Besivystanti apolipoproteino L1 nefropatijos istorija: pradžios pabaiga Ⅱ

Geografinis APOL1 alelių pasiskirstymas

Tikėtina, kad APOL1 G1 ir G2 variantai atsirado Vakarų Afrikoje po migracijos iš Afrikos prieš 60, 000 metų1, 31, todėl aptinkami tik asmenims, kurių protėviai yra į pietus nuo Sacharos esančios Afrikos. Regioniniu požiūriu G1 ir G2 aleliai yra labiausiai paplitę Vakarų Afrikoje, o bendras alelių paplitimas tarp pagrindinių etninių grupių Ganoje ir Nigerijoje yra daugiau nei 40 % 13, 32–34. Tačiau,alelių dažnių pasiskirstymasyra sudėtingas ir labai skiriasi tarp Afrikos etninių populiacijų, net tame pačiame geografiniame regione ar šalyje, greičiausiai dėl aktualios etninių grupių endogamijos ir migracijos modelių (2 pav.).

Trypanosoma brucei (Tb) gambiense ir Tb rhodesiense yra tarpląsteliniai parazitai, sukeliantys afrikietišką žmogaus tripanosomozę (afrikietišką miego ligą). T. b. Rhodesiense paplitęs Rytų ir Pietų Afrikoje ir sukelia ūminę ligos formą, sudaro 2% visų tripanosomozės atvejų. Lėtinė miego ligos forma, kurią sukelia T. b. gambiense, randamas Vakarų ir Centrinėje Afrikoje ir sudaro 98% atvejų35,36 (2 pav.). Trypanosoma brucei brucei yra porūšis, kuris fiziškai nesiskiria nuo kitų dviejų porūšių; juo užsikrečia daugelis stuburinių gyvūnų, įskaitant naminius galvijus ir arklius37, bet ne žmones. Šis šeimininko selektyvumas greičiausiai yra bendros evoliucijos rezultatas, kai primatai ir tripanosomos kuria priemones ir atsakomąsias priemones išlikimui užtikrinti. Jau beveik šimtmetį buvo žinoma, kad kai kurios tripanosomos negali užkrėsti žmonių, nes jas lizuoja normalaus žmogaus serumo komponentas, dabar suprantamas kaip susijęs su žmogaus DTL38 poklasiu.

NAUJA ŽOLELĖS FORMULĖ, SKIRTA CKD GYDYTI

2 pav.|Pasaulinis APOL1 didelės rizikos genotipų ir endeminių Trypanosoma brucei gambiense ir Trypanosoma brucei rhodesiense vietovių pasiskirstymas. Didžiausias APOL1 didelės rizikos genotipų paplitimas, apibrėžiamas kaip dviejų rizikos alelių buvimas (ty G1/G1, G1/G2 arba G2/G2), yra Vakarų Afrikoje, tačiau didelės rizikos genotipų gabenimas randamas visoje Sacharos Afrika ir tarp afrikietiškų protėvių Amerikoje ir kitur. Duomenys apie alelių dažnį yra gauti iš Nadkarni et al.4 ir Limou et al.7) ir neskelbtų duomenų (CA Winkler, nepublikuotas darbas).

2003 m. mokslininkai padarė esminį stebėjimą, kad APOL1 prisideda prie tripanosomų lizės per tripanosomų lizinių faktorių veikimą39. Jie taip pat nustatė T. b. rhodesiense genas, koduojantis lizosominį SRA, kuris sąveikauja su APOL1 C-galiniu domenu (1a pav.) ir suteikia atsparumą T. b. rhodesiense lizė APOL1 in vitro39. Vėlesni tyrimai parodė, kad norint pasiekti maksimalų anti-tripanosominį aktyvumą, reikia surinkti APOL1 su kitais komponentais40, esančiais DTL dalelėje, ir kad šis mazgas reikalingas žmonėms apsaugoti nuo Tb brucei ir Tb evansi infekcijos 40, 41. G1 missense variantai ir G2 delecija atsiranda SRA baltymų surišimo domene ir skatina APOL1 tripanolitinį aktyvumą in vitro, atitinkamai sumažindami arba užkirsdami kelią SRA prisijungimui Tb rhode siense1,31. Tačiau nė vienas variantas neatkuria trypanolitinio aktyvumo prieš Tbgambiense1.

NAUJAS ŽOLELINIS CISTANCAS, SKIRTAS ŠKL GYDYTI

Natūralios apsaugos nuo žmogaus afrikinės tripanosomozės (HAT), kurią suteikia baltymų variantai, mastas nėra visiškai suprantamas. Nors tripanosomų malinis lizinis aktyvumas buvo priskiriamas baltymo APOL1 G2 variantui ir, mažesniu mastu, baltymo G1 variantui, naudojant in vitro tyrimus1, o transgeninėse pelėse, ekspresuojančiose APOL1 G1 variantą31, buvo įrodyta uždelsta parazitemija, jų poveikis. Natūralios infekcijos ir ūminio bei lėtinio HAT, kurį sukelia atitinkamai Tb rhodesiense ir Tb gambiense, vystymosi variantai nėra visiškai suprantami. Atvejo kontrolės tyrimų iš HAT endeminių Afrikos į pietus nuo Sacharos regionų išvados rodo, kad G1 ir G2 variantų apsauga yra sudėtinga (1c pav.). Viename atvejo kontrolės tyrime G2 variantas užkirto kelią užsikrėtimui Tb rhodesiense, endeminiu Rytų Afrikoje, atitinkantį in vitro rezultatus. Tačiau nors G2 buvo susijęs su simptominio HAT išsivystymu užsikrėtusiems Tb gambiense, endeminiu Vakarų ir Centrinėje Afrikoje42, G1 variantas buvo susijęs su besimptome Tb gambiense parazitemija, tačiau neturėjo įtakos užsikrėtimo Tb Rhode pojūčiu rizikai. arba Tb gambiense42. Šį skirtingą poveikį patvirtino antrasis tyrimas, kuriame nustatyta, kad G2 variantas buvo susijęs su didesne rizika susirgti su Tb gambiense susijusiu HAT, o G1 variantas buvo susijęs su mažesne rizika43 (1c pav.). Priešingai, 2018 m. tyrime nepastebėta jokio reikšmingo ryšio tarp APOL1 rizikos alelių ir HAT buvimo dviejose Ugandos populiacijose, kurios buvo veikiamos abiem tripanosomų rūšimis44. Šie tyrimai rodo, kad poveikis tripanosomų infekcijai ir HAT sunkumas gali skirtis regione dėl šeimininko ir patogeno prisitaikymo. Neatitikimas tarp geografinio alelių dažnių pasiskirstymo ir tripanosominio jautrumo taip pat kelia galimybę, kad dar nenustatytas selektyvaus slėgio šaltinis, veikiantis APOL1.

Taigi tarp APOL1 evoliucijos ir tripanosominių infekcijų egzistuoja sudėtinga sąveika, o susijęs selektyvus spaudimas Afrikoje į pietus nuo Sacharos greičiausiai yra pagrindinis veiksnys, lemiantis APOL1 rizikos alelių atsiradimą ir su tuo susijusį toksinį poveikį galutiniams organams, stebimus klinikinėje praktikoje šiandien.

APOL1 ir inkstų liga

Po APOL1 variantų atradimo keli tyrimai pranešė apie tvirtą ryšį tarp APOL1 rizikos variantų irinkstų liga, ypač FSGS ir ŽIVAN (šansų santykis atitinkamai 17 ir 29 Jungtinėse Valstijose (ir 89 ŽIVAN Pietų Afrikoje)), bet taip pat sergant pjautuvine ląstelių nefropatija ir ypatinguimuninės sistemos sukeltos inkstų ligos, įskaitant vilkligės nefritą13,23,45–48. Pacientams, sergantiems tam tikromis LIL formomis, dviejų APOL1 rizikos alelių buvimas buvo susijęs su greitesniu ligos progresavimu ir padidėjusiuinkstų nepakankamumo rizika49. Kiti tyrimai parodė, kad nors nedaugelis šiaip sveikų, jaunų ir vidutinio amžiaus suaugusiųjų, turinčių du APOL1 rizikos alelius, normalų apskaičiuotą glomerulų filtracijos greitį (eGFR) ir be proteinurijos arba jos nėra labai didelės.išsivystyti inkstų ligaper savo gyvenimą kai kurie iš šių asmenų suserga atsitiktine inkstų liga9,50,51. Šios išvados rodo, kad norint pradėti inkstų pažeidimą asmenims, turintiems APOL1 rizikos genotipą, reikalingas „antrasis smūgis“52. Veiksniai, laikomi antraisiais smūgiais, buvo genetiniai variantai, išskyrus APOL1, sisteminiai veiksniai ir aplinkos veiksniai45, 53, 54. Labiausiai žinomi sisteminiai veiksniai yra virusinės infekcijos (pavyzdžiui, ŽIV) ir apskritai sisteminis interferono koncentracijos padidėjimas. Dabar akivaizdu, kad APOL1 yra išreikštas nuo interferono priklausomu būdu55.

Per pastaruosius porą metų buvo pastebėta, kad APOL1 rizikos alelio būsena pakeitėinkstų pažeidimo rizikasusijusi su SARS-CoV-2 infekcija. Buvo pranešta apie žlugdančios glomerulopatijos atvejus asmenims, turintiems APOL1 rizikos variantų, turinčių COVID-19 ir hiper-uždegiminių požymių, o tai gali atspindėti didelio interferono būseną56,57. Tačiau pažymėtina, kad vienoje atvejo ataskaitoje buvo aprašytas pacientas, sergantis su COVID-19-susijusia kolapsuojančia glomerulopatija, esant vienam APOL1 rizikos aleliui58, o tai rodo galimą dominuojantį poveikį arba kito nežinomo antrojo smūgio egzistavimą.

Pastarųjų kelerių metų tyrimai tai parodėinksto transplantacijos gavėjaiSu APOL1 didelės rizikos genotipo donorų inkstai turi mažesnį eGFR stebėjimo metu ir prastesnį allografo išgyvenamumą15, 59–61. Tačiau neaišku, ar dviejų APOL1 rizikos alelių buvimas transplantacijos recipiente turi įtakos persodinto inksto rezultatams, nes tyrimai rodo prieštaringus rezultatus 62, 63. Be to, inkstų donorams, turintiems du APOL1 rizikos alelius, padidėja inkstų funkcijos susilpnėjimo rizika po inksto donorystės, o tai gali progresuoti iki inkstų nepakankamumo, o tai rodo, kad reikėtų apsvarstyti galimybę konsultuoti potencialius inkstų donorus, turinčius APOL1 rizikos variantus, apie susijusią riziką61 . Todėl šiuo metu įtikinamiausias APOL1 genetinio tyrimo atvejis klinikinėje aplinkoje yra inkstų transplantacija, ypač potencialiems gyviems donorams64, 65. Šiuo metu vykdomas NIH finansuojamas tyrimas - APOL1 ilgalaikis inkstų transplantacijos rezultatų tyrimas (APOLLO) - skirtas perspektyviai nustatyti gyvų inkstų donorų, kurių protėviai yra afrikiečiai, ir gyvų bei mirusių donorų inkstų recipientams iš Afrikos protėvių asmenų, kad būtų geriau. apibrėžia APOL1 rizikos alelių poveikį transplantacijos rezultatams ir pateiks duomenis, kuriais vadovaudamiesi pacientai ir gydytojai spręs apie transplantacijos riziką gyviems donorams ir recipientams66,67. APOL1 rizikos būklė taip pat buvo siejama su vaikų inkstų liga, labiausiai susijusi su ŽIV infekcija 68, 69. Dviejų didelių vaikų grupių – lėtinės vaikų inkstų ligos (CKiD) ir nefrozinio sindromo tyrimo tinklo (NEPTUNE) tyrimo – ataskaitos rodo, kad vaikai, turintys didelės rizikos genotipą, turi didesnį FSGS paplitimą nei tie, kurių genotipas yra mažos rizikos. ir kad liga dažnai seka agresyvia eiga70. Iki šiol nebuvo nustatyta jokios reikšmingos koreliacijos tarp APOL1 koncentracijos plazmoje ir inkstų funkcijos, išskyrus galimą inkstų persodinimo atvejus, kaip aptarta toliau 71. Be to, APOL{33}}susijusios inkstų ligos pelių modelių tyrimai parodė, kad APOL1 rizikos variantų raiška podocituose yra susijusi su funkciniais (albuminurija ir azotemija), histomorfologiniais (podocitų pėdos proceso išnykimas ir glomerulosklerozė) ir būdingais molekuliniais (genų ekspresijos) pokyčiais72. Kartu su inksto persodinimo patirtimi šie duomenys rodo, kad inkstuose išreikštas APOL1 yra pagrindinis inkstų pažeidimo veiksnys, o ne cirkuliuojantis APOL1 plazmoje15, 61.

APOL1 lokalizacija inkstuose.

2011 m. imunohistocheminiai tyrimai parodė APOL1 lokalizaciją podocituose, arteriolių endotelyje ir proksimaliniame kanalėlių epitelyje sveikų asmenų ir pacientų, sergančių FSGS arba HIVAN73. Įdomu tai, kad nepaisant podocitų žymenų išsaugojimo, mažiau podocitų pacientų, sergančių FSGS ir HIVAN, glomeruluose išreiškė APOL1, palyginti su podocitais normaliuose inkstuose. Kita vertus, padidėjęs APOL1 dažymas buvo pastebėtas sergančių inkstų kraujagyslėse, o ekspresija buvo lygiųjų raumenų aktino teigiamų ląstelių pogrupyje, vidutinio dydžio arterijų terpėse ir arteriolėse. Ekspresijos modeliai buvo panašūs tiek HIVAN, tiek FSGS atvejais, todėl mokslininkai pasiūlė, kad tvirta APOL1 ekspresija specifinėse inkstų ląstelėse yra de novo APOL1 sintezės inkstų audinyje žymuo, o ne plazmos APOL1 nusėdimo inkstuose pasekmė.

Vėliau kitų mokslininkų atliktas šios hipotezės įvertinimas leido padaryti išvadą, kad APOL1 inkstų ląstelėse yra gaunamas iš ląstelių sintezės ir pasisavinimo iš plazmos arba glomerulų filtrato. Naudodami netiesioginę sveikų asmenų inkstų audinio imunofluorescencinę mikroskopiją, šie tyrėjai pastebėjo daugiau APOL1 baltymo podocituose ir mažiau baltymų kanalėlių epitelio ląstelėse. Fluorescenciniai in situ hibridizacijos tyrimai atskleidė APOL1 mRNR ekspresiją podocituose, endotelio ląstelėse ir proksimaliniuose kanalėliuose, patvirtinančius endogeninę APOL1 gamybą ribotame inkstų ląstelių rinkinyje. Šie rezultatai atitinka inkstų kilmės ląstelių linijų tyrimus, kuriuose APOL1 mRNR ir baltymai buvo aptikti proksimalinėse kanalėlių epitelio ląstelėse ir glomerulų endotelio ląstelėse, kurių ekspresija podocituose buvo mažesnė. Be to, šie tyrimai parodė, kad APOL1 baltymą pasisavina auginami podocitai, bet ne kultivuojamos glomerulų endotelio ląstelės ir proksimalinės kanalėlių ląstelės74. Transgeninių zebrafish modelių tyrimai taip pat parodė, kad APOL1 yra kartu su podocitų žymenimis ir mažesniu mastu su endotelio ląstelėmis. Podocituose APOL1 ekspresija buvo ryškesnė podocitų kūne nei pėdos procesuose75. Kartu šie duomenys rodo, kad APOL1 gamyba vyksta inkstuose ir gali sukelti vietinį sužalojimą

APOL1 kiekis plazmoje.

Nepaisant inkstų išreikšto APOL1 svarbos inkstų pažeidimui, didžioji dalis APOL1 gaminama kepenyse ir cirkuliuoja plazmoje. Kelios grupės įvertino cirkuliuojančio APOL1 pasekmes ir parodė, kad lygiai nekoreliuoja su inkstų ligos rizika, pabrėždami esminį inkstų išreikšto APOL1 vaidmenį sergant inkstų liga71, 76, 77. Naujausiame tyrime buvo pasiūlyta, kad cirkuliuojantys APOL1 variantai atlieka imunomoduliacinį vaidmenį, susijusį su T ląstelių sukeltu atmetimu ir mirties cenzūruotu allografo praradimu63. Norint nustatyti kraujotakos APOL1 lygių vaidmenį, reikia atlikti tolesnius tyrimus. Inkstų transplantacijos tyrimai suteikia unikalią aplinką, leidžiančią atskirti sisteminės APOL1 ekspresijos ir inkstų ribotos APOL1 ekspresijos poveikį.

APOL{0}}susijusios inkstų ligos modeliai.

APOL1 geno nėra visuose eksperimentiniuose gyvūnuose, naudojamuose žmonių sutrikimams modeliuoti, todėl kuriant su APOL{1}}susijusių sutrikimų gyvūnų modelius reikėjo transgeninių metodų. Kelios grupės sukūrė transgeninius APOL1 nefropatijų pelių modelius. Pelės, kurių podocitams būdinga APOL1 G2 variantų ekspresija pagal nefrino promotorių, neparodėryškios inkstų ligos apraiškosbet podocitų tankis buvo mažesnis nei APOL1 G{1}}transgeninių pelių maždaug 6 mėnesių amžiaus. Tačiau APOL1 G2 transgeninėms pelėms ir mažesniu mastu APOL1 G{6}} transgeninėms pelėms pasireiškė su nėštumu susijęs į preeklampsiją panašus fenotipas78. Transgeniniai pelių modeliai su specifine podocitų ir kanalėlių APOL1 G0, G1 arba G2 izoformų ekspresija taip pat buvo sukurti naudojant tetraciklino indukuojamą sustiprintą žalią fluorescencinį baltymą (EGFP) ekspresuojantį plazmidės vektorių. Pelėms, turinčioms bet kurio APOL1 rizikos alelio, bet ne įprasto varianto, ekspresiją glomeruluose, išsivystė proteinurija ir glomerulosklerozė, o glomerulosklerozės mastas koreliuoja su APOL1 ekspresijos lygiu72. Priešingai, pelėms, kurioms būdinga kanalėliams būdinga APOL1 ekspresija, inkstų anomalijų nepastebėta, o tai pabrėžė glomerulų, ypač podocitų, APOL1 ekspresijos svarbą72. Transgeninėms pelėms, kurių doksiciklino sukelta APOL1 ekspresija podocituose, taip pat pasireiškė proteinurija ir FSGS pažeidimai79.

Kiti APOL1 inkstų ligos tyrimo metodai buvo susiję su hidrodinaminiu žmogaus APOL1 mRNR pristatymu pelėms. Naudojant šį metodą, pelėms, gavusioms APOL1 rizikos variantus, buvo daugiau kepenų ir inkstų pažeidimų nei toms, kurioms buvo APOL1 G{4}} variantas31, 41, 80.

Taip pat buvo naudojami kiti pavyzdiniai organizmai. Zebrafish zAPOL1 genas yra homologiškas žmogaus APOL1 genui75, 81, 82. Šis genas yra būtinas normaliai zebrafų glomerulų funkcijai, nes funkcijos praradimas yra susijęs su glomerulų architektūros sutrikimu. Zebrafijoje su zAPOL1 ištrynimu žmogaus APOL1 G0 varianto ekspresija pagerina glomerulų funkciją, o G1 ir G2 variantų ekspresija ne82, 83. Be to, transgeninė G1 ir G2 variantų ekspresija sukelia subtilius inkstų struktūros pokyčius, kurie matomi tik elektroniniu mikroskopu; šių pakitimų nėra APOL1-G0 transgeninėse zebražuvėse. Panašūs radiniai buvo gauti tiriant Drosophila nefrocitus, kurie rodo funkcinius ir struktūrinius panašumus su podocitais. Šiose ląstelėse dviejų APOL1 G1 ir G2 variantų ekspresija sukelia vidinio organelių rūgštėjimo defektus, dėl kurių atsiranda ląstelių hipertrofija ir vėlesnė mirtis 84, 85.

APOL1 ligos asociacijos už inkstų ribų

APOL1 rizikos variantai gali būti susiję su kitomis ligomis nei inkstų ligomis86, o kai kurie įrodymai patvirtina ryšį su širdies ir kraujagyslių ligomis87, įskaitant aterosklerozę88,89, hipertenziją90,91, ūminį koronarinį sindromą ir miokardo infarktą88, insultą92 ir širdies nepakankamumą93. ,94. Tačiau duomenys apie šias asociacijas yra nenuoseklūs. Nors kai kuriuose tyrimuose nustatytas didesnis pacientų, turinčių APOL1 rizikos variantus, mirtingumas nuo širdies ir kraujagyslių ligų95, kiti tyrimai, įskaitant 21 305 juodaodžių iš aštuonių grupių metaanalizę, nepatvirtina tvirto ryšio tarp APOL1 rizikos variantų ir širdies ir kraujagyslių ligų51, 93, 96–98. .

Taip pat gali būti sąsajų tarp APOL1 rizikos variantų ir preeklampsijos – nėštumo komplikacijos, kuri dažniau pasitaiko Afrikos į pietus nuo Sacharos kilusiose populiacijose nei kitose populiacijose99. 2018 tyrimas parodė, kad nors motinos APOL1 rizikos genotipas nebuvo susijęs su preeklampsija, motinos, kurių vaisiai turi du APOL1 rizikos alelius, turėjo didesnę preeklampsijos riziką nei motinoms, kurių vaisiai turi mažos rizikos alelius14, o tikimybės santykis buvo toks. iš 1.8. Ši išvada buvo patvirtinta ir išplėsta antrajame tyrime, kuriame taip pat nustatyta, kad APOL1 alelinis neatitikimas tarp vaisiaus ir motinos buvo susijęs su beveik tris kartus padidėjusia preeklampsijos tikimybe100. Tačiau, kaip aprašyta anksčiau, APOL1 transgeninių pelių tyrimas parodė, kad į eklampsiją panašus fenotipas yra susijęs su G2 rizikos aleliu ir netikėtai su G0 genotipu; G1 rizikos alelio poveikis nebuvo tirtas78. Preeklampsijos fenotipas patelėms, neturinčioms ortologinio APOL1 geno, gali atsirasti dėl vaisiaus APOL1 transgeno ekspresijos placentoje, dėl kurios atsiranda vaisiaus ir motinos nesuderinamumas, arba dėl bendro didelio APOL1 baltymo kiekio toksiškumo, neatsižvelgiant į genotipas. Kiti tyrimai taip pat parodė APOL1 genotipo ryšį su sepsiu juodaodžiams suaugusiems 101 102. Šio poveikio mechanizmas lieka neaiškus ir reikalauja daugiau dėmesio.

Ląstelių pažeidimo mechanizmai

Buvo pasiūlyti įvairūs APOL{0}}sukeliamo toksiškumo ląstelėms mechanizmai, kurie gali būti APOL1 rizikos variantų ir inkstų ligos ryšio pagrindas. Keletas iš jų pateikiami toliau (3 pav.; 1 lentelė).

APOL1 ir lizosomų disfunkcija.

2007 m. mokslininkai parodė, kad APOL1 žudo tripanosomas, sudarydamas poras tripanosomų lizosomų membranoje, į kurias APOL1 patenka po to, kai patenka į parazitą103. Naudojant endocitozę, parazitas paima APOL1 komplekse su DTL, iš kurio parazitas gauna lipidus ir geležį20. APOL1 pH jautrios membranos adresų srities struktūroje yra plaukų segtuko sritis, jungianti dvi sraigtas. Šis struktūrinis elementas patiria konformacinį lizosomos rūgštinės aplinkos pokytį, kuris leidžia įterpti APOL1 į lizosomos membraną ir suaktyvinti APOL1 poras formuojantį domeną. APOL1-tarpininkaujantis porų susidarymas sutrikdo lizosomų membraną, sukeldamas nekontroliuojamą jonų antplūdį iš citoplazmos į lizosomą. Šis procesas sukelia osmosinį lizosomų patinimą ir galimą tripanosomų mirtį 25 104 105.

2003 m. APOL1 buvo nustatytas karboksigalo spiralinis domenas, kuris sąveikauja su T. b. SRA aminoterminu. rhodesiense (1a pav.). Kaip aprašyta anksčiau, šis SRA domenas suteikia atsparumą APOL1, išvengdamas šeimininko apsaugos ir įgalindamas tripanosomą sukelti žmogaus ligas39. Vėlesnis tyrimas parodė, kad sąveika su SRA pakeitė tarpląstelinę APOL1 apyvartą, todėl jis lokalizuotas SRA turinčiose citoplazminėse pūslelėse, o ne lizosomose, taip slopindamas parazito membranos toksiškumą106. Papildomi APOL1 C-galinės spiralės tyrimai patvirtino, kad SRA domeno sąveika su šiuo APOL1 regionu slopina APOL1 toksiškumą, užkertant kelią porų formavimui ir taip apsaugodama tripanosomą107.

Pažymėtina, kad APOL1 sukelia lizosomų disfunkciją kultivuojamose žmogaus inkstų ląstelėse ir parazituose. APOL1 G1 ir G2 variantai sumažina lizosomų skaičių podocituose, todėl lizosomų fermentai nutekėja į citoplazmą108. Per didelė APOL1 rizikos variantų ekspresija auginamuose podocituose yra susijusi su podocitų lizosomų patinimu; Taip pat somalinė disfunkcija gali atsirasti dėl funkcinio rapamicino (mTOR)109 mechanizmo taikinio sumažėjimo.

1 lentelė|Galimi APOL{1}}susijusio glomerulų pažeidimo mechanizmai

kalceino, 623Da neigiamo krūvio molekulės, perėjimas prie neutralaus pH. Nustatyta, kad APOL1 kanalo aktyvumas turi tris reikalavimus, leidžiančius APOL1 susieti su poras formuojančiomis pūslelėmis: žemas pH, neigiamo krūvio fosfolipidų buvimas pūslelių membranose ir mažas jonų stiprumas108.

Remiantis šiomis išvadomis, 2005 m. atliktas tyrimas parodė, kad APOL1 sudaro atskiras anijonams selektyvias poras vienasluoksnėse vezikulinėse membranose, taip skatindamas chlorido antplūdį. Tyrėjai spėliojo, kad pasyvų chlorido patekimą per anijonams selektyvius kanalus palengvina pradinis ekstraląstelinio natrio antplūdis žemyn jo koncentracijos gradientu. Atsiradęs osmosinis disbalansas lemia pasyvų vandens patekimą į ląstelę, o tai skatina ląstelių patinimą ir tripanosomų lizę111.

Tačiau 2015 m. atliktas tyrimas parodė gana skirtingus rezultatus, rodančius, kad APOL1-tarpininkaujamai tripanosomų lizei pirmiesiems žingsniams, kai APOL1 sąveikauja su vakuoliniais lipidų dvisluoksniais sluoksniais ir įsiterpia į juos, reikalingas rūgštinis pH. Tyrėjai pranešė, kad APOL1 vėliau patenka į plazmos membraną, kur jis yra veikiamas nerūgštinio pH, todėl APOL1 gali atidaryti pH jautrius neselektyvius katijonų kanalus, dipoliarinį tripanosomos membranos dydį ir nužudyti tripanosomą112. Vėlesnė publikacija patvirtino katijonų selektyvų šių jonų kanalų pobūdį, parodydama, kad žinduolių ląstelės, ekspresuojančios APOL1 rizikos variantus, padidino neselektyvų katijonų pralaidumą ir skatina grynąjį viduląstelinio kalio nutekėjimą per plazmos membranas113. Visai neseniai buvo pastebėta, kad natrio ir kalcio plazmos membranos katijonų kanalų populiacija buvo selektyviai ekspresuojama HEK293 ląstelėse, ekspresuojančiose APOL1 rizikos variantus114.

Šios prieštaringos išvados gali būti paaiškintos teiginiu, kad APOL1 jonų kanalo selektyvumas yra keičiamas pagal pH. Esant pH 5, APOL1 gali skatinti chlorido pralaidumą per anijoninius kanalus; esant neutraliam pH, jis palengvina katijonų (kalio) pralaidumą, o bazinėje aplinkoje jis beveik neturi kanalo aktyvumo. Abiejų jonų pralaidumas reikalauja neigiamo krūvio fosfolipidų maksimaliam aktyvumui. Be to, kad kalio kanalai tinkamai veiktų, reikalingi kalcio jonai. Šis pH perjungiamas selektyvus jonų pralaidumas gali paaiškinti tiek anijoninių, tiek katijoninių kanalų aktyvumą, apie kurį anksčiau buvo pranešta APOL1, atitinkamai tarpląstelinėje ir plazmos membranoje, nes skirtumai gali atsirasti dėl pH skirtumų įvairiuose tarpląsteliniuose skyriuose tam tikromis eksperimentinėmis sąlygomis115.