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Orina: ¿para qué sirve y por qué la tiras?

La orina, ese líquido acuoso transparente y amarillento, de olor característico, secretado por los riñones y que desechamos todos los días en repetidas ocasiones sin pensar un instante en lo útil que puede ser. Pues déjanos decirte que has estado siendo un poco insensato al tirarla sin ninguna contemplación.

Pero, ¿qué podemos encontrar en la orina que tenga valor? Seguro que alguna vez te han realizado un análisis de orina y te sonará haber leído algunas de los elementos analizados, como la glucosa, los leucocitos o los hematíes. Esto forma parte del análisis clínico rutinario, del que puedes leer más aquí, pero en la actualidad las investigaciones basadas en la detección de moléculas en la orina es un campo en expansión. Te recomendamos que te quedes hasta el final si te apetece aprender un poco más sobre algunos de los elementos que podemos encontrar en la orina y que se encuentran actualmente en investigación.

Podocitos

Es normal perder alguna célula que otra con la orina, pero su importancia reside en saber qué células estamos perdiendo. Por ejemplo, es normal que la vejiga se descame y sus células caigan a la orina, no pasa nada, a todos nos ocurre todos los días. Ahora bien, perder células renales no está del todo bien.

Seguro que en el cole te dijeron aquello de “el riñón filtra la sangre”. Bueno, pues sí y no. Es cierto que en el riñón se filtra la sangre y se eliminan las sustancias de deshecho que el organismo ha generado, pero este proceso no se produce en todo el riñón sino dentro de unas estructuras llamadas glomérulos.

Lo que realmente ocurre es que la sangre llega al interior del riñón a través de vasos sanguíneos que se van haciendo cada vez más pequeños hasta alcanzar el glomérulo. Allí, los capilares se contornean de una forma sinuosa hasta formar una pelota similar a un ovillo de lana. La sangre, por tanto, entra sucia al glomérulo y sale de allí como los chorros del oro. Esto ocurre gracias a que estos vasos sanguíneos que recorren el glomérulo están rodeados y abrazados por podocitos (células con pies), unas células altamente especializadas con forma de pulpitos cuyos tentáculos (o pies o procesos podocitarios, de manera técnica) forman un filtro como el que se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Estructura del glomérulo donde se observa la presencia de los podocitos. El glomérulo es la estructura renal donde se forma la orina. Fuente. Elaboración propia a través de BioRender.

Esto permite crear una barrera que facilita el paso de pequeñas moléculas de deshecho al mismo tiempo que las moléculas más grandes, así como las células sanguíneas quedan retenidas en el torrente circulatorio.

Pues resulta que existen muchas causas que pueden dañar al podocito y hacer que caiga a la orina: la hipertensión, la obesidad, las patologías renales… Y si los podocitos se caen, la barrera de filtración selectiva se rompe y se escapan a la orina moléculas que deberían haber permanecido retenidas en la sangre, como la albúmina.

Hasta ahora el principal método diagnóstico de daño renal por orina que tenemos es la proteinuria, es decir, la presencia de grandes cantidades de proteínas en la orina. Por eso, la detección de podocitos en orina ha cobrado un papel cada vez más relevante, ya que permitiría detectar el daño renal antes del establecimiento de la proteinuria.

Hasta ahora se han intentado detectar tanto los podocitos completos, como alguna de sus ‘partes’, es decir, proteínas que procedan de ellos, ácidos nucleicos o sus vesículas. Hasta la fecha se han realizado numerosos intentos para detectar alguno de estos componentes y si bien es cierto que su utilidad y relevancia es más que conocida, no parece que ninguno haya alcanzado todavía la práctica clínica debido a la disparidad de resultados obtenidos entre ellos.

Vesículas extracelulares

Las vesículas extracelulares son estructuras delimitadas por bicapas lipídicas liberadas por una célula. Pueden originarse a partir de la membrana plasmática de la célula, como las micropartículas, o tener un origen endosómico, como los exosomas, pueden ser grandes como los oncosomas, o pequeñas, como los exómeros. Entre sus funciones se ha descrito la eliminación de desechos, la transferencia de ARN o proteínas, el reciclaje de moléculas, la señalización o la interacción entre un parásito y un hospedador.

Figura 2. Descripción esquemática de la formación de vesículas extracelulares. Las vesículas extracelulares contienen en su interior proteínas o ácidos nucleicos útiles en el diagnóstico de múltiples enfermedades. Fuente. Elaboración propia con Biorender.

Los exosomas, por ejemplo, transportan señales genéticas en su interior al transportar tanto ADN, como ARN, microARN, proteínas o lípidos que depositan en la sangre, saliva, orina o flujo vaginal, por lo que pueden ser estudiados como herramientas diagnósticas o pronósticas.

No nos extrañará saber que los exosomas pueden darnos una idea de la salud del riñón en aquellos pacientes con, por ejemplo, nefropatía diabética. De esta forma se ha visto que los pacientes con nefropatía diabética presentan en orina una cantidad de exosomas con una mayor proporción de ciertos microRNA (como miR-145 y miR-130a, por si tenías interés), mientras que presentan reducida la proporción de otros (como miR-424 y miR-155) comparada con los sujetos sanos. Los exosomas de los pacientes con nefropatía diabética también presentan unas mayores cantidades de ciertas proteínas, implicadas en esta patología, como la gelatinasa y la ceruloplasmina, por mencionar alguna.

Por ejemplo, las técnicas actuales permiten purificar los exosomas urinarios y, con ellos, su contenido. De esta forma se han identificado 3 genes de exosomas urinarios obtenidos del estudio ExoDx Prostate IntelliScore lo que ha permitido diferenciar entre el cáncer de próstata de alto grado del cáncer de próstata de bajo grado y de la hiperplasia benigna de próstata. Todo ello sin necesidad de realizar biopsias transrectales invasivas a todos aquellos pacientes que presentan el antígeno prostático (marcador del cáncer de próstata) elevado en sus análisis de orina.

Asimismo, el contenido de ARN de los exosomas urinarios ha permitido hasta la fecha establecer un método diagnóstico del carcinoma renal de células claras. El diagnóstico de otros tipos de cáncer mediante exosomas urinarios se encuentra todavía en fase de ensayos clínicos. Así, se ha diseñado un estudio longitudinal donde se recogerá la orina de pacientes que van a ser intervenidos por un cáncer de tiroides (antes de la operación, justo después de la operación, y 3, 6 y 12 meses tras las operación) y que permitirá diagnosticar el cáncer de tiroides papilar, folicular y anaplásico.

Proteínas

Las proteínas detectadas en la orina no tienen por qué proceder del interior de un exosoma o de una vesícula extracelular, sino que podemos encontrarlas libres en el fluido.

Este es el caso de la proteína CD163 soluble, que es producida por los macrófagos (células del sistema inmunitario) durante el desarrollo del lupus eritematoso sistémico y que parece correlacionarse con un peor pronóstico en los pacientes que presentan valores elevados. Esto hace que pueda ser detectada en orina y permite diagnosticar esta patología.

Pero no sólo podemos detectar patologías inflamatorias a través de las proteínas en orina, sino también el cáncer. Como veíamos en el apartado anterior, las proteínas incluidas en un exosoma pueden ayudarnos a detectar el cáncer, pero también las que viajan libres, como la HE4. La presencia de esta proteína aumenta tanto en el organismo como en la orina en aquellas pacientes con cáncer de ovario maligno, por lo que su detección temprana en orina contribuiría a aumentar su supervivencia.

¿Has oído hablar de la titina? Es la proteína más grande descrita hasta la fecha en nuestro organismo y sabemos que actúa como un muelle dentro de nuestros músculos. Pues bien, se han descrito una serie de mutaciones en el gen que codifica a la titina y se han relacionado no sólo con enfermedades musculares como la enfermedad de Duchenne sino también con enfermedades cardiacas (a fin de cuentas, el corazón no deja de ser un músculo). Por eso, la detección de fragmentos de titina en orina actuaría como método diagnóstico de la atrofia muscular de Duchenne y de patologías neuromusculares y como método pronóstico de la patología cardiaca, así como para la evaluación de la actividad física.

También podemos detectar parásitos. La detección de la proteína NS1, antígeno del virus del Dengue, en orina para su diagnóstico sin necesidad de tomar una muestra de sangre ha demostrado unos resultados también prometedores, así como la detección de la presencia de helmintos (unos gusanos parásitos nada agraciados).

Figura 3. Resumen esquemático de las moléculas encontradas en orina para el diagnóstico de patologías. Fuente. Elaboración propia con BioRender.

ADN y ARN circulantes libres de células

Todos los dibujos en los libros de texto pintan al ADN recogidito en su núcleo celular (para las células eucariotas, como las nuestras) y al ARN saliendo hacia el citoplasma para transmitir las instrucciones contenidas en el ADN.

Pues bien, resulta que en la orina (así como en otros fluidos) podemos encontrar ADN y ARN libres de células. Es decir, los encontramos flotando, sin necesidad de tener que romper una célula para extraerlos.

Estas moléculas se han postulado como posibles herramientas diagnósticas del carcinoma renal de células claras y de otros cánceres no renales, como el de pulmón, mama o colorectal.

Además, no es que podamos detectar este tipo de moléculas, sino que podemos cazarlas en la orina y caracterizar las mutaciones que portan para caracterizar tumores cerebrales pediátricos.

Otros usos de la orina

Algunos investigadores se han dado cuenta del valor de la orina, pero no por su utilidad diagnóstica sino por su valor como fuente de recursos. De esta forma se ha propuesto la orina como fuente de energía en la generación de bioelectricidad (hasta la fecha hemos conseguido cargar un móvil con la energía generada a partir de la orina) o incluso como combustible para vehículos. Hasta que estos procesos estén algo más estudiados y puestos a punto, por favor, tú sigue llenando el depósito con gasolina.

También se ha propuesto que, puesto que la orina es tan rica en deshechos, como nitrógeno, podríamos tratarla, concentrarla y usarla, finalmente, como abono. La orina también ha demostrado poder como herbicida o activadora del compost. Si necesitas más información para cuidar tu jardín a base de orina, puedes consultarla aquí.

Además, mira, científicos chinos han conseguido crear dientes a partir de células madre encontradas en la orina, pero no estás preparado para esta conversación.

Y, llegados a este punto, y aunque no tenga relación con lo que estábamos hablando, seguro que te estarás preguntando cómo reciclan los astronautas la orina. No pasa nada, no eres el primero ni serás el último. Te dejamos un vídeo sencillo para que puedas saciar tu mente inquieta:

«Así convierten la orina en agua purificada en la Estación Espacial Internacional» Fuente canal Europa Press en YouTube.

Conclusión

La orina multitud de moléculas que podrían ser útiles en el diagnóstico no solo de patologías renales, sino también de las sistémicas de una forma no invasiva. Esto abarataría costes en el diagnóstico, favorecería su rapidez y disminuiría el daño sobre el paciente. Este es un campo todavía en investigación y que no dejará de crecer.

Artículo editado por Equipo de Microbacterium

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Almudena García Carrasco

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