Kisah Perkembangan Nefropati Apolipoprotein L1: Akhir Dari Permulaan Ⅱ

Distribusi geografis alel APOL1

Varian APOL1 G1 dan G2 kemungkinan besar muncul di Afrika Barat setelah migrasi keluar Afrika 60,000 tahun yang lalu1,31 dan dengan demikian hanya ditemukan pada individu dengan keturunan Afrika sub-Sahara. Secara regional, alel G1 dan G2 paling banyak ditemukan di Afrika Barat, dengan gabungan prevalensi alel lebih dari 40% di antara kelompok etnis utama di Ghana dan Nigeria13,32–34. Namun, itudistribusi frekuensi alelbersifat kompleks dan sangat bervariasi di antara populasi etnis Afrika, bahkan dalam wilayah geografis atau negara yang sama, kemungkinan besar disebabkan oleh endogami topikal dalam kelompok etnis dan pola migrasi (Gambar 2).

Trypanosoma brucei (Tb) gambiense dan Tb rhodesiense merupakan parasit intraseluler yang menyebabkan trypanosomiasis pada manusia Afrika (penyakit tidur Afrika). T.b. rhodesiense tersebar di Afrika bagian timur dan selatan dan menyebabkan bentuk penyakit akut, mencakup 2% dari seluruh kasus trypanosomiasis. Bentuk penyakit tidur kronis yang disebabkan oleh T. b. gambiense, ditemukan di Afrika barat dan tengah dan mencakup 98% kasus35,36 (Gbr. 2). Trypanosoma brucei brucei merupakan subspesies yang secara fisik tidak dapat dibedakan dari dua subspesies lainnya; penyakit ini menginfeksi banyak vertebrata, termasuk sapi dan kuda peliharaan37, namun tidak menginfeksi manusia. Selektivitas inang ini kemungkinan merupakan hasil dari ko-evolusi, dimana primata dan trypanosoma masing-masing mengembangkan tindakan dan tindakan pencegahan untuk menjamin kelangsungan hidup. Telah diketahui selama hampir satu abad bahwa beberapa tripanosom tidak dapat menginfeksi manusia karena mereka dilisiskan oleh komponen serum manusia normal, yang sekarang diketahui terkait dengan subkelas HDL manusia38.

FORMULASI HERBAL BARU UNTUK PENGOBATAN CKD

Gambar 2|Distribusi global genotipe risiko tinggi APOL1 dan daerah endemik Trypanosoma brucei gambiense dan Trypanosoma brucei rhodesiense. Prevalensi tertinggi genotipe risiko tinggi APOL1, yang didefinisikan sebagai adanya dua alel risiko (yaitu G1/G1, G1/G2 atau G2/G2), terjadi di Afrika Barat, namun pembawa genotipe risiko tinggi ditemukan di seluruh sub-wilayah. Afrika Sahara dan di antara mereka yang memiliki keturunan Afrika di Amerika dan tempat lain. Data frekuensi alel berasal dari Nadkarni et al.4 dan Limou et al.7 ) dan data yang tidak dipublikasikan (CA Winkler, karya yang tidak dipublikasikan).

Pada tahun 2003, para peneliti membuat pengamatan penting bahwa APOL1 berkontribusi terhadap lisis trypanosome melalui tindakan faktor litik trypanosome39. Mereka juga mengidentifikasi T. b. gen rhodesiense yang mengkode SRA lisosom, yang berinteraksi dengan domain terminal-C APOL1 (Gambar 1a) dan memberikan resistensi terhadap T. b. lisis rhodesiense oleh APOL1 in vitro39. Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa aktivitas anti-trypanosomal yang maksimal memerlukan perakitan APOL1 dengan komponen lain40 yang terdapat dalam partikel HDL dan bahwa perakitan ini diperlukan untuk melindungi manusia dari infeksi Tb brucei dan Tb evansi40,41. Varian missense G1 dan penghapusan G2 terjadi dalam domain pengikatan protein SRA dan meningkatkan aktivitas tripanolitik APOL1 secara in vitro dengan mengurangi atau mencegah pengikatan SRA, masing-masing, oleh Tb rhode siense1,31. Namun, tidak ada varian yang mengembalikan aktivitas trypanolytic terhadap Tbgambiense1.

CISTANCHE HERBAL BARU UNTUK PENGOBATAN CKD

Tingkat perlindungan alami terhadap trypanosomiasis Afrika (HAT) pada manusia yang diberikan oleh varian protein belum sepenuhnya dipahami. Meskipun aktivitas litik mal litik tripanosom telah dikaitkan dengan protein varian APOL1 G2 dan, pada tingkat yang lebih rendah, protein varian G1, menggunakan uji in vitro1, dan parasitemia tertunda telah ditunjukkan pada tikus transgenik yang mengekspresikan varian APOL1 G131, efek dari aktivitas ini Varian infeksi alami dan perkembangan HAT akut dan kronis yang masing-masing disebabkan oleh Tb rhodesiense dan Tb gambiense, belum sepenuhnya dipahami. Temuan dari studi kasus-kontrol di wilayah endemik HAT di Afrika sub-Sahara menunjukkan bahwa perlindungan yang diberikan oleh varian G1 dan G2 bersifat kompleks (Gambar 1c). Dalam satu studi kasus-kontrol, varian G2 mencegah infeksi Tb rhodesiense, yang endemik di Afrika Timur, sesuai dengan temuan in vitro. Namun, meskipun G2 dikaitkan dengan perkembangan HAT yang bergejala pada mereka yang terinfeksi oleh Tb gambiense, yang endemik di Afrika Barat dan Tengah42, varian G1 dikaitkan dengan parasitemia Tb gambiense yang tidak menunjukkan gejala namun tidak mempengaruhi risiko infeksi oleh Tb Rhode sense. atau Tb gambiense42. Perbedaan efek ini dikonfirmasi oleh penelitian kedua, yang menemukan bahwa varian G2 dikaitkan dengan risiko lebih tinggi terkena HAT terkait Tb gambiense, sedangkan varian G1 dikaitkan dengan risiko lebih rendah43 (Gambar 1c). Sebaliknya, penelitian tahun 2018 tidak menemukan hubungan yang signifikan antara keberadaan alel risiko APOL1 dan HAT pada dua populasi Uganda, yang terpapar pada kedua spesies trypanosomal tersebut44. Studi-studi ini menunjukkan bahwa efek terhadap infeksi trypanosome dan tingkat keparahan HAT mungkin berbeda secara regional karena adaptasi lokal oleh inang dan patogen. Ketidaksesuaian antara distribusi geografis frekuensi alel dan sensitivitas trypanosomal juga meningkatkan kemungkinan sumber tekanan selektif yang belum teridentifikasi yang bekerja pada APOL1.

Dengan demikian, terdapat interaksi yang kompleks antara evolusi APOL1 dan infeksi trypanosomal, dan tekanan selektif yang terkait di seluruh Afrika sub-Sahara kemungkinan merupakan pendorong utama yang mendasari munculnya alel risiko APOL1 dan toksisitas organ akhir terkait yang diamati dalam praktik klinis saat ini.

APOL1 dan penyakit ginjal

Menyusul penemuan varian APOL1, beberapa penelitian melaporkan hubungan yang kuat antara varian risiko APOL1 danpenyakit ginjal, khususnya FSGS dan HIVAN (rasio odds masing-masing 17 dan 29, di Amerika Serikat (dan 89 untuk HIVAN di Afrika Selatan)), tetapi juga dengan nefropati sel sabit dan penyakit tertentu.penyakit ginjal yang diperantarai kekebalan, termasuk lupus nefritis13,23,45–48. Pada pasien dengan bentuk CKD tertentu, keberadaan dua alel risiko APOL1 dikaitkan dengan perkembangan penyakit yang lebih cepat dan peningkatanrisiko gagal ginjal49. Penelitian lain menunjukkan bahwa meskipun hanya sedikit yang sehat, orang dewasa muda hingga paruh baya dengan dua alel risiko APOL1, perkiraan laju filtrasi glomerulus (eGFR) normal, dan tidak ada atau proteinuria tingkat rendahmengembangkan penyakit ginjalselama hidup mereka, beberapa dari orang-orang ini memang menderita penyakit ginjal9,50,51. Temuan ini menunjukkan bahwa “serangan kedua” diperlukan untuk memulai cedera ginjal pada individu dengan genotipe risiko APOL152. Faktor-faktor yang dianggap sebagai serangan kedua mencakup varian genetik di luar APOL1, faktor sistemik, dan faktor lingkungan45,53,54. Faktor sistemik yang paling umum adalah infeksi virus (misalnya, HIV) dan, yang lebih umum, peningkatan kadar interferon sistemik. Sekarang jelas bahwa APOL1 diekspresikan dengan cara yang bergantung pada interferon55.

Dalam beberapa tahun terakhir, status alel risiko APOL1 telah diamati mengubahrisiko cedera ginjalterkait dengan infeksi SARS-CoV-2. Kasus kolaps glomerulopati telah dilaporkan pada individu dengan varian risiko APOL1 dengan fitur COVID-19 dan hiperinflamasi, yang berpotensi mencerminkan keadaan interferon tinggi56,57. Namun yang perlu diperhatikan, satu laporan kasus menggambarkan seorang pasien dengan glomerulopati kolaps terkait COVID dalam kondisi satu alel risiko APOL158, yang menunjukkan potensi efek dominan atau adanya serangan kedua yang tidak diketahui.

Penelitian dalam beberapa tahun terakhir telah menunjukkan hal itupenerima transplantasi ginjaldengan ginjal donor genotipe risiko tinggi APOL1 memiliki eGFR yang lebih rendah pada masa tindak lanjut dan kelangsungan hidup allograft yang lebih buruk15,59-61. Namun, apakah keberadaan dua alel risiko APOL1 pada penerima transplantasi mempengaruhi hasil ginjal yang ditransplantasikan masih belum jelas, dengan penelitian menunjukkan hasil yang bertentangan 62,63. Selain itu, donor ginjal dengan dua alel risiko APOL1 memiliki peningkatan risiko penurunan fungsi ginjal setelah donor ginjal, yang berpotensi berkembang menjadi gagal ginjal. Hal ini menunjukkan bahwa konseling harus dipertimbangkan untuk memberi tahu calon donor ginjal dengan varian risiko APOL1 tentang risiko terkait61 . Oleh karena itu, kasus yang paling menarik untuk pengujian genetik APOL1 dalam kondisi klinis saat ini adalah pada transplantasi ginjal, khususnya bagi calon donor hidup64,65. Sebuah studi yang didanai oleh NIH - studi Hasil Transplantasi Ginjal Jangka Panjang APOL1 (APOLLO) - bertujuan untuk menentukan secara prospektif hasil pada donor ginjal hidup dengan keturunan Afrika dan pada penerima ginjal donor hidup dan mati dari individu dengan keturunan Afrika, agar lebih baik. mendefinisikan pengaruh alel risiko APOL1 terhadap hasil transplantasi, dan akan menyediakan data yang dapat digunakan untuk memandu pasien dan dokter dalam menilai risiko transplantasi bagi donor dan penerima yang masih hidup66,67. Status risiko APOL1 juga dikaitkan dengan penyakit ginjal pada anak-anak, yang paling kuat berhubungan dengan infeksi HIV 68,69. Laporan dari dua kohort pediatrik besar – studi Penyakit Ginjal Kronis pada Anak (CKiD) dan Jaringan Studi Sindrom Nefrotik (NEPTUNE) – menunjukkan bahwa anak-anak dengan genotipe risiko tinggi memiliki prevalensi FSGS yang lebih tinggi dibandingkan anak-anak dengan genotipe risiko rendah. dan bahwa penyakit ini sering kali bersifat agresif70. Sampai saat ini, tidak ada korelasi signifikan yang teridentifikasi antara kadar APOL1 plasma dan fungsi ginjal, dengan kemungkinan pengecualian pada transplantasi ginjal, seperti yang dibahas di bawah 71. Selain itu, penelitian pada model tikus yang menderita penyakit ginjal terkait APOL1-telah menunjukkan bahwa ekspresi varian risiko APOL1 pada podosit dikaitkan dengan perubahan fungsional (albuminuria dan azotemia), histomorfologis (penipisan proses kaki podosit, dan glomerulosklerosis), dan perubahan karakteristik molekuler (ekspresi gen72). Bersama dengan pengalaman transplantasi ginjal, temuan ini menunjukkan bahwa APOL1 yang diekspresikan di ginjal adalah penyebab utama cedera ginjal dibandingkan APOL1 yang bersirkulasi dalam plasma15,61.

Lokalisasi APOL1 di ginjal.

Pada tahun 2011, studi imunohistokimia menunjukkan lokalisasi APOL1 ke podosit, endotel arteriol, dan epitel tubulus proksimal di jaringan ginjal dari individu sehat dan pasien dengan FSGS atau HIVAN73. Menariknya, dan meskipun penanda podosit masih ada, lebih sedikit podosit di glomeruli dari pasien dengan FSGS dan HIVAN yang mengekspresikan APOL1 dibandingkan dengan podosit pada ginjal normal. Di sisi lain, peningkatan pewarnaan APOL1 diamati pada pembuluh darah ginjal yang sakit, dengan ekspresi terletak pada subset sel aktin-positif otot polos, media arteri berukuran sedang, dan arteriol. Pola ekspresi serupa pada kasus HIVAN dan FSGS, membuat para peneliti mengusulkan bahwa ekspresi APOL1 yang kuat dalam sel ginjal tertentu merupakan penanda sintesis APOL1 de novo dalam jaringan ginjal dan bukan konsekuensi dari pengendapan APOL1 plasma di ginjal.

Evaluasi selanjutnya terhadap hipotesis ini oleh peneliti lain menghasilkan kesimpulan bahwa APOL1 dalam sel ginjal berasal dari sintesis seluler dan penyerapan dari plasma atau filtrat glomerulus. Dengan menggunakan mikroskop imunofluoresensi tidak langsung pada jaringan ginjal dari individu sehat, para peneliti ini mencatat lebih banyak protein APOL1 dalam podosit dan lebih sedikit protein dalam sel epitel tubular. Studi hibridisasi fluoresensi in situ mengungkapkan ekspresi mRNA APOL1 dalam podosit, sel endotel, dan tubulus proksimal, mengkonfirmasikan produksi APOL1 endogen dalam serangkaian sel ginjal yang terbatas. Hasil ini konsisten dengan penelitian terhadap garis sel yang diturunkan dari ginjal, di mana mRNA dan protein APOL1 terdeteksi pada sel epitel tubulus proksimal dan sel endotel glomerulus, dengan ekspresi yang lebih rendah pada podosit. Selain itu, penelitian ini menunjukkan penyerapan protein APOL1 oleh podosit yang dikultur, namun tidak oleh sel endotel glomerulus dan sel tubulus proksimal yang dikultur74. Studi model ikan zebra transgenik juga menunjukkan ko-lokalisasi APOL1 dengan penanda podosit dan pada tingkat lebih rendah, dengan sel endotel. Pada podosit, ekspresi APOL1 lebih terlihat pada badan podosit dibandingkan pada proses kaki75. Bersama-sama, data ini menunjukkan bahwa produksi APOL1 terjadi di ginjal dan dapat menyebabkan cedera lokal

kadar APOL1 dalam plasma.

Meskipun APOL1 yang diekspresikan ginjal penting pada cedera ginjal, sebagian besar APOL1 diproduksi di hati dan bersirkulasi dalam plasma. Beberapa kelompok telah menilai implikasi sirkulasi APOL1 dan menunjukkan bahwa kadarnya tidak berkorelasi dengan risiko penyakit ginjal, menggarisbawahi peran penting APOL1 yang diekspresikan melalui ginjal pada penyakit ginjal71,76,77. Sebuah studi yang lebih baru mengusulkan bahwa varian APOL1 yang beredar memiliki peran imunomodulator, terkait dengan penolakan yang dimediasi sel T dan hilangnya allograft yang disensor kematian63. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menetapkan peran tingkat APOL1 peredaran darah. Studi transplantasi ginjal memberikan pengaturan unik untuk membedakan antara efek ekspresi APOL1 sistemik dan ekspresi APOL1 terbatas ginjal.

Model penyakit ginjal terkait APOL1-.

Gen APOL1 tidak ada pada semua hewan percobaan yang digunakan untuk memodelkan kelainan pada manusia sehingga pengembangan model hewan dari kelainan terkait APOL1-membutuhkan pendekatan transgenik. Beberapa kelompok telah mengembangkan model tikus transgenik untuk nefropati APOL1. Tikus dengan ekspresi spesifik podosit dari varian APOL1 G2 di bawah promotor nefrin tidak menunjukkan hal tersebutmanifestasi nyata dari penyakit ginjaltetapi memiliki kepadatan podosit yang lebih rendah dibandingkan tikus transgenik APOL1 G0-pada usia sekitar 6 bulan. Namun, tikus transgenik APOL1 G2, dan pada tingkat lebih rendah, tikus transgenik APOL1 G0, menunjukkan fenotipe mirip preeklamsia terkait kehamilan78. Model tikus transgenik dengan ekspresi isoform APOL1 G0, G1, atau G2 spesifik podosit dan tubulus juga telah dihasilkan menggunakan vektor plasmid pengekspres protein fluoresen hijau (EGFP) yang ditingkatkan yang diinduksi tetrasiklin. Tikus dengan ekspresi glomerulus dari salah satu alel risiko APOL1, namun bukan varian yang umum, mengalami proteinuria dan glomerulosklerosis, dengan tingkat glomerulosklerosis berkorelasi dengan tingkat ekspresi APOL172. Sebaliknya, tikus dengan ekspresi APOL1 spesifik tubulus tidak menunjukkan kelainan ginjal, menggarisbawahi pentingnya ekspresi APOL1 glomerulus, dan khususnya podosit72. Tikus transgenik dengan ekspresi APOL1 yang diinduksi doksisiklin dalam podosit juga menunjukkan proteinuria dan lesi FSGS79.

Pendekatan lain untuk mempelajari penyakit ginjal APOL1 melibatkan pengiriman hidrodinamik mRNA APOL1 manusia ke tikus. Dengan menggunakan teknik ini, tikus yang menerima varian risiko APOL1 menunjukkan lebih banyak kerusakan hati dan ginjal dibandingkan tikus dengan varian APOL1 G031,41,80.

Organisme model lain juga telah digunakan. Gen zAPOL1 pada ikan zebra homolog dengan gen APOL1 manusia75,81,82. Gen ini penting untuk fungsi glomerulus normal pada ikan zebra, karena hilangnya fungsi dikaitkan dengan gangguan arsitektur glomerulus. Pada ikan zebra dengan penghapusan zAPOL1, ekspresi varian APOL1 G0 manusia menyebabkan peningkatan fungsi glomerulus, sedangkan ekspresi varian G1 dan G2 tidak82,83. Selain itu, ekspresi transgenik dari varian G1 dan G2 menghasilkan perubahan halus pada struktur ginjal yang hanya terlihat pada mikroskop elektron; perubahan ini tidak terdapat pada ikan zebra transgenik APOL1-G0. Temuan serupa telah dilaporkan dalam penelitian nefrosit Drosophila, yang menunjukkan kesamaan fungsional dan struktural dengan podosit. Dalam sel-sel ini, ekspresi dua varian APOL1 G1 dan G2 menyebabkan kerusakan pada pengasaman intra-organel, yang menyebabkan hipertrofi seluler dan kematian selanjutnya84,85.

Asosiasi penyakit APOL1 di luar ginjal

Varian risiko APOL1 mungkin berhubungan dengan penyakit selain penyakit ginjal86, dengan beberapa bukti yang mendukung hubungan dengan penyakit kardiovaskular87, termasuk aterosklerosis88,89, hipertensi90,91, sindrom koroner akut, dan infark miokard88, stroke92, dan gagal jantung93 ,94. Namun, data mengenai asosiasi ini tidak konsisten. Meskipun beberapa penelitian telah melaporkan kematian kardiovaskular yang lebih tinggi di antara pasien dengan varian risiko APOL195, penelitian lain, termasuk meta-analisis terhadap 21.305 orang berkulit hitam dari delapan kelompok, tidak mendukung korelasi yang kuat antara varian risiko APOL1 dan penyakit kardiovaskular51,93,96–98 .

Mungkin juga terdapat hubungan antara varian risiko APOL1 dan preeklamsia – sebuah komplikasi kehamilan yang lebih sering terjadi pada populasi keturunan Afrika sub-Sahara dibandingkan populasi lainnya99. Sebuah studi tahun 2018 melaporkan bahwa meskipun genotipe risiko APOL1 ibu tidak dikaitkan dengan preeklamsia, ibu dari janin dengan dua alel risiko APOL1 memiliki risiko preeklamsia lebih tinggi dibandingkan ibu dari janin dengan alel risiko rendah14, dengan rasio odds dari 1,8. Temuan ini dikonfirmasi dan diperluas pada penelitian kedua, yang juga menemukan bahwa ketidakcocokan alel APOL1 antara janin dan ibu dikaitkan dengan peningkatan kemungkinan terjadinya preeklamsia hampir tiga kali lipat100. Namun, seperti dijelaskan sebelumnya, penelitian terhadap tikus transgenik APOL1 menunjukkan fenotip mirip eklampsia dikaitkan dengan alel risiko G2 dan juga secara tak terduga dengan genotipe G0; pengaruh alel risiko G1 tidak diteliti78. Terjadinya fenotip preeklamsia pada ibu yang tidak memiliki gen APOL1 ortologis mungkin disebabkan oleh ekspresi transgen APOL1 janin dalam plasenta, yang mengakibatkan ketidakcocokan janin-ibu, atau toksisitas umum dari protein APOL1 tingkat tinggi, terlepas dari jenis kelamin. genotip. Penelitian lain juga menunjukkan hubungan genotipe APOL1 dengan sepsis pada orang dewasa berkulit hitam101,102. Mekanisme terjadinya efek ini masih belum jelas dan memerlukan perhatian lebih lanjut.

Mekanisme cedera sel

Berbagai mekanisme toksisitas sel yang dimediasi APOL1-telah diusulkan yang mungkin mendasari hubungan antara varian risiko APOL1 dan penyakit ginjal. Beberapa di antaranya diuraikan di bawah ini (Gambar 3; Tabel 1).

APOL1 dan disfungsi lisosom.

Pada tahun 2007, para peneliti menunjukkan bahwa APOL1 membunuh tripanosom dengan membentuk pori-pori di membran lisosom tripanosom, yang kemudian diangkut oleh APOL1 setelah diserap ke dalam parasit103. Dengan menggunakan endositosis, parasit mengambil APOL1 dalam kompleks dengan HDL, dimana parasit memperoleh lipid dan zat besi20. Struktur domain pengalamatan membran peka pH APOL1 mengandung daerah jepit rambut yang menghubungkan dua heliks. Elemen struktural ini mengalami perubahan konformasi dalam lingkungan asam lisosom, yang memungkinkan penyisipan APOL1 ke dalam membran lisosom dan aktivasi domain pembentuk pori APOL1. Pembentukan pori yang dimediasi APOL1-mengganggu membran lisosom, memicu masuknya ion yang tidak terkendali dari sitoplasma ke dalam lisosom. Proses ini menyebabkan pembengkakan osmotik lisosom dan akhirnya kematian trypanosomal25,104,105.

Pada tahun 2003, domain heliks terminal karboksi diidentifikasi di APOL1, yang berinteraksi dengan terminal amino SRA di T. b. rhodesiense(Gbr. 1a). Seperti dijelaskan sebelumnya, domain SRA ini memberikan resistensi terhadap APOL1, menghindari pertahanan inang dan memungkinkan trypanosome menyebabkan penyakit pada manusia39. Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa interaksi dengan SRA mengubah perdagangan APOL1 intraseluler, mengakibatkan lokalisasinya ke vesikel sitoplasma yang mengandung SRA dan bukan ke lisosom, sehingga menghambat toksisitas membran pada parasit106. Studi tambahan tentang heliks C-terminal APOL1 menegaskan bahwa interaksi domain SRA dengan wilayah APOL1 ini menghambat toksisitas APOL1 dengan mencegah aktivitas pembentukan pori, sehingga melindungi trypanosome107.

Sebagai catatan, APOL1 menyebabkan disfungsi lisosom pada sel ginjal manusia yang dikultur serta parasit. Varian APOL1 G1 dan G2 menurunkan jumlah lisosom dalam podosit, yang mengakibatkan kebocoran enzim lisosom ke dalam sitoplasma108. Ekspresi varian risiko APOL1 yang berlebihan pada podosit yang dikultur dikaitkan dengan pembengkakan lisosom podosit; Disfungsi somal juga mungkin terjadi melalui penurunan regulasi fungsional target mekanistik rapamycin (mTOR)109.

Tabel 1|Kemungkinan mekanisme cedera glomerulus terkait APOL1-

lewatnya calcein, molekul bermuatan negatif 623Da pada pH netral. Aktivitas saluran APOL1 ditemukan memiliki tiga persyaratan yang memungkinkan APOL1 berasosiasi dengan vesikel pembentuk pori: pH rendah, adanya fosfolipid bermuatan negatif dalam membran vesikel, dan kekuatan ionik yang rendah108.

Sesuai dengan temuan ini, sebuah penelitian tahun 2005 melaporkan bahwa APOL1 membentuk pori-pori selektif anion yang berbeda dalam membran vesikuler unilamellar, sehingga mendorong masuknya klorida. Para peneliti berspekulasi bahwa masuknya klorida secara pasif melalui saluran selektif anion difasilitasi oleh masuknya natrium ekstraseluler ke bawah gradien konsentrasinya. Ketidakseimbangan osmotik yang diakibatkannya menyebabkan masuknya air secara pasif ke dalam sel, yang menyebabkan pembengkakan sel dan lisis tripanosom111.

Namun, penelitian tahun 2015 melaporkan hasil yang cukup berbeda, menunjukkan bahwa lisis tripanosom yang dimediasi APOL1- memerlukan pH asam untuk langkah pertama, di mana APOL1 berinteraksi dan berinsersi ke lapisan ganda lipid vakuolar. Para peneliti melaporkan bahwa APOL1 kemudian diperdagangkan ke membran plasma, di mana ia terkena pH non-asam, memungkinkan APOL1 untuk membuka saluran kationik non-selektif yang sensitif terhadap pH, menentukan ukuran membran tripanosom secara dipolar dan mematikan perjalanan anosom112. Publikasi berikutnya mendukung sifat selektif kation dari saluran ion ini dengan menunjukkan bahwa sel mamalia yang mengekspresikan varian risiko APOL1 telah meningkatkan permeabilitas kation non-selektif dan mendorong penghabisan bersih kalium intraseluler melalui membran plasma113. Baru-baru ini, populasi saluran kation membran plasma untuk natrium dan kalsium tercatat diekspresikan secara selektif dalam sel HEK293 yang mengekspresikan varian risiko APOL1114.

Temuan yang bertentangan ini dapat dijelaskan dengan anggapan bahwa selektivitas saluran ion APOL1 dapat diubah pH. Pada pH 5, APOL1 dapat meningkatkan permeabilitas klorida melalui saluran anionik; pada pH netral, ia memfasilitasi permeabilitas kationik (kalium), sedangkan ia hampir tidak memiliki aktivitas saluran dalam lingkungan basa. Permeabilitas terhadap kedua ion memerlukan fosfolipid bermuatan negatif untuk aktivitas maksimal. Selain itu, saluran kalium memerlukan ion kalsium agar dapat berfungsi dengan baik. Permeabilitas selektif ion yang dapat dialihkan pH ini dapat menjelaskan aktivitas saluran anionik dan kationik yang sebelumnya dilaporkan untuk APOL1 di lingkungan intraseluler dan membran plasma, karena perbedaannya mungkin disebabkan oleh perbedaan pH di berbagai kompartemen intraseluler dalam kondisi eksperimental tertentu115.