Evaluation of urinary biomarkers of inflammation and tissue remodeling in bladder dysfunction in patients with benign prostatic hyperplasia

INTRODUÇÃO: A HD está presente em aproximadamente 50% dos pacientes com OIV devido HPB e 30% dos casos não apresentarão melhora após o tratamento cirúrgico. Até o momento, nenhuma característica clínica pode predizer acuradamente quais pacientes serão beneficiados. Há espaço para o aprimoramento de novos métodos diagnósticos não invasivos capazes de discriminar quais os melhores candidatos à cirurgia. Neste estudo nós analisamos o papel de cinco biomarcadores urinários moleculares associados à HD e à OIV em pacientes com HPB que serão submetidos à RTUP. MÉTODOS: Um estudo prospectivo e controlado analisou 71 pacientes candidatos à RTUP devido HPB, submetidos ao procedimento cirúrgico entre 2011 a 2016. O grupo controle foi composto por pacientes assintomáticos apresentando IPSS menor que 6, volume prostático menor que 30 gramas, ausência de resíduo pósmiccional e fluxometria máxima >= 15ml/s. Todos os pacientes do grupo de estudo realizaram estudo urodinâmico no pré-operatório e 63 pacientes no período pósoperatório. Nós analisamos a presença, o período de início (primeira vs segunda metade do enchimento vesical) e a amplitude ( 40 cmH2O) das CVIs, assim como o grau de obstrução infravesical. A coleta da urina foi realizada no pré-operatório para os pacientes do grupo de estudo. A urina foi analisada para 5 quimiocinas, citocinas e fatores de crescimento usando teste de ELISA. Os valores de concentração das proteínas foram analisados de forma absoluta e normalizados para os níveis de creatinina (/Cr). RESULTADOS: A idade média dos pacientes foi 67 anos (50 a 88). A HD estava presente em 39 (54,9%) pacientes. De acordo com aferições pré-operatórias, a média da concentração urinária de IL-6/Cr (p=0,007), MCP-1(p=0,000), MCP-1/Cr (p=0,000), EFG/Cr (p=0,044) e MMP-1/Cr (p=0,043) estavam respectivamente cerca de 4,5x, 7,1x, 23x, 1,7x e 2,2x vezes significativamente aumentadas em relação aos controles assintomáticos. O nível de EGF foi 1,3 vezes maior nos pacientes que iniciaram CVI tardiamente quando comparados àqueles que iniciaram as contrações na fase inicial de enchimento vesical (p=0,044). A amplitude das CVIs, o fluxo urinário, a complacência, o índice de contratilidade, e o schafer não apresentaram correlações estatísticas com as proteínas estudadas. Em relação a presença de HD, os níveis urinários de IL-6 (p=0,003), MCP-1(p=0,002), e MCP-1/Cr (p=0,002) foram respectivamente 1,8x, 2x, e 2,7 vezes aumentados em relação aos pacientes submetidos à cirurgia sem HD ao estudo urodinâmico. O MCP-1/Cr foi o marcador com melhores propriedades diagnósticas para HD, apresentando área sob a curva (AUC) de 0,71 (95% CI 0,59 a 0,84). A dosagem do MCP-1 não ajustada pela creatinina apresentou uma AUC de 0,71 (95% CI 0,59 a 0,83). A IL-6, por sua vez, teve uma AUC de 0,70 (95% CI 0,58 a 0,82). Todos os outros biomarcadores apresentaram propriedades inadequadas neste cenário para avaliação da HD e OIV. Em relação à resolução ou persistência da HD após 12 meses de tratamento cirúrgico, os níveis dos biomarcadores NGF/Cr (p=0.005) e MMP-1/Cr (p=0.021) foram superiores entre os pacientes que não obtiveram interrupção das CVIs no pós-operatório. Demonstraram serem úteis para predizer a persistência da HD no pós-operatório, o NGF/Cr com AUC de 0,77 (95% CI 0,62 à 0,92) (p=0,006) e o MMP-1/Cr com AUC de 0,72 (95% CI 0,56 à 0,88) (p=0,022). CONCLUSÕES: Vias neuronais parecem estar relacionadas com o período de início das CVIs durante a fase de enchimento vesical. A presença de níveis elevados na urina de biomarcadores inflamatórios e de reparo tecidual sugere um papel da inflamação na gênese da HD, e pode ajudar no diagnóstico não invasivo deste achado no pré-operatório. MCP-1, MCP-1 /Cr e IL-6 foram associados a presença de de HD ao estudo urodinâmico em pacientes com HPB candidatos a RTUP. O nível de EGF/Cr foi associado a contrações vesicais tardias. O MMP-1/Cr foi relacionado a maior pressão detrusora. O biomarcador MCP-1/Cr demonstrou-se ser útil no diagnóstico de HD nos pacientes com HPB. NGF/Cr e MMP-1/Cr demonstraram-se ser úteis para predizer a persistência da HD no pós-operátorioINTRODUCTION: Detrusor hyperactivity (DH) is present in approximately 50% of patients with bladder outlet obstruction (BOO) due to benign prostatic hyperplasia (BPH), and 30% of the cases will not show improvement after surgical treatment. To date, no clinical feature can accurately predict which patients will benefit from surgical treatment. This rate can be improved because new noninvasive diagnostic methods are capable of determining the best candidates for surgery. In this study, we analyzed the role of five molecular biomarkers in urine associated with DH and BOO in patients with BPH undergoing transurethral resection of the prostate (TURP). METHODS: This prospective and controlled study analyzed 71 patients who were candidates for TURP due to BPH and underwent surgery between 2011 and 2016. The control group consisted of asymptomatic patients with International Prostate Symptom Scores (IPSSs) less than 6, prostate volume less than 30 grams, absence of estimated postvoid residual volume and a maximum flow rate >= 15 ml/s. All patients in the study group underwent a preoperative urodynamic study, with 63 patients undergoing a repeat urodynamic study during the postoperative period. We analyzed the presence, onset period (first vs second half of bladder filling) and amplitude ( 40 cmH2O) of the involuntary detrusor contractions (IDCs), as well as the degree of BOO. Urine was collected preoperatively from patients in the study group. The urine was analyzed for five chemokines, cytokines and growth factors using ELISAs. The protein concentrations were analyzed as absolute and creatinine (/Cr)-adjusted values. RESULTS: The mean age of the patients was 67 years (50 to 88). DH was present in 39 (54.9%) patients. According to preoperative measurements, the mean urine concentrations of IL-6/Cr (p = 0.007), MCP-1 (p = 0.000), MCP-1/Cr (p = 0.000), EGF/Cr (p = 0.044) and MMP-1/Cr (p = 0.043) were approximately 4.5, 7.1, 23, 1.7 and 2.2 times, respectively, those of asymptomatic controls (all significantly increased). The EGF level was 1.3 times higher in patients with late IDCs than in those whose contractions started in the early stage of bladder filling (p = 0.044). The IDC amplitude, urinary flow, compliance, bladder contractility index, and Schafer\'s grade were not significantly correlated with the proteins studied. In patients with DH, urinary levels of IL-6 (p = 0.003), MCP-1 (p = 0.002), and MCP- 1/Cr (p = 0.002) were 1.8, 2, and 2.7 times higher, respectively, than in patients without DH who underwent surgery, according to the urodynamic study. MCP- 1/Cr had the best diagnostic properties for DH, with an area under the curve (AUC) of 0.71 (95% CI: 0.59 to 0.84). The non-Cr adjusted MCP-1 concentration had an AUC of 0.71 (95% CI: 0.59 to 0.83). Additionally, IL-6 had an AUC of 0.70 (95% CI: 0.58 to 0.82). All other biomarkers were inadequate for DH and BOO evaluation. Regarding the resolution or persistence of DH 12 months after surgery, the NGF/Cr (0.13 vs 0.08, p = 0.005) and MMP-1/Cr (0.11 vs 0.04, p = 0.021) levels were higher in patients for whom the IDCs continued during the postoperative period. The following factors were shown to be useful for predicting the persistence of DH during the postoperative period: NGF/Cr, with an AUC of 0.77 (95% CI: 0.62 to 0.92) (p = 0.006), and MMP-1/Cr, with an AUC of 0.72 (95% CI: 0.56 to 0.88) (p = 0.022). CONCLUSIONS: Neural pathways appear to be related to the onset period of IDCs during bladder filling. The presence of high urinary levels of inflammatory and tissue repair biomarkers suggests a role of inflammation in the genesis of DH and may aid in the noninvasive diagnosis of this condition during the preoperative period. MCP-1, MCP-1/Cr and IL-6 were associated with the presence of DH in the urodynamic studies of patients with BPH who were candidates for TURP. The EGF/Cr level was associated with late detrusor contractions. MMP-1/Cr was associated with increased detrusor pressure. The MCP-1/Cr biomarker was shown to be useful for the diagnosis of DH in patients with BPH. NGF/Cr and MMP-1/Cr were shown to be useful in predicting the persistence of DH during the postoperative perio