El fracaso renal agudo (FRA) es una complicación frecuente tras la cirugía cardiaca y las intervenciones coronarias percutáneas, con una incidencia estimada en torno al 30% en la primera población1–3 y entre el 5 y el 20% en la segunda4–6. La aparición del FRA empeora de forma importante el pronóstico de estos pacientes2,3,7. El FRA aumenta la mortalidad en diferentes contextos clínicos y además los pacientes a menudo desarrollan enfermedad renal crónica (ERC) tras el mismo8,9. Los mecanismos implicados en el FRA incluyen toxinas endógenas y exógenas, factores metabólicos, isquemia y reperfusión, activación neurohumoral, inflamación y stress oxidativo10. El diagnóstico de FRA se basa en la detección del aumento de la creatinina sérica, que se produce tardíamente y no refleja adecuadamente el filtrado glomerular en el paciente agudo11. Sin embargo, los estudios experimentales demuestran que el FRA solo se puede prevenir o tratar mediante intervenciones precoces12.

En los últimos años se han identificado nuevos biomarcadores precoces de FRA, como NGAL (Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocaline), KIM-1 (Kidney Injury Molecule 1), L-FABP (Liver Fatty Acid-Binding Protein), Cistatina C o IL-18 (Interleuquina 18), pero en la búsqueda del biomarcador ideal aún quedan muchos aspectos importantes por resolver13. El estudio de estas moléculas también ha permitido avanzar en el conocimiento de la patogenia del FRA.

El gen Klotho fue identificado en 1997 como un gen antienvejecimiento14. Este gen se expresa en múltiples tejidos, siendo el riñón el órgano en el que lo hace de forma más marcada15, especialmente en el túbulo distal pero también en el proximal16 y en el colector17,18. Klotho es una proteína transmembrana que actúa como correceptor para el fibroblast growth factor-23 19,20 (FGF-23). El ectodominio puede ser cortado y liberado al espacio extracelular por las proteasas ancladas a la membrana ADAM10 y ADAM1721, dando lugar al Klotho soluble, que está presente en sangre, fluido cerebroespinal22 y orina23. Existe otra proteína soluble Klotho que es más corta, pero su función no es bien conocida24. El Klotho soluble es una proteína pleiotrópica que actúa como un factor hormonal paracrino y endocrino, tanto en riñón como en otros órganos25. En el túbulo renal Klotho modula cotransportadores sodio-fosfato23, canales de calcio26 y canales de potasio27. Finalmente Klotho está también presente a nivel nuclear y citoplásmico, donde funciona como una proteína antienvejecimiento28,29.

El papel de Klotho en el envejecimiento y en el metabolismo fosfocálcico se conoce cada vez mejor16,30,31. Su implicación en la progresión de la ERC y sus complicaciones extrarrenales también ha sido sujeto de intense estudio en los últimos años25,32–34, así como la relación entre sus niveles circulantes, el filtrado glomerular y el pronóstico de la ERC35 o su potencial uso como agente antifibrótico36. Respecto al FRA, se ha demostrado la existencia de niveles disminuidos de Klotho en diversos modelos animales de FRA inducido por isquemia-reperfusión, obstrucción ureteral o agentes nefrotóxicos23,37–43. En 2010 Hu et al.23 midieron Klotho urinario en 17 pacientes con FRA y encontraron niveles disminuidos comparados con los valores obtenidos de 14 voluntarios sanos. No se ha publicado ningún otro estudio sobre Klotho como biomarcador de FRA en humanos. El objetivo de este trabajo ha sido evaluar la utilidad de la determinación de Klotho en orina para la detección precoz del FRA en pacientes con síndrome coronario agudo o fallo cardiaco sometidos a cirugía cardiaca o angiografía coronaria.

En este estudio evaluamos la utilidad de la determinación por ELISA de proteína Klotho en muestras de orina para la detección precoz (a las 12 horas de la intervención) del FRA en un grupo de pacientes con síndrome coronario agudo o fallo cardiaco sometidos a cirugía cardiaca o angiografía coronaria con o sin angioplastia o implantación de endoprótesis y no encontramos diferencias significativas en los niveles de Klotho entre los pacientes que presentaron FRA y aquellos que no lo desarrollaron. También encontramos un pequeño pero significativo aumento en los niveles de Klotho urinario en los pacientes con FRA tras cirugía cardiaca en comparación con los controles sanos. La proteína Klotho se midió en orina con dos kits ELISA distintos para Klotho humano. No se ha publicado ningún otro estudio en el que se haya probado el Klotho urinario como biomarcador precoz de FRA en humanos. Existe un único estudio23 en el que se midió Klotho en orina en 17 pacientes con FRA por inmunoblot usando anticuerpos anti-Klotho, y los autores comunicaron una disminución de Klotho en los pacientes con FRA en comparación con 14 controles sanos, pero las muestras de orina se recogieron tarde en la evolución del fracaso renal. Se ha demostrado en modelos animales que Klotho está infraexpresado en tejido renal en FRA secundario a isquemia-reperfusión, obstrucción ureteral, sepsis o agentes nefrotóxicos23,37–43, y que la sobrexpresión de la proteína transmembrana o la administración de la proteína soluble tiene un efecto protector contra el daño renal inducido por isquemia y reperfusión23,38 o nefrotoxinas42. En 2010 Hu et al.23 midieron la expresión de Klotho en tejido renal así como los niveles de proteína Klotho en plasma y orina en un modelo animal de FRA inducido por isquemia y reperfusión, y encontraron que Klotho estaba disminuido a todos los niveles.

Nosotros ya habíamos estudiado la utilidad de distintos biomarcadores como predictores precoces de FRA en esta cohorte de pacientes y habíamos demostrado la elevada capacidad predictiva de NGAL46,47. Basándonos en la evidencia obtenida en los modelos animales de FRA, esperábamos encontrar una disminución en los niveles de proteína Klotho en orina en los pacientes con FRA. Hay varias explicaciones para estos resultados divergentes. En primer lugar, todos los experimentos han sido realizados en ratas y ratones. Es obvio que las condiciones en las que se desarrolla un experimento animal no son comparables con lo que sucede en un contexto clínico y que los resultados obtenidos no pueden ser directamente extrapolados. Más aún, es posible que la proteína Klotho no se comporte igual en humanos que en los modelos animales. Otra posible explicación radica en el momento de la recolección de la muestra. Hu et al.23 encontraron niveles disminuidos de Klotho en orina un día tras la isquemia-reperfusión, pero en nuestro estudio las muestras se recogieron 12 horas tras la intervención. También midieron Klotho en orina de 17 pacientes con FRA y encontraron que los niveles eran muy inferiores a los obtenidos de voluntarios sanos, pero en este estudio la población con FRA era muy heterogénea (incluyendo FRA pre-renal y asociado a sepsis, lupus, obstrucción, fallo hepático, trasplante, síndrome hemolítico urémico y embarazo) y no se mostraban los datos acerca del momento de recogida de las muestras. De cualquier modo, cuando se obtuvieron estas, la creatinina sérica era 3,76 ± 0,58 mg/dl, por lo que fueron recogidas muy tardíamente. También es posible que los niveles de Klotho urinario no reflejen bien la expresión de Klotho a nivel del tejido renal. Sabemos que los niveles circulantes no se relacionan con la expresión en tejido renal en ERC. Los datos de experimentación animal indican claramente que existe déficit de Klotho a nivel renal en la ERC48. Sin embargo, la determinación de la proteína Klotho en plasma ofrece resultados divergentes. Hu et al.48 encontraron niveles muy bajos de Klotho en tejido renal, plasma y orina en ratones con ERC mientras que Sugiura et al.49 hallaron niveles elevados en plasma obtenido de pacientes con ERC. Devaraj et al.50 comunicaron niveles disminuidos en pacientes diabéticos y elevados en pacientes con ERC, y además estos valores se correlacionaban con la creatinina plasmática. Propusieron la hipótesis de que la proteína Klotho se podría estar sintetizando a nivel extrarrenal para proveer protección renal por mecanismos anti-oxidantes y antiinflamatorios. Sin embargo Seiler et al.35 determinaron niveles de Klotho plasmático en una cohorte de 312 pacientes con ERC estadio 2-4 y no encontraron correlación con el filtrado glomerular. Los niveles plasmáticos de Klotho no se relacionaban con la función renal y no predecían la evolución en pacientes con ERC. Es posible que en los pacientes con FRA la proteína Klotho se esté sintetizando a nivel extrarrenal también para proveer protección renal y que, debido a la filtración glomerular, esté apareciendo en orina. Hu et al.23 y Moreno et al.40 encontraron niveles disminuidos de Klotho en plasma en modelos animales de FRA. Hasta ahora, no hay estudios en los que se haya determinado Klotho en plasma en humanos con FRA. Incluso aunque los niveles de Klotho no estuvieran aumentados en plasma, pudiera ser que se estuviera sintetizando a nivel extrarrenal y pasando a la orina. Por tanto, los niveles en plasma u orina pueden no reflejar lo que está sucediendo a nivel tisular. Se requerirían más estudios para clarificar esta cuestión.

Otra posible explicación para los resultados es obviamente la existencia de diferencias metodológicas. Para dotar de mayor robustez a los resultados se utilizaron dos kits ELISA humanos distintos, procedentes de distintos fabricantes para medir los niveles de Klotho urinario, no encontrando con ninguno de los dos kits diferencias entre los pacientes con y sin fracaso renal agudo. Destaca además la escasa concordancia obtenida entre ambos ensayos. Es posible que distintos ensayos reconozcan diferentes partes de la molécula y que algunos reconozcan la molécula entera y otros reconozcan fragmentos. Heijboer et al.51 evaluaron tres ensayos ELISA distintos, entre ellos el de IBL, encontrando importantes diferencias en calidad entre ellos, siendo claramente superior el de IBL a los otros dos evaluados.

A pesar de la evidencia en experimentación animal de que Klotho está infraexpresado en el riñón tras FRA tanto tóxico como isquémico, en este estudio no encontramos ninguna correlación entre la presencia de FRA y los niveles de Klotho en orina 12 horas tras la intervención en un grupo de pacientes ingresados en la UCI por síndrome coronario agudo o fallo cardiaco y sometidos a cirugía cardiaca o angiografía coronaria con o sin angioplastia o implantación de endoprótesis. Aunque estos resultados necesitan confirmación, Klotho en orina medido por ELISA no parece ser un buen candidato para ser usado como biomarcador precoz de FRA.

Este trabajo ha recibido ayudas del Ministerio de Ciencia e Innovación [PS09/00806 (CM), PI10/01434 (AM) y PI12/00884 (CM)] co-financiados por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER); ayudas de la Consellería de Educación de la Generalitat Valenciana (ACOMP/2009/191 y ACOMP/2012/056 a CM) y Sanitat (AP-028/10, AP-087/11 a CM); Consellería de Educación, Cultura y Deportes ACOM/2012/238; Instituto Carlos III; PI10/00802; PI13/01848; CIBEROBN 12/03/30016.

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

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