[ca] INTRODUCCIÓ: La insuficiència cardíaca és una condició patològica dinàmica que presenta freqüentment episodis aguts d'empitjorament, coneguts com insuficiència cardíaca aguda descompensada (acute decompensated heart failure, ADHF, per les seves sigles en anglès). Es tracta d'una síndrome clínica complexa que pot afectar diversos òrgans i que involucra diferents mecanismes fisiopatològics, els efectes dels quals no es coneixen completament. L'ADHF està relacionada amb la disfunció renal, la qual afecta l'evolució de la malaltia i dona lloc a un major risc de complicacions. La nostra hipòtesi és que la identificació i una millor caracterització, mitjançant un enfocament proteòmic, de les proteïnes associades amb la descompensació aguda de la insuficiència cardíaca contribuiria a comprendre la fisiopatologia de la malaltia, aportaria un fenotip més precís i permetria identificar millor els pacients amb una pitjor evolució de la malaltia. OBJECTIUS: L'objectiu d'aquesta tesi va ser identificar i caracteritzar la signatura proteica diferencial a l'orina de pacients amb ADHF en associació amb funcions moleculars i processos biològics relacionats amb la progressió de la malaltia. MÈTODES: A l'estudi s'hi van incloure pacients admesos a l'Hospital de la Santa Creu i Sant Pau. Les mostres d'orina es van analitzar mitjançant un enfocament no dirigit d'espectrometria de masses, i es van comparar amb les d'un grup d'individus sans a través d'electroforesi bidimensional acoblada a espectrometria de masses (MALDI-ToF/ToF). Es van realitzar anàlisis in silico i es van seleccionar proteïnes per a estudis de validació posteriors mitjançant immunoassaigs específics (ELISA), en mostres d'orina i plasma/sèrum. Els grups de comparació d'ADHF es van definir per la filtració glomerular i la fracció d'ejecció del ventricle esquerre (FEVE). Es va utilitzar un grup d'individus sans per determinar el rang normal. La capacitat de les proteïnes per identificar els pacients ADHF segons la seva patologia, severitat de la malaltia i pronòstic es va obtenir mitjançant l'anàlisi de la corba característica operativa del receptor (ROC curve en anglès) i l'anàlisi de corba de supervivència de Kaplan-Meier. També es van realitzar estudis de mecanismes de la funció cel·lular. RESULTATS: La signatura diferencial va mostrar 26 proteïnes (amb canvis de més d'1.5 vegades), la majoria d'origen hepàtic. Aquestes proteïnes estan associades a funcions i processos moleculars, com ara el transport, l'hemostàsia i la immunitat. Cal destacar que es van observar nivells elevats a l'orina de l'ingrés hospitalari de transtiretina (TTR), antitrombina III (AT3), complement C3 (C3) i la proteïna transportadora de la vitamina D (VDBP) en comparació amb individus sans. Els nivells elevats de pèrdua en orina de proteïnes com la TTR i la proteïna d'unió al retinol 4 (retinol binding protein 4, RBP4, en anglès) podrien tenir un impacte perjudicial en l'evolució de la malaltia, donant lloc a un elevat risc de complicacions. A més, els nivells elevats d'AT3 a l'orina i al plasma van permetre identificar els pacients amb ADHF amb disfunció renal i FEVE conservada o lleugerament reduïda. Més enllà del seu paper en la coagulació, l'AT3 es correlaciona amb C3, un dels principals components de la immunitat innata, independentment de la inflamació sistèmica. Curiosament, C3 es localitza a la matriu extracel·lular vascular i estimula funcions cel·lulars com l'adhesió, la migració i la reorganització del citoesquelet. Els nivells de VDBP, juntament amb els de cistatina C i KIM-1 (kidney injury molecule 1 en anglès), podrien ajudar a estratificar els pacients d'ADHF amb major risc de desenvolupar dany renal durant l'hospitalització. EN CONCLUSIÓ, els resultats d'aquesta tesi mostren una signatura de proteïnes en orina en pacients d'ADHF molt diversa però, a la vegada, diferent a la d'individus sans. Els resultats obtinguts suggereixen un impacte perjudicial de la signatura diferencial de proteïnes en l'evolució de la malaltia, donant lloc a un major risc de complicacions després de l'alta hospitalària. Són necessaris més estudis en poblacions més grans per validar la rellevància de la signatura de proteïnes diferencials identificada en la fisiopatologia de l'ADHF.

[en] INTRODUCTION: Heart failure is a dynamic pathological condition that frequently presents episodes of acute worsening, recognised as acute decompensated heart failure (ADHF). This is a complex clinical condition that may affect different organs and involve several pathophysiological mechanisms that remain incompletely understood. ADHF is often related to kidney dysfunction, which impacts disease evolution resulting in higher risk for adverse outcomes. It is our hypothesis that identification and better characterisation by proteomic approaches of proteins associated with heart failure decompensation would contribute to gain understanding of the disease pathophysiology, support a more accurate disease phenotyping, and better identify patients with poor disease evolution. OBJECTIVES: The aim of this thesis was to identify and characterise the differential protein signature in urine of ADHF patients in association with molecular functions and biological processes related to disease progression. METHODS: ADHF patients admitted to the emergency room at Hospital de la Santa Creu i Sant Pau were included in the study. Urine samples were analysed by an untargeted mass spectrometry approach and compared with a group of healthy subjects by 2 dimensional electrophoresis coupled to mass spectrometry (MALDI-ToF/ToF). In silico analysis was performed and proteins selected for further validation studies using specific immunoassays (ELISA), in urine and plasma/serum samples. ADHF comparison groups were defined by the glomerular filtration rate and left ventricular ejection fraction (LVEF). Healthy subjects were used to determine the normal range. Protein power to discriminate ADHF patients according to their pathology, disease severity, and prognosis was achieved by Receiver operating curve (ROC) and Kaplan-Meier survival curve analysis. Cell function mechanistic studies were also performed. RESULTS: A differential signature of 26 proteins (more than 1.5 fold), mostly of hepatic origin, was identified. These proteins relate to molecular functions and processes, such as transport, haemostasis, and immunity. Of note, we observed elevated levels in urine at hospital admission of transthyretin (TTR), antithrombin III (AT3), complement C3 (C3) and vitamin D binding protein (VDBP) when compared to HS. The increased urinary loss of proteins, such as TTR and retinol binding protein 4 (RBP4) may have a harmful impact on disease evolution resulting in higher risk for adverse outcomes after hospital discharge. Furthermore, high AT3 levels in urine and plasma identified those ADHF patients with renal dysfunction and preserved and mildly reduced LVEF. AT3, beyond its role in coagulation, correlates with C3, a key component of innate immunity, independently of systemic inflammation. Interestingly, C3 is localised in vascular extracellular matrix and stimulates cell functions such as adhesion, migration and cytoskeletal reorganisation. Levels of VDBP, along with cystatin C and KIM-1, could help to stratify ADHF patients at higher risk of developing kidney injury during hospitalisation. IN CONCLUSION, the results of this thesis show a urinary protein signature in ADHF patients highly diverse yet different from healthy individuals. The obtained results suggested a harmful impact of the differential protein signature on disease evolution resulting in a higher risk for adverse outcomes after hospital discharge. Future studies in larger populations are needed to validate the relevance of the identified differential protein signature in ADHF pathophysiology.