Os efeitos protetores do ácido paquímico na lesão renal aguda

Contato:joanna.jia@wecistanche.com/WhatsApp: 008618081934791

GUI-PING JIANG,YUE-JUANLIAO, L-LI HUANG,XU-JIAZENG & XIAO-HUI LIAO

Abstrato

Lesão renal aguda(IRA) é uma doença clínica comum. Ferroptose, um novo tipo de morte celular reguladora, desempenha um importante papel regulador na LRA.Lesão renal aguda). Ácido paquidérmico(PA), um triterpenóide do tipo lanostano de Poria cocos, foi relatado como protetor contra LRA(Lesão renal aguda). No entanto, o mecanismo de proteção do PA(Ácido paquímico) em AKI(Lesão renal aguda)ainda não é totalmente compreendido. O presente estudo teve como objetivo investigar o efeito e o mecanismo molecular do PA(Ácido paquímico) sobre a ferroptose na lesão de isquemia-reperfusão renal in vio. Um total de 30 camundongos foram injetados intraperitonealmente com 5,10 e 20 mg/kg de PA(Ácido paquímico) por 3 dias. Um clipe de pedículo renal bilateral foi usado por 40 min para induzir lesão de isquemia-reperfusão renal e estabelecer o modelo. Os resultados demonstraram que o tratamento com PA(Ácido paquímico) diminuiu a creatinina sérica e o nitrogênio da uréia no sangue e melhorou o dano patológico renal. A microscopia eletrônica de transmissão não revelou alterações características na ferroptose nas mitocôndrias do tecido renal no PA de alta dose(Ácido paquímico) e apenas edema leve. Além disso, o tratamento com PA(Ácido paquímico) aumentou a expressão de glutationa e diminuiu os níveis de expressão de malondialdeído e ciclooxigenase 2. Tratamento com PA(Ácido paquímico) aumentaram os níveis de expressão de proteínas e mRNA das proteínas relacionadas à ferroptose, glutationa peroxidase 4 (GPX4), família de transportadores de soluto 7 (transportador de aminoácidos catiônicos, sistema y plus) membro 11 (SLC7All) e heme oxigenase 1 (HO{{6) }}) no rim, e aumentou os níveis de expressão dos membros da via de sinalização 2 like 2 (NRF2) derivada do fator nuclear eritróide. Em conjunto, os resultados do presente estudo sugerem que a PA(Ácido paquímico) tem um efeito protetor na isquemia-reperfusão induzidalesão renal agudaem camundongos, o que pode estar associado à inibição da ferroptose nos rins através da ativação direta ou indireta de NRF2 e regulação positiva da expressão das proteínas relacionadas à ferroptose a jusante, GPX4, SLCTA11 e HO-1.

dr vita opc fda aprovadoporrim

CLIQUE AQUI PARA PARTICIPAR Ⅰ

Discussão

Estudos anteriores demonstraram que PA(Ácido paquímico) melhora a lesão renal na LRA(Lesão renal aguda)e doença renal crônica via estresse anti-inflamatório e antioxidante(21,22). No entanto, se PA(Ácido paquímico) inibe a ferroptose ainda não foi investigado. Até onde sabemos, o presente estudo foi o primeiro a investigar o efeito da AF(Ácido paquímico) sobre ferroptose em IRI-AKI(Lesão renal aguda). No presente estudo, o clampeamento bilateral do pedículo renal em camundongos por 40 min seguido de reperfusão por 24 h foi usado para estabelecer com sucesso IRI e induzir AKI(Lesão renal aguda). Os resultados demonstraram que os níveis de Scr e BUN foram significativamente elevados no grupo modelo, e os túbulos renais foram significativamente danificados, com base na coloração H&E e no escore de Paller. Assim, o IRI-AKI(Lesão renal aguda)modelo foi construído. Notavelmente, a administração de PA(Ácido paquímico) diminuiu significativamente os níveis séricos de Scr e BUN aumentados por IRI e aliviou a lesão renal de maneira dose-dependente.

GPX4 desempenha um papel importante na ferroptose (30). Moléculas pequenas, como elastina, RSL-3 e RSL-5(13), por meio de diferentes vias de sinalização, inibem direta ou indiretamente a atividade de GPX4, diminuindo assim a capacidade antioxidante celular, causando sobrecarga de espécies reativas de oxigênio e membrana reações de peroxidação lipídica e, finalmente, danificando a integridade da membrana celular e causando ferroptose celular (13). Em camundongos knockout para GPX4, a deficiência de GPX4 leva à insuficiência renal aguda espontânea e a um aumento da taxa de mortalidade precoce, enquanto a ferroptose das células epiteliais tubulares renais é a principal causa de insuficiência renal em camundongos knockout para GPX4 (30). Assim, o aumento da atividade de GPX4 inibe efetivamente a ferroptose. A síntese de GSH, um cofator necessário para a função de GPX4, aumenta diretamente a atividade de GPX4. A síntese de GSH é influenciada pela cistina. O transporte de cistina do espaço extracelular para o intracelular é amplamente dependente do transportador reverso de cistina/glutamato (sistema xc-) na membrana celular. Este transportador é um heterodímero composto por duas subunidades, SLC7Al1(xCT) e SLC3A2. Transporta principalmente glutamato para o espaço extracelular e medeia a entrada de cisteína na célula (28). A inibição da atividade do sistema xc afeta a síntese de GSH ao inibir a absorção de cistina, levando à inatividade da GPX4, diminuição da capacidade antioxidante celular, acúmulo de espécies reativas de oxigênio lipídico e, finalmente, dano oxidativo e ferroptose (31) . Yang et al (32) confirmaram que a prostaglandina-endoperóxido sintase 2(PTGS2), que codifica COX-2, é um marcador adequado para a peroxidação lipídica que ocorre durante a ferroptose regulada por GPX4-. Assim, a regulação positiva de PTGS2 foi sugerida como um marcador a jusante de ferroptose. Melhorar o sistema xc-, promover a absorção de cistina, aumentar a produção de GSH e aumentar a atividade de GPX4 pode inibir a ferroptose e diminuir a lesão renal (32,33). Os resultados do presente estudo demonstraram que a atividade do sistema xc diminuiu, a síntese de GSH diminuiu, a atividade de GPX4 diminuiu, a expressão de MDA e Cox-2 aumentou e a ferroptose ocorreu em IRI-AKI(Lesão renal aguda)ratos. Além disso, o tratamento com PA(Ácido paquímico) aumentou significativamente os níveis de expressão de GSH, xCT e GPX4, e diminuiu os níveis de expressão de MDA e Cox‑2, sugerindo assim que o tratamento com doses moderadas e altas de PA(Ácido paquímico) potencializa a atividade do sistema xc‑, promove a absorção de cistina, aumenta a produção de GSH, aumenta a atividade de GPX4 e inibe a ferroptose.

O NRF2, um fator de transcrição induzível por estresse, surgiu como um regulador chave tanto da peroxidação lipídica quanto da ferroptose (23). Notavelmente, várias proteínas e enzimas (como GPX4, xCT e as subunidades catalíticas e modificadoras de glutamato-cisteína ligase) são responsáveis ​​por prevenir a peroxidação lipídica e, portanto, o início da ferroptose, são genes-alvo do NRF2 (23). O NRF2 desempenha um papel fundamental na regulação do metabolismo do ferro/heme (34). Após a ativação do NRF2, o NRF2 regula positivamente as proteínas relacionadas ao metabolismo do ferro envolvidas na ferroptose, como a ferritina (cadeia leve da ferritina e polipeptídeo pesado da ferritina 1), as proteínas de armazenamento de ferro intracelular (35), quelatase de ferro e HO-1 (36). Adedoyin et al (37) relataram que HO-1 em células epiteliais tubulares renais proximais pode resistir à ferroptose induzida por Erastin na LRA(Lesão renal aguda), diminuindo assim a IRA(Lesão renal aguday). Além disso, o NRF2 regula as proteases envolvidas na síntese e no metabolismo de GSH, como as subunidades catalíticas e reguladoras da glutamina-cisteína ligase, a glutationa sintase e uma subunidade do transportador de cistina/glutamato xCT (38-40). GPX4 é um gene regulador alvo de NRF2 (41). Li et al (42) demonstraram que o pré-tratamento com Roxadustat (FG‑4592) atenua a lesão renal induzida por ácido fólico por meio de antiferroptose pela via Akt/GSK‑3/NRF2. Os resultados do presente estudo demonstraram que a administração de doses moderadas e altas de PA(Ácido paquímico) promoveram direta ou indiretamente a ativação da via de sinalização NRF2, aumentaram os níveis de expressão das proteínas reguladas pela ferroptose a jusante, GPX4, xCT e HO-1, aumentaram os níveis de GSH no tecido renal e diminuíram os níveis do lipídio associado à ferroptose proteína de peroxidação, COX‑2 e o indicador de oxidação lipídica, MDA.

Em conjunto, os resultados do presente estudo sugerem que a PA(Ácido paquímico) pode melhorar a função renal e diminuir a lesão renal em IRI-AKI(Lesão renal aguda)ratos. Esse efeito protetor pode estar associado à inibição da ferroptose nos rins através da ativação direta ou indireta de NRF2 e regulação positiva das proteínas relacionadas à ferroptose a jusante, GPX4, xCT e HO-1 (Fig. 6). No entanto, o presente estudo não está isento de limitações. O efeito de PA(Ácido paquímico) sobre a ferroptose não foi extensivamente estudada. Assim, estudos prospectivos devem utilizar a elastina, um inibidor seletivo do sistema xc‑, para inibir a atividade de xCT em camundongos e, posteriormente, verificar se a inibição de xCT induz ferroptose em células renais de camundongos, levando à LRA(Lesão renal aguda)e se PA(Ácido paquímico) inibe a ferroptose principalmente pela via xCT‑GPX4. Outros estudos mecanísticos devem ser realizados in vitro. Além disso, o PA deve ser usado para tratar as células epiteliais tubulares renais para verificar o efeito do PA(Ácido paquímico) sobre a ferroptose in vitro.

Figura 6. Diagrama esquemático dos mecanismos moleculares propostos para PA(Ácido paquímico) regulando a ferroptose em IRI-AKI(Lesão renal aguda).PA(Ácido paquímico) pode melhorar a função renal e diminuir a lesão renal em IRI-AKI(Lesão renal aguda)camundongos ativando a via de sinalização NRF2, GSH e proteínas relacionadas à ferroptose a jusante (GPX4, xCT e HO-1) para inibir a ferroptose no rim. PA,ácido paquidérmico; IRI, lesão de isquemia-reperfusão; AKI(Lesão renal aguda); NRF2, fator nuclear eritróide derivado 2 como 2; GSH, glutationa; GPX4, glutationa peroxidase 4; HO-1, heme oxigenase 1; xCT, sistema transportador de glutamato; Glu, ácido glutâmico; Cis, cisteína.

Referências

1. Hoste EAJ, Kellum JA, Selby NM, Zarbock A, Palevsky PM, Bagshaw SM, Goldstein SL, Cerda J e Chawla LS: Epidemiologia global e resultados da lesão renal aguda. Nat Rev Nephrol 14: 607-625.2018.

2. Kaddourah A.Basu RK.Bagshaw SM e Goldstein SL: Investigadores AWARE: Epidemiologia da lesão renal aguda em crianças criticamente doentes e adultos jovens. N Engl J Med 376: 11-20.2017.

3. Chertow GM, Burdick, Honor M, Bonventre JV e Bates DW: Lesão renal aguda, mortalidade, tempo de permanência e custos em pacientes hospitalizados. J Am Soc Nephrol 16:3365-3370,2005.

4. Susantitaphong P, Cruz DN, Cerda J, Abulfaraj M, Alqahtani F Koulouridis I e Jaber BL; Grupo Consultivo de Lesão Renal Aguda da Sociedade Americana de Nefrologia: Incidência Mundial de LRA(Lesão renal aguda): Uma meta-análise. Clin JAm Soc Nephrol 8:1482-1493, 2013.

5. Ronco C, Bellomo R e Kellum JA: Lesão renal aguda. Lanceta 394:1949-1964,2019.

6. James MT, Bhatt M, Pannu Nand Tonelli M: Resultados a longo prazo da lesão renal aguda e estratégias para melhorar os cuidados. Nat Rev Nephrol 16: 193-205,2020.

7. Han SJ e Lee HT: Mecanismos e alvos terapêuticos da lesão renal aguda isquêmica. Prática de Clínica Renal 38: 427-440, 2019.

8. Priante G, GianeselloL, Ceol M, Del Prete D e England F: morte celular no rim.Int J Mol Sci 20:3598,2019.

9. Martin-Sanchez D, Poveda J, Fontecha-Barriuso M, Ruiz-Andres O, Sanchez-Nino MD, Ruiz-Ortega M, Ortiz A e Sanz AB: Alvo de necrose regulada na doença renal. Nefrologia 38: 125-135.2018.

10. Kers J.Leemans JCand Linkermann A: Uma visão geral das vias de necrose regulada na lesão renal aguda. Semin Nephrol 36:139-152,2016.

11. Pefanis A, Perino FL, Murphy JM e Cowan PJ: Necrose regulada na lesão de isquemia-reperfusão renal. Rim Int 96:291-301,2019.

12. Hu Z, Zhang H, Yang SK, Wu X, He D, Cao K e Zhang W: Papel emergente da ferroptose na lesão renal aguda. Oxid Med Cell Longev 2019:8010614,2019.

13. Dixon SJ, Lemberg KM, Lamprecht MR, Skouta R, Zaitsev EM, Gleason CE, Patel DN, Bauer AJ, Cantley AM, Yang WS, et al:Ferroptose: Uma forma dependente de ferro de morte celular não apoptótica. Célula 149: 1060-1072,2012.

14. Li J, Cao F, Yin HL, Huang ZJ, Lin ZT, Mao N, Sun B e Wang G: Ferroptose: Passado, presente e futuro.Cell Death Dis 11:88,2020.

15. Linkermann A, Skouta R, Himmerkus N, Mulay SR, Dewitz C, De Zen F, Prokai A, Zuchtriegel G, Krombach F, Welz PS, et al:A morte celular tubular renal sincronizada envolve ferroptose. Proc Natl Acad Sci USA 111: 16836-16841,2014.

16. Ling H, Zhang Y, Ng KY e Chew EH: O ácido paquímico prejudica a invasão de células de câncer de mama ao suprimir a expressão de metaloproteinase de matriz dependente de fator nuclear kB-9. Tratamento de câncer de mama 126: 609-620.2011.

17. Li FF, Yuan Y, Liu Y, Wu QQ, Jiao R, Yang Z, Zhou MQ e Tang QZ: O ácido paquímico protege os cardiomiócitos H9c2 da inflamação e apoptose induzidas por lipopolissacarídeos, inibindo a quinase regulada por sinal extracelular 1/2 e vias p38. Mol Med Rep 12: 2807-2813, 2015.

18. Li JY, Wu HX e Yang G: O ácido paquímico melhora a sobrevida e atenua a lesão pulmonar aguda em ratos sépticos induzida por ligadura cecal e punção.Eur Rev Med Pharmacol Sci 21:1904-1910.2017

19. Li TH, Hou CC, Chang CL e Yang WC: Propriedades anti-hiperglicêmicas do extrato bruto e triterpenos de Poria cocos. Complemento Baseado em Evid Alternat Med 2011: 128402,2011.

20. Shah VK, Choi JJ, Han JY, Lee MK, Hong JT e Oh KW: O ácido paquímico aumenta os comportamentos de sono induzidos por pentobarbital via sistemas GABAA-érgicos em camundongos.Biomol Ther(Seoul)22:314-320. 2014.

21. Cai ZY, Sheng ZX e Yao H: O ácido paquímico melhora a lesão renal aguda induzida pela sepse, suprimindo a inflamação e ativando a via Nrf2/HO-1 em ratos.Eur Rev Med Pharmacol Sci 21:{{5} },2017.

22. Chen DQ, Feng YL, Chen L, Liu JR, Wang M, Vaziri ND e Zhao YY: O ácido poricoico A aumenta a inibição da melatonina de AKI(Lesão renal aguda)-para-CKD através da regulação do eixo Gas6/AxINFxB/Nrf2. Free Radic Biol Med 134: 484-497, 2019.

23. Dodson M, Castro-Portuguez R e Zhang DD: NRF2 desempenha um papel crítico na mitigação da peroxidação lipídica e ferroptose. Redox Biol 23:101107,2019.

24. National Research Council (US) Institute for Laboratory Animal Research: Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Washington (DC): National Academies Press (EUA);1996.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK232589/doi: 10.17226/5140.

25. Wei Qand Dong Z: Um modelo de rato de lesão renal aguda isquêmica: notas técnicas e truques.Am J Physiol Renal Physiol 303:F1487-F1494,.2012.

26. Paller MS, Hoidal JR e Ferris TF: Radicais livres de oxigênio na insuficiência renal aguda isquêmica no rato. J Clin Invest 74:1156-1164, 1984.