución de células dendríticas inmaduras y

maduras• IgG, C1q anti C1q• Vía clásica: protector• Vía alterna: Dañino

Práctica común en diferentes laboratorios RPS.

• ML: 9 Láminas 2-3 μ (FSFB 11)• ML: 8 Láminas Tx (FSFB 11)• HE / PAS / PLATA / TM• IF : 90% IgG, IgA, IgM,C3• IF : 70% C1q, К λ, Fibrin• IF : 50% Albúmina• IF : 35% C4• 20% IF en transplantes• 75% C4d en transplantes

Microscopía electrónica• Glutaraldehido entre 2 – 3%

– Paraformaldehido 1 – 4%– Formol– Fijadores con Mercurio– Mitchel / Zeus

• Reprocesamiento de parafina o de IF• Semifino

• 51% Michell, 44% SSN• 83% Glutaraldehido ME

Fase analítica: Interpretación

• Glomérulo

• Túbulo

• Intersticio

• Vasos

• Conteo glomerular• Celularidad• Presencia de esclerosis

global o Segmentaria• Presencia de Crecientes

(subtipo)• Proliferación celular• Exudado inflamatorio• Membranas• Mesangio etc.

Fase analítica: Interpretación

• Glomérulo

• Túbulo

• Intersticio

• Vasos

• 80% del volumen renal• Componentes celulares

– Fibroblastos, células intersticiales ricas en lípidos, monocitos

– Células dendríticas

• Matriz• Injuria primaria o

secundaria• Buena predicción de la

severidad de la disfunción renal

Fase analítica: Interpretación

• Glomérulo

• Túbulo

• Intersticio

• Vasos

• Derivados de arteria renal

• Rica red, arterias arteriolas, capilar glomerular, arteriola eferente, red peritubular, vénulas y venas

Papel de la biopsia renal en algunas condiciones específicas

Papel de la biopsia renal en LES• Controvertido entre nefrólogos y reumatólogos• No tiene valor en el diagnóstico de la enfermedad• Una vez hecho el diagnóstico es importante la determinación del

compromiso y la actividad• Principal objetivo es equiparar el tratamiento a la severidad de la

enfermedad• Provee información crítica del pronóstico a corto y largo plazo que

correlaciona con intensidad y duración de la terapéutica– Informa al paciente acerca de su enfermedad– Tratamiento adecuado en clase IV sobrevida hasta 90% a cinco años– Tratamiento inadecuado lleva lesiones activas se vuelvan crónicas

• Lupus Silencioso: Mayoría son clase II pero hay Clases IV y V• Transformación• Nefropatías sobreimpuestas:

– Cambios mínimos, GEFS, IgM, Amiloidosis, Nefropatía hipertensiva, Nefritis intersticial alérgica o a drogas, GN necrotizante.

Bases Fisiopatológicas de la Clasificación del L. E.S

• El espíritu de la nueva clasificación es tratar de aplicar nuevos conceptos de la patogénesis de las enfermedades renales en la interpretación de la biopsia renal y correlacionar sus hallazgos con síntomas clínicos, tratamiento y pronóstico

• La nueva propuesta tiende a eliminar inconsistencias y ambigüedades

•Kidney Int 2004, 65: 521-530

Copyright © 2004, American Society for Clinical InvestigationJ Clin Invest. 2004 June 15; 113 (12): 1722–1733

Characterization of heterogeneity in the molecular pathogenesis of lupus nephritis from transcriptional profiles of laser-captured glomeruliKarin S. Peterson,1 Jing-Feng Huang,2 Jessica Zhu,2 Vivette D'Agati,

1. Department of Pediatrics, Columbia University, New York, New York, USA. 2. Johnson & Johnson Pharmaceutical Research and Development, San Diego, California, USA. 3. Department of Pathology, Columbia University, New York, New York, USA. 4OmniViz Inc., Maynard, Massachusetts, USA.

Clasificación Nefropatía Lúpica

SOCIEDAD INTENACIONAL DE NEFROLOGIA/PATOLOGIA RENAL

(INS/RPS) Kidney International 2004, 65: 521-530

Clase IV

• Clase IV es definida como una NEFRITIS PROLIFERATIVA DIFUSA comprometiendo mas del 50% de todos los glomérulos

• En los glomérulos afectados las lesiones proliferativas pueden ser segmentarias respetando por lo menos la mitad del penacho glomerular o globales cuando comprometan mas de la mitad del mismo.

• Subdivisión:

– difusa segmentaria (clase IV-S) cuando >50% de los glomérulos comprometidos tienen lesiones segmentarias

– difusa global (clase IV-G) cuando >50% de los glomérulos tienen lesiones globales .

•Kidney Int. 2004, 65: 521-530

Cambios Vasculares en LES

• Esclerosis arterial y arteriolar• Presencia de complejos inmunes por IF/ME

sin presencia de vasculitis o necrosis• Necrosis vascular con fibrina:

Vasculopatía (sin inflamación)• Trombosis intravascular Microangiopatía• Vasculitis Necrotizante tipo PAN

Cambios Intersticiales

• 50% Nefritis (menos frecuente en clase II)• Depósitos en membranas tubulares• Lineal sugiere antiMBT• Linfocitos T (CD4= CD8),• Monocitos, plasmocitos, linfocitos B• Tubulitis• Fibrosis

Cuáles son los factores pronósticos predictivos a largo termino en pacientes con

nefritis lúpica ?

• Severidad de la enfermedad desde el punto de vista clínico (Proteinuria y niveles de creatinina) e histopatológico

• Características del paciente tales como edad, sexo, raza, estado socioeconómico y acceso a sistemas de salud

• Respuesta terapéutica

LES: Sobrevida

• 1970s Estes y Christian : Sobrevida a 5 años para pacientes con manifestaciones renales 50% vs. 75% para todos los pacientes con LES (68% con proliferación focal, y 28% con proliferación difusa y membranosa.) ( Prednisona)

• En las series de 1965-1998 (800 pacientes en SUNY/Brooklyn) la sobrevida para aquellos con enfermedad renal fue de 60% a 65% a 300-350 meses

LES: Sobrevida

• Reducción de la mortalidad a cambio de un incremento en la morbilidad (x 3)

• Un número importante de factores ha mostrado tener importancia critica en la predicción del pronostico adverso en pacientes con lupus severo en un estudio de 65 pacientes:

– Creatinina sérica inicial

– Niveles de Hb y Hc,

– Raza negra

– Presencia de fibrosis o medialunas en la biopsia

LES: Sobrevida Factores socioeconómicos

• En una serie de 128 pacientes evaluados en la Universidad de Columbia en New York, NY, la pobreza tuvo un incremento del 3.5% en el riesgo relativo de progresión de le enfermedad (menor tiempo en la duplicación del nivel de creatinina sérica)

• En otro estudio en New York el impacto de la pobreza mostró un sobrevida a 65 meses del 42% en pacientes pobres vs. 78%.

Indice de Actividad NIH Máximo: 24 puntos

• Proliferación celular : 1-3 • Infiltración leucocitaria (exudado) : 1-3• Necrosis fibrinoide (x 2) : 1-3• Proliferación extracapilar (x 2) : 1-3• Depósitos subendoteliales, trombos

hialinos y asas de alambre : 1-3• Infiltrado intersticial : 1-3

Indice de Cronicidad NIH Máximo: 12 puntos

• Esclerosis glomerular : 1-3

• Medias lunas esclerosadas : 1-3

• Fibrosis intersticial : 1-3

• Atrofia tubular : 1-3

Lupus Eritematoso DiseminadoIndices de actividad y cronicidad

• Siempre deberá haber en el reporte información de los índices de actividad y cronicidad ( valor predictivo pronostico a largo termino).

• Búsqueda de estandarización para mejor reproducibilidad ínterobservador e intraobservador Ej: 1+ < 25%, 2+ a 25% -50%, y 3+ a > 50%.

• Los factores negativos de mayor importancia son la presencia de medialunas en mas del 30% de los glomérulos, un índice de cronicidad > 5, sexo masculino, y alta actividad glomerular

Recomendaciones para el informe de las biopsia renales en pacientes con LES

• Indicar la presencia y graduación (leve moderada o severa) de la atrofia tubular, nefritis intersticial o fibrosis.

• Indicar severidad de arteriosclerosis o presencia de lesiones vasculares .

• Indicar la proporción de glomérulos con lesiones activas y lesiones escleróticas.

• Indicar la proporción de glomérulos con necrosis fibrinoide o medias lunas activas

•Kidney Int. 2004, 65: 521-530

Hallazgos asociados a progresión*

Proliferación Celular , PEC celular y fibrosis intersticial.

80% vs. 20 % a 40-50 meses

Actividad de la enfermedad de > 1.73

80% vs. 15% a 4000 días

Pesistencia de inflamación e IF(+)

Cariorrexis: 75% vs. 26%

Medias Lunas: 69% vs. 33%

* Riesgo de progresión (doblaje de la creatinina sérica)

Valor de la ME en nefropatía por IgA

• Entidad que requiere siempre de la biopsia para su diagnóstico

• Por definición: Depósitos mesangiales de IgA• En ocasiones los hallazgos de IF están ausentes• ME:

– Soporte morfológico en casos difíciles– Patologías sobreimpuestas – Exclusión de otras condiciones: LES, Hepatitis, Cirrosis,

Infecciones etc.

Valor de la ME en nefropatía por IgA

• Microscopía de luz: Heterogénea:

• Nada, • Nefropatía mesangial,

GEFS• GNRP• Esclerosis glomerular

• Depósitos mesangiales o paramesangiales

• A lo largo de la MBC/M pequeños y elongados

• Grandes intramesangiales• Tamaño 100-1000nm• A veces sutiles y se

pierden en mesangio• En 40% Extramesangiales

en subendotelio, IM o SEP: mayor agresividad, excluir LES aún si serología es negativa

Valor de la ME en nefropatía por IgA• Hipercelularidad e hipertrofia mesangial• Fusión segmentaria de podocitos en casos de proteinuria

asociada • Si hay depósitos extraglomerulares: posiblemente no es IgA

sino LES• 10-15% asocia a MBD o a engrosamientos similares al Alport

– Segmentarios y no difusos– Se asocian a peor pronóstico: Morita M, Sakaguchi H. A quantitative study of

GBMchanges inIgA nephropathy. J Pathol. 1988;154:7: 18-49

• Formas secundarias: Muy similares, en general depósitos de menor tamaño, localización extramesangial

• Nefropatía por IgA sin IgA: Julian BA, Cannon VR, Waldo FB, Egido J. Macroscopic hematuria and proteinuria preceding renal IgA deposition in

• patients with IgA nephropathy. Am J Kidney Dis.1991;17:472-479.

Valor de la ME en nefropatía por IgA

• Valor pronóstico– Marcada expansión mesangial– Grandes depósitos de complejos inmunes– Presencia de fibrillas de colágeno

• Diferenciación en pacientes con proteinuria importante o nefrótica de cambios progresivos o enfermedad de la célula epitelial sobreimpuesta

• Anomalías de MBG• Existe la nefropatía por IgA en pacientes con LES ?• No es inusual verla en sobreposición a otras

nefropatías

Valor de la ME en nefropatía por IgA

Anomalías difusas de la MBG

Nefropatía diabética incipiente; engrosamiento de MBC

Glomerulonefritis aguda postinfecciosa

Nefritis Intersticial Aguda

Serum IgA/C3 Ratio May Be a Useful Marker of Disease Activity in Severe Henoch-Schönlein Nephritis

Jae Il Shina, Jee Min Parka, Youn Ho Shina, Jae Seung Leea, Hyeon Joo Jeongb, Hyon Suk Kimc

Departments ofPediatrics Pathology, and Laboratory Medicine

Institute of Kidney Disease, Yonsei University College of Medicine, Seoul, Korea

• To investigate whether the serum IgA/C3 ratio can be a serologic marker of disease activity in children with severe Henoch-Schonlein nephritis.

• Conclusion: These findings suggest that the serum IgA/C3 ratio may be a useful marker to predict disease activity and histologic severity in HSN...

INTERNATIONAL IgA NEPHROPATHY NETWORK &

RENAL PATHOLOGY SOCIETY In collaboration with the International Society of Nephrology

CONSENSUS ON PATHOLOGY OF IgA NEPHROPATHY

• Propuesta de los Patólogos: Definición de Nefropatía por IgA

• En riñones nativos se define como la presencia en forma dominante o co-dominente de tinción para IgA en glomérulos por inmunofluorescencia o inmunoperoxidasa

• No todos los glomérulos tienen que estar positivos.

• Nefritis lúpica o relacionadas deben excluirse

• La intensidad de la tinción para la IgA debe ser más que trazas.

• La distribución de la tinción debe incluir el mesangio con o sin reacción a nivel del asa capilar, excluyendo tinciones puramente membranosas difusas granulares, tinciones lineales.

• IgG e IgM pueden estar presentes pero nunca en mayor intensidad a la IgA, exceptuando IgM en zonas de esclerosis

• C3 puede estar presente, la presencia de C1q mas que trazas debe plantear la posibilidad de una nefropatía lúpica

Papel del podocito en la patología renalEstructura del diafragmaProteína Neph1: secuencia

homologa a la Nefrina y se une a la podocina a nivel intracelular, son moléculas que envían señales que activan kinasas intracelulares

Otras proteínas: CD2AP: mantenimiento del diafragma, Zona Ocludens-1 (ZO-1):Señales transmembranosas

Cateninas, Alfa 4 actinina

Estructura del diafragma

PODOCINA codificada por el gen NPH2 esencial para la estabilidad del complejo de otras dos proteínas la Neph1 y la CD2AP

Mutaciones :

Glomeruloesclerosis focal y

segmentaria esporádica

SN. corticoresistente

Glomeruloesclerosis focal y segmentaria

• GEFS es un patrón histopatológico que corresponde a muchas condiciones

• Si se asocia a Síndrome nefrótico muy posiblemente corresponde a una enfermedad difusa de la célula epitelial idiopática o primaria.

Focal Segmental Glomerulosclerosis in Nephrotic Adults: Presentation, Prognosis, and Response to Therapy of the Histologic

Variants Micky J. Chun*, Stephen M. Korbet*, Melvin

M. Schwartz and Edmund J. Lewis*

J Am Soc Nephrol 15:2169-2177, 2004

Clasificación de la GEFS

• Morfológica– Nos, perihiliar, apical, celular y colapsante

• Etiológica– Primaria– Secundaria

• Mutaciones (Actininja, Podocina, WT1 etc.)• Virus: Parvovirus , VIH• Drogas: heroína, Interferón, Pamidronato etc.• Adaptativas ( Vasodilatación, aumento presión etc.)

– Cicatricial

“Glomerular tip lesion” o variante Apical

• Persistencia, progresión, respuesta esteroides• Coexistencia con otras enfermedades GNM,

IgA, Diabetes, GNPI, Transplante.• 47/ 10,173 BX ( Renal Pathology Laboratory at

Columbia Presbyterian Medical Center) Enero 1991 y Marzo 2003(0.46%).

• Exclusión: Colapsante

“Glomerular tip lesion” o variante Apical

• Hass y colbs: 5/8 autopsias en niños con NCM (Johns Hopkins Hospital )

• Lesión siempre focal• Casos difusos con hipercelularidad mesangial o

con cambios focales de GEFS o lesiones perihiliares o indefinidos semejan más GEFS

• RC o RP en 72.4%(58% y 14%) • Pacientes en espectro de NCM (RC75%)/GEFS

(RC30%) Categoría favorable de GEFS

GEFS variante Colapsante

• Enfermedad de curso rápido, solo ocasionalmente se logra remisiones completas

• Hacer parte de una forma primaria idiopática• Frecuentemente asociada a VIH• Puede verse recurrente o de novo en

transplante• Secundaria a otra infección viral : Parvovirus ?

Se acompaña frecuentemente de proteínas de reabsorción

GEFS variante Colapsante

• Cambios tubulares severos.• No es inusual que se encuentre positividad en la

Inmunofluorescencia por atrapamiento de Ig y Complemento ( IgG y C3 ) con ME negativa, sugiriendo atrapamiento.

• VIH : inclusiones túbulo-reticulares.• Requiere solo un glomérulo con lesión.

GEFS variante Colapsante Fisiopatología

• Multiplicación celular ineficiente• Producción de podocitos desdiferenciados

– Perdida forma, procesos y citoesqueleto

• Obstrucción de espacio de Bowman con penetración a túbulos

• “Lesion Celular”• Colapso: perdida de células mesangiales y

endoteliales

Determinación de factores pronósticos

Determinación de factores pronósticos

ProteinuriaEfecto de daño

tubulointersticial progresivo

Activación intraluminal de vías terminales

del complemento C5b-9

Formación de complejos de ataque de membranas MAC

Efectos sublíticos, inducción de citoquinas profibróticas, proinflamatorias y protrombóticas

Acúmulos de miofibroblástos intesrticiales

FIBROSIS

Papel de Macrófagos en enfermedad renal

Incremento en la excreción de proteínas

Nefropatía por IgA

GN membranosa

GN membranoproliferativa

GE focal y segmentaria

Nefropatía diabética

Nefritis tubulointerstitial con presencia de

monocitos y linfocitos T

Metodologías de aplicación reciente en patología renal

Hacia done vamos ?

Gene expression analysis of human renal biopsies: recentdevelopments towards molecular diagnosis of kidney

diseaseAnna Henger, Holger Schmid and Matthias Kretzler

Curr Opin Nephrol Hypertens 2005,13:313–318.

Perfiles moleculares• Cohen CD, Grone HJ, Grone EF, et al. Laser microdissection and gene

expression analysis on formaldehyde-fixed archival tissue. Kidney Int 2002;61:125–132.

• Waga I, Yamamoto J, Sasai H, et al. Altered mRNA expression in renal biopsy tissue from patients with IgA nephropathy. Kidney Int 2003; 64:1253–1264.

• Sarwal M, Chua MS, Kambham N, et al. Molecular heterogeneity in acute renal allograft rejection identified by DNA microarray profiling. N Engl J Med, 2003; 349:125–138.

• Randhawa PS, Vats A, Zygmunt D, et al. Quantitation of viral DNA in renal allograft tissue from patients with BK virus nephropathy. Transplantation 2002; 74:485–488.

• Weissinger EM, Wittke S, Kaiser T, et al. Proteomic pattern in urine of patients with primary renal disease [abstract]. Nephrol Dial Transplant 2003; 18 (Suppl 4):642.

(www.ncbi.nlm.nih.gov/geo).

Heterogeneidad molecular en rechazo agudoidentificado con estudios de microarreglos de ADN

• 4 categorias- genes “upregulated”– AR-I: HLA, TCR, INFү, IgG, CD20– AR-II: TGFβ, VEGF, FGF; Complemento,

Apoptosis, activación linfocitaria– Infección/Toxicidad drogas:– Normal– Injuria Crónica– AR-III: Ciclina B, Ciclina A”, CCCR5

Sarwal et al. N Engl J Med 2003, July, 349; 125-138

Microarreglos en transplante

• 4 categorias- genes con expresión• Tres sub. grupos moleculares de rechazo agudo

con pronóstico significativamente diferente.– AR-I, : Pobre recuperación funcional, resistencia a

esteroides, células T activadas. Presencia de señales relacionadas con células B CD20 (Más de 275 por HPF) se asocia a resistencia esteroidea y asocia con pérdida al injerto.

– AR-II Sobreposición– AR-III células T en reposo,

• En general: predominio de CD8 sobre CD4, escasas, EBV negativo C4d + PCNA

Conclusiones

• El buen manejo de la muestra es indispensable para lograr el resultado esperado

• La biopsia renal es una herramienta importante (si no la mejor) para determinar el tipo de compromiso renal en enfermedades primarias y sistémicas al momento del diagnóstico y en el seguimiento de la enfermedad

• Debe en lo posible utilizarse todas las metodologías disponibles para el logro de un diagnóstico adecuado

Conclusiones

El advenimiento de nuevas técnicas moleculares incluyendo los estudios de perfiles genéticos y proteómicos nos llevarán a un mejor entendimiento de los procesos patológicos y enriquecerán el estudio de la biopsia renal con de la aplicación de los marcadores inmunohistoquímicos.