Multidimensional Data Integration Identifies Tumor Necrosis Factor Activation in Nephrotic Syndrome: A Model for Precision Nephrology
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Classification of nephrotic syndrome relies on clinical presentation and descriptive patterns of injury on kidney biopsies. This approach does not reflect underlying disease biology, limiting the ability to predict progression or treatment response. Methods Systems biology approaches were used to categorize patients with minimal change disease (MCD) and focal segmental glomerulosclerosis (FSGS) based on kidney biopsy tissue transcriptomics across three cohorts and assessed association with clinical outcomes. Patient-level tissue pathway activation scores were generated using differential gene expression. Then, functional enrichment and non-invasive urine biomarker candidates were identified. Biomarkers were validated in kidney organoid models and single nucleus RNA-seq (snRNAseq) from kidney biopsies. Results Transcriptome-based categorization identified three subgroups of patients with shared molecular signatures across independent North American, European and African cohorts. One subgroup demonstrated worse longterm outcomes (HR 5.2, p = 0.001) which persisted after adjusting for diagnosis and clinical measures (HR 3.8, p = 0.035) at time of biopsy. This subgroup’s molecular profile was largely (48%) driven by tissue necrosis factor (TNF) activation and could be predicted based on levels of TNF pathway urinary biomarkers TIMP-1 and MCP-1 and clinical features (correlation 0.63, p <0.001 for predicted vs observed score). Kidney organoids confirmed TNF-dependent increase in transcript and protein levels of these markers in kidney cells, as did snRNAseq from NEPTUNE biopsy samples. Conclusions Molecular profiling identified a patient subgroup within nephrotic syndrome with poor outcome and kidney TNF pathway activation. Clinical trials using non-invasive biomarkers of pathway activation to target therapies are currently being evaluated. Significance Statement Mechanistic, targeted therapies are urgently needed for patients with nephrotic syndrome. The inability to target an individual’s specific disease mechanism using currently used diagnostic parameters leads to potential treatment failure and toxicity risk. Patients with focal segmental glomerulosclerosis (FSGS) and minimal change disease (MCD) were grouped by kidney tissue transcriptional profiles and a subgroup associated with poor outcomes defined. The segregation of the poor outcome group was driven by tumor necrosis factor (TNF) pathway activation and could be identified by urine biomarkers, MCP1 and TIMP1. Based on these findings, clinical trials utilizing non-invasive biomarkers of pathway activation to target therapies, improve response rates and facilitate personalized treatment in nephrotic syndrome have been initiated.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,003 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».