Coagulação, receptores ativados por protease e doença renal diabética: lições de camundongos com deficiência de ENOS

Dieta rica em gordura e falta de eNOS aumentam sinergicamente o TF em camundongos diabéticos

Muitos estudos demonstraram uma ligação entre obesidade e trombose (Samad e Ruf 2013). Para a provapor exemplo, regulação positiva da via TLR4-NF-kB sobdoença metabólicacondições aumentam os níveis de TF (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero e Calder 2018). Além disso, o palmitato de ácidos graxos saturados induz a liberação de histonas H3 através de mecanismos dependentes da via ROS e JNK e histonas extracelulares, que aumentam a expressão de TF em monócitos (Shrestha et al. 2013). Focando na relação entre coagulação, eNOS edislipidemia, nosso estudo anterior demonstrou os efeitos combinados da deficiência de eNOS e de uma dieta rica em gordura na expressão de TF (Li et al. 2010). No estudo, camundongos sem eNOS foram tratados com doses baixas de STZ para desenvolver DM e foram alimentados com uma dieta rica em gordura. A falta de expressão da eNOS aumentou a excreção urinária de albumina elesões histológicas, que foram ainda agravados por uma dieta rica em gordura. A expressão e atividade do TF foram aumentadas em rins de camundongos devido à falta de expressão de eNOS e a uma dieta rica em gordura em ummaneira sinérgica. Curiosamente, experimentos de colocalização com um marcador glomerular de monócitos/macrófagos demonstraram um aumento no nível de TF imunorreativo.

Anticorpos neutralizantes contra TF melhoram a inflamação em rins diabéticos em camundongos eNOS-Knockout

Um aumento na coagulação dependente de TF está associado ao aumento da inflamação (Witkowski et al. 2016). Inibição do sistema de coagulação dependente de TF melhoroudoenças inflamatórias, como sepse induzida por LPS (Pawlinski et al. 2010). Para elucidar a ligação causal entre inflamação e TF na DKD, examinamos o efeito de curto prazo de anticorpos neutralizantes contra TF na inflamação derins diabéticosem camundongos deficientes em eNOS (Li et al. 2010). Os resultados mostraram que a administração de anticorpos anti-TF reduziu acentuadamente os níveis de expressão renal de genes relacionados à inflamação e fibrose, como o mRNA de Tnfa, Ccl2, Tgfb e Col4 em rins de camundongos quatro dias após a neutralização do TF.

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Inibidor de coagulação FXa melhora lesão renal em ratos diabéticos sem eNOS

A coagulação do FXa, localizada a jusante do TF/VIIa, também contribui para a inflamação através da via dependente de PAR. Seu papel na DKD foi demonstrado em vários modelos animais. Sumi et al. (2011) demonstraram que o fondaparinux, um inibidor do FXa, reduziu os níveis de proteína urinária, a hipertrofia glomerular e a deposição de fibrina em camundongos db/db. O efeito terapêutico da inibição do FXa em camundongos DKD sem eNOS foi demonstrado pelo nosso grupo (Oe et al. 2016). Edoxabana (50 mg/kg/dia), um inibidor oral do FXa, foi administrada ao eNOS-/-; Camundongos Ins2Akita/+ por três meses, e os resultados mostraram melhora de lesões histológicas, como proliferação de matriz mesangial. Os níveis de expressão de genes inflamatórios nos rins foram reduzidos pela edoxabana (Tabela 1). FXa ativa PAR1 e PAR2. Para elucidar o mecanismo de lesão renal mediada por FXa, demonstramos que os efeitos antiinflamatórios dos inibidores de FXa são semelhantes aos encontrados em camundongos PAR2-/- e camundongos PAR2-/- com inibidores de FXa . Essas descobertas sugerem que o FXa provavelmente causou inflamação por meio de um mecanismo dependente de PAR na DKD. Em contraste, a proibição redox não melhorou a lesão glomerular em eNOS+/+; Camundongos Ins2Akita/+, sugerindo que o efeito terapêutico da inibição do FXa estava associado à hipercoagulabilidade dependente de eNOS no tipo Iratos diabéticos.

Outros fatores de coagulação na DKD

Como a trombina tem como alvo o PAR1, que progrideinflamação vascular(Chen e Dorling 2009),trombina provavelmente exacerba DKD. No entanto, foram demonstrados os papéis protetores ou prejudiciais da trombina na patogênese da DKD; trombina em dose baixa (50 pM) prevenida, enquanto trombina em dose alta (20 nM) agravou,apoptose induzida por glicoseem podócitos (Wang et al. 2011b). Os efeitos dos inibidores da trombina, como o dabigatrano, em ratos diabéticos sem eNOS, devem ser elucidados no futuro.

O fibrinogênio está envolvido em váriosestados inflamatórios. Curiosamente, a redução parcial ou a ausência de fibrinogênio foi benéfica para modelos de isquemia-reperfusão renal ou fibrose renal obstrutiva (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). Como a deposição de fibrina glomerular está aumentada em camundongos diabéticos sem eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), elucidando seu papel naPatogênese da DKDmerece mais pesquisas.

Expressão de PAR1 e PAR2 em camundongos diabéticos sem eNOS

O aumento da expressão de PARs está associado à lesão renal. Nós e outros demonstramos que os níveis de expressão de mRNA de Par1 e/ou Par2 estavam aumentados em modelos animais com nefropatia diabética, lesão renal induzida por adenina, fibrose renal obstrutiva e lesão renal induzida por cisplatina (Chung et al. 2013; Hayashi et al. 2013; Hayashi et al. al. 2016; Oe et al. 2016; Watanabe et al. 2019). Além disso, os níveis de proteína PAR2 glomerular foram aumentados em camundongos db/db, um modelo de DM tipo II (Sumi et al. 2011). Demonstramos a associação entre expressão de PAR e deficiência de eNOS em camundongos diabéticos (Oe et al. 2016). O nível de expressão do mRNA de Par1 foi significativamente maior em eNOS −/−; Camundongos Ins2Akita/+ do que em eNOS −/−; Camundongos Ins2Akita/+ e não-DM. Da mesma forma, a expressão de Par2 foi significativamente maior na eNOS −/−; Camundongos Ins2Akita/+ do que em camundongos não-DM. Em contraste, os níveis de mRNA de Par4 não diferiram entre os genótipos. A falta de eNOS agrava a inflamação na DKD (Wang et al. 2011a). Como as citocinas pró-inflamatórias supostamente aumentam os PARs (Nystedt et al. 1996), a inflamação elevada causada pela falta de eNOS provavelmente induz a expressão renal de Pars na DKD. Coletivamente, os resultados de nossos estudos sugeriram que os níveis de expressão de PAR1 e PAR2, semelhantes ao caso do TF, estavam aumentados em rins diabéticos quando faltava eNOS (fig. 2).

Rim diabético melhorado com exclusão de PAR2

Lesão em ratos com eNOS reduzido

Nós e outros abordamos o papel do PAR2 na DKD em estudos anteriores. A deleção de Par2 não afetou a lesão glomerular em camundongos Akita diabéticos do tipo selvagem (Ins2Akita/+) com eNOS (Oe et al. 2016). Além disso, camundongos diabéticos induzidos por STZ sem PAR2 apresentaram albuminúria reduzida em comparação com camundongos diabéticos do tipo selvagem, mas aumentaram a expansão média da meta (Waasdorp et al. 2017). Coletivamente, esses resultados demonstram que não há efeitos terapêuticos leves ou inexistentes da inibição do PAR2 na lesão renal nos modelos iniciais e leves de DKD. Em contraste, demonstramos os efeitos da deficiência de PAR2 na DKD em camundongos Akita diabéticos com expressão reduzida de eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). A falta de PAR2 reduziu significativamente os níveis de excreção urinária de albumina, expansão mesangial e espessura do GBM. Os níveis de expressão de genes pró-inflamatórios e relacionados à fibrose, incluindo Tnfa, Tgfb e Col4, também foram reduzidos em rins de camundongos. Esses achados sugerem que o PAR2 é patogênico não no início, mas na lesão glomerular diabética relativamente avançada causada pela deficiência de eNOS (Tabela 1).

Bloqueio duplo de PAR1 e PAR2 em camundongos diabéticos com eNOS reduzida

Demonstramos que PAR1 e PAR2 contribuem cooperativamente para a patogênese da DKD (Mitsui et al. 2020). Neste estudo, camundongos Akita machos, diabéticos tipo I, heterozigotos para eNOS (Ins2Akita/+; eNOS+/-) foram utilizados como modelo de DKD. Esses camundongos foram tratados com veículo, antagonista de PAR1 (E5555, 60 mg/kg/dia), antagonista de PAR2 (FSLLRY, 3 mg/kg/dia) ou E5555 + FSLLRY por 4 semanas. A administração do antagonista de PAR1 ou PAR2 isoladamente atenuou a lesão glomerular, tal como expansão mesangial e deposição de colagénio IV, em comparação com a administração de um veículo. Foram observados efeitos terapêuticos sinérgicos da inibição de PAR1 e PAR2, e a relação albumina/creatinina urinária foi significativamente reduzida quando PAR1 e PAR2 foram bloqueados com E5555 + FSLLRY em comparação com a administração do veículo. Além disso, o bloqueio duplo de PAR1 e PAR2 por E5555 + FSLLRY sinérgico melhorou a lesão histológica, incluindo expansão mesangial, infiltração de macrófagos glomerulares e deposição de colágeno tipo IV. Os níveis de expressão de genes relacionados à inflamação e fibrose nos rins também foram reduzidos (Tabela 1).

Nós nos concentramos nos efeitos pró-inflamatórios dos agonistas de PAR1 e PAR2 em células endoteliais humanas (Mitsui et al. 2020). Os resultados mostraram que a estimulação com agonistas de PAR1 e PAR2 aumentou sinergicamente os níveis de expressão de mRNA de MCP1 e PAI1. O efeito do agonista de PAR1 foi bloqueado por um inibidor de NF-κB, enquanto o do agonista de PAR2 foi bloqueado por inibidores de NF-kB e MAPK. Coletivamente, PAR1 e PAR2 contribuem cooperativamente para a inflamação vascular e DKD através de diferentes vias de sinalização (Fig. 3).

Conclusão

Nesta revisão, focamos na relação entre a via da protease de coagulação-PAR e a deficiência de eNOS em camundongos diabéticos. A baixa produção de eNOS está ligada à hipercoagulabilidade e ao aumento da sinalização PAR, que são prejudiciais à DKD. Esses achados podem indicar seu papel patológico na fase avançada ou tardia da DKD (por exemplo, com insuficiência renal e/ou proteinúria maciça). Os inibidores orais do FXa são amplamente utilizados para prevenir a trombose (Patel et al. 2011; Robertson et al. 2015). Seu uso no tratamento da DKD é uma opção promissora. Além disso, alguns antagonistas de PAR1, incluindo atopaxar e vorapaxar, podem ser utilizados na terapia antiplaquetária para prevenir a síndrome coronariana aguda (Goto et al. 2010; Tricoci et al. 2012). Além disso, há um progresso notável no desenvolvimento de antagonistas de PAR2 (Lim et al. 2013; Cheng et al. 2017; Jiang et al. 2018), e eles podem ser novas opções terapêuticas para tratar pacientes com DKD.

Agradecimentos

Este estudo foi apoiado pela Fundação Médica Gonryo. Gostaríamos de agradecer à Editage (https://www.editage.com) pela edição em inglês.

Conflito de interesses Os autores declaram não haver conflito de interesses.

Referências

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