Ультраструктурная 3D-визуализация нефрона в процессе реализации хронической болезни почек на примере тубулоинтерстициального нефрита инфекционного генеза (пилотное исследование).

ВВЕДЕНИЕ. Хроническая болезнь почек (ХБП), в частности, тубулоинтерстициальный нефрит инфекционного генеза, является значимой медико-социальной проблемой, сопровождающейся морфологическими изменениями нефрона, которые сложно детально изучить традиционными методами. Современные технологии, такие как ПЭТ/КТ с 18F-ФДГ и просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) с последующей 3D-реконструкцией, открывают новые возможности для оценки структурно-функционального состояния нефрона и почечной паренхимы. 

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Дать оценку ультраструктурной 3D-визуализации нефрона в процессе реализации хронической болезни почек на примере тубулоинтерстициального нефрита инфекционного генеза. 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ . Проведено пилотное исследование с участием трёх пациентов, проходивших ПЭТ/КТ с расчетом стандартизированного уровня захвата (SUVmax) почками 18F-ФДГ и ПЭМ биоптатов почечной паренхимы с увеличением в 10 000 раз для изучения ультраструктуры нефронов. На основе данных электронной микроскопии, выполнена 3D-блочная реконструкция нефрона, также выполнялась 3D-секционная реконструкция почки после нефрэктомии по макропрепарату. 

РЕЗУЛЬТАТЫ. У пациентов с тубулоинтерстициальным нефритом инфекционного генеза на 3D-ультраструктурном уровне выявлены утолщение и дезорганизация базальных мембран, фокальные некрозы, склероз клубочков и слущивание эпителия. Показатели SUVmax на ПЭТ/КТ при этом снижались пропорционально тяжести ультраструктурных изменений. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ . Дана оценка оригинальной методике ультраструктурной 3D-визуализации нефрона с увеличением в 10 000 раз по результатам просвечивающей электронной микроскопии в процессе реализации хронической болезни почек на примере тубулоинтерстициального нефрита инфекционного генеза, дополненная результатами ПЭТ/КТ метаболизма почечной паренхимы к 18F-ФДГ и 3D-анатомической визуальной реконструкцией почечной паренхимы по макропрепарату после нефрэктомии.

1. Dondi F, Pisani AR, Lucarelli NM, Gazzilli M, Talin A, Albano D, Rubini D, Maggialetti N, Rubini G, Bertagna F. Correlation between Kidney Uptake at [18F]FDG PET/CT and Renal Function. J Pers Med 2023 Dec 28;14(1):40. doi: 10.3390/jpm14010040. PMID: 38248741; PMCID: PMC10817585

2. Anumudu Samaya, Eknoyan Garabed. Pyelonephritis: A Historical Reassessment. Journal of the American Society of Nephrology June 2019;30(6):914–917. doi: 10.1681/ASN. 2019010017

3. Ademola Babatunde Lawrence, Atanda Akinfenwa T, Aji Sani A, Abdu Aliyu. Clinical, morphological and histological features of chronic pyelonephritis: an 8-year review. Nigerian Postgraduate Medical Journal January–March 2020;27(1):37–41. doi: 10.4103/ npmj.npmj_109_19

4. Levassort H, Essig M. Le rein, son anatomie et ses grandes fonctions [The kidney, its anatomy and main functions]. Soins Gerontol 2024 Jan-Feb;29(165):10–20. French. doi: 10.1016/j. sger.2023.12.003. Epub 2024 Jan 18. PMID: 38331520

5. Romagnani P, Remuzzi G, Glassock R, Levin A, Jager KJ, Tonelli M, Massy Z, Wanner C, Anders HJ. Chronic kidney disease. Nat Rev Dis Primers 2017 Nov;23;3:17088. doi: 10.1038/ nrdp.2017.88. PMID: 29168475

6. Cui Y, Chen Y, Zhao J. Application of 3D reconstruction technology for congenital anomalies of the kidney and urinary tract: a case report. Quantum Imaging Med Surg 2021. doi: 10.21037/ qims-21-691

7. Аmparore D, Pecoraro A, Piramide F, Verri P, Checcucci E, De Cillis S, Piana A, Burgio M, Di Dio M, Manfredi M, Fiori C, Porpiglia F. Three-dimensional imaging reconstruction of renal anatomy for customized minimally invasive partial nephrectomy: a pilot study. Asian Journal of Urology 2022;9(3):263–271. https://doi.org/10.1016/j.ajur.2022.06.003

8. Toshiyuki Imasawa, Emilie Obre, Nadège Bellance. High glucose repatterns human podocyte energy metabolism during differentiation and diabetic nephropathy. FASEB October 2016; 31(1):294–307. https://doi.org/10.1096/fj.201600293

9. Sufiya Hussain. Role of podocytes in kidney diseases. Front. Biosci (Landmark Ed) 2024;29(7):250. https://doi.org/10.31083/j.fbl2907250

10. Koichiro Ichimura, Soichiro Kakuta, Yuto Kawasaki. Morphological process of podocyte development revealed by block scanning electron microscopy. J Cell Sci 2017;130 (1):132–142. https://doi.org/10.1242/jcs.187815

11. Glancy B, Kim Y, Katti P and Willingham TB. Functional impact of mitochondrial structure at subcellular scales. Front Physiol 2020;11:541040. doi: 10.3389/fphys.2020.541040

12. Hao Jiao · Yongkang Qiu · Zhao Chen. Multiple metabolic analysis of [18F]FDG PET/CT in patients with kidney disease. Research article February 28, 2025;11(4) Open access

13. Pandey A, Chaudhary S, Singh CB, Gujral K, Gandhi O, Singh S. PET Imaging in Renal Inflammation: Insights into Diagnosis and Disease Progression. J Nucl Med 2025 Jun;66(Suppl 1):251736

14. Moghrabi S, Abdlkadir AS, Al-Hajaj N, Gnanasegaran G, Kumar R, Syed G, Bozkurt MF, Shukri S, Obeidat S, Khalaf A et al. ANewEraforPET/CT:Applications in Non-Tumorous Renal Pathologies. J Clin Med 2024;13:4632. https://doi.org/10.3390/jcm1316463

15. Jiao H, Qiu Y, Chen Z, Zhang Y, Huang W, Yang Q, Kang L. Multiple metabolic analysis of [18F]FDG PET/CT in patients with kidney disease. Heliyon 2025 Feb 6;11(4):e42522. doi: 10.1016/j. heliyon.2025.e42522. PMID: 40028531; PMCID: PMC11870161

16. Рекомендации по проведению и описанию исследований методом позитронно-эмиссионной томографии, совмещенной с компьютерной томографией, проводимых за счет средств Московского городского фонда обязательного медицинского страхования: методические рекомендации / сост. М.Я. Смолярчук [и др.]. Серия «Лучшие практики лучевой и инструментальной диагностики». Вып. 87. 2-е изд., доп. ГБУЗ «НПКЦ ДиТ ДЗМ», М., 2021, 80 с

17. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025663706 Российская Федерация. Компьютерная программа визуальной и блочной 3D-ультраструктурной оценки вероятности воспалительных изменений в нефроне по результатам ПЭТ/КТ всего тела 18F-ФДГ глюкозой: заявл. 29.05.2025: опубл. 29.05.2025 / Б.А. Бердичевский, В.Б. Бердичевский, Г.В. Зубик, Э.Ф. Ахундов ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. EDN XXQNRE