NaSi-1 and Sat-1: structure, function and transcriptional regulation of two genes encoding renal proximal tubular sulfate transporters

Sulfate (SO42-) is an important anion regulating many metabolic and cellular processes. Maintenance Of SO42- homeostasis occurs in the renal proximal tubule via membrane transport proteins. Two SO42- transporters that have been characterized and implicated in regulating serum SO42- levels are: NaSi- 1, a Na+-SO4 (2-) cotransporter located at the brush border membrane and Sat-1, a SO4 (2-) -anion exchanger located on the basolateral membranes of proximal tubular cells. Unlike Sat-1, for which very few studies have looked at regulation of its expression, NaSi- 1 has been shown to be regulated by various hormones and dietary conditions in vivo. To study this further, NaSj- I (SLC13A1) and Sat- I (SLC26A1) gene structures were determined and recent studies have characterized their respective gene promoters. This review presents the current understanding of the transcriptional regulation of NaSj- I and Sat- 1, and describes possible pathogenetic implications which arise as a consequence of altered SO(4)(2-)homeostasis. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Morfologia e desenvolvimento ultraestrutural do sistema renal de embriões bovinos com idade gestacional entre 10 e 50 dias

O presente estudo teve como objetivo descrever o desenvolvimento dos sistemas renais de bovinos durante o período embrionário compreendido entre 10 e 50 dias. Embriões bovinos coletados em frigorífico foram fotografados e medidos utilizando-se o método Crow-Rump (CR) para estimar a idade gestacional. Os embriões destinados à miscroscopia óptica foram fixados em solução de Bouin para a avaliação do desenvolvimento do sistema renal, assim como suas estruturas. Alguns embriões também foram fixados em Glutaraldeído 2,5% e destinados à microscopia eletrônica de transmissão para o estudo ultraestrutural das células do sistema renal. Embriões entre o 14° e o 15° dia de desenvolvimento (E14-15) não apresentaram pronefro, mas apresentaram mesonefro, assim como indícios morfológicos que indicam sua atividade funcional. O mesonefro apresentou, no interior de suas células tubulares, inúmeras mitocôndrias e interdigitações, indicando uma alta atividade de transporte iônico. O metanefro, ou rim definitivo, iniciou seu desenvolvimento em E23-24. Os achados emonstram que a involução do mesonefro acontece simultaneamente com a diferenciação metanefrogênica. Em E45-46, já iniciando a fase fetal, o metanefro possuiu unidades filtradoras (néfrons), com seus respectivos glomérulos, túbulos contorcidos proximais e distais e alça de Henle. Nessa fase, o rim ainda não apresenta lobação externa.

Loxosceles gaucho Venom-Induced Acute Kidney Injury - In Vivo and In Vitro Studies

Background: Accidents caused by Loxosceles spider may cause severe systemic reactions, including acute kidney injury (AKI). There are few experimental studies assessing Loxosceles venom effects on kidney function in vivo. Methodology/Principal Findings: In order to test Loxosceles gaucho venom (LV) nephrotoxicity and to assess some of the possible mechanisms of renal injury, rats were studied up to 60 minutes after LV 0.24 mg/kg or saline IV injection (control). LV caused a sharp and significant drop in glomerular filtration rate, renal blood flow and urinary output and increased renal vascular resistance, without changing blood pressure. Venom infusion increased significantly serum creatine kinase and aspartate aminotransferase. In the LV group renal histology analysis found acute epithelial tubular cells degenerative changes, presence of cell debris and detached epithelial cells in tubular lumen without glomerular or vascular changes. Immunohistochemistry disclosed renal deposition of myoglobin and hemoglobin. LV did not cause injury to a suspension of fresh proximal tubules isolated from rats. Conclusions/Significance: Loxosceles gaucho venom injection caused early AKI, which occurred without blood pressure variation. Changes in glomerular function occurred likely due to renal vasoconstriction and rhabdomyolysis. Direct nephrotoxicity could not be demonstrated in vitro. The development of a consistent model of Loxosceles venom-induced AKI and a better understanding of the mechanisms involved in the renal injury may allow more efficient ways to prevent or attenuate the systemic injury after Loxosceles bite.

Inhibition of hydrogen sulphide formation reduces cisplatin-induced renal damage

Background. Cisplatin (CP)-induced renal damage is associated with inflammation. Hydrogen sulphide (H(2)S) is involved in models of inflammation. This study evaluates the effect of DL-propargylglycine (PAG), an inhibitor of endogenous H(2)S formation, on the renal damage induced by CP. Methods. The rats were injected with CP (5 mg/kg, i.p.) or PAG(5 mg/kg twice a day, i.p.) for 4 days, starting 1 h before CP injection. Control rats were injected with 0.15 M NaCl or PAG only. Blood and urine samples were collected 5 days after saline or CP injections for renal function evaluation. The kidneys were removed for tumour necrosis factor (TNF)-alpha quantification, histological, immunohistochemical and Western blot analysis. The cystathionine gamma-lyase (CSE) activity and expression were assessed. The direct toxicity of H(2)S in renal tubular cells was evaluated by the incubation of these cells with NaHS, a donor of H(2)S. Results. CP-treated rats presented increases in plasma creatinine levels and in sodium and potassium fractional excretions associated with tubulointerstitial lesions in the outer medulla. Increased expression of TNF-alpha, macrophages, neutrophils and T lymphocytes, associated with increased H(2)S formation rate and CSE expression, were also observed in the outer medulla from CP-injected rats. All these alterations were reduced by treatment with PAG. A direct toxicity of NaHS for renal tubular epithelial cells was not observed. Conclusions. Treatment with PAG reduces the renal damage induced by CP. This effect seems to be related to the H2S formation and the restriction of the inflammation in the kidneys from PAG+CP-treated rats.

The 2009 Pandemic Influenza A (H1N1) Infection: Renal Histopathology Findings in Two Infected Patients

Background: Acute kidney injury in the pandemic swine origin influenza A virus (H1N1) infection has been reported as coursing with severe illness, although renal pathogenic mechanisms and histologic features are still being characterised. Case Report: We present two patients admitted with H1N1 pneumonia, sepsis, acute respiratory distress syndrome and need for invasive mechanical ventilation who developed acute kidney injury and became dialysis-dependent. In both cases a kidney biopsy was performed to establish a definitive diagnosis. Severe acute tubular necrosis was identified, with no further abnormalities. Conclusion: This report seems to confirm that the acute kidney injury in H1N1 infection is focused on the tubular cells. Our cases corroborate the renal histopathologic findings of other studies, highlighting the central role of the tubular cell. We bring new evidence of the histopathology of AKI in H1N1 infection since our data were collected in living patients and not via post-mortem studies.

C4d Detection in Renal Allograft Biopsies: Immunohistochemistry vs. Immunofluorescence

Introduction. Peritubular capillary complement 4d staining is one of the criteria for the diagnosis of antibody-mediated rejection, and research into this is essential to kidney allograft evaluation. The immunofluorescence technique applied to frozen sections is the present gold-standard method for complement 4d staining and is used routinely in our laboratory. The immunohistochemistry technique applied to paraffin-embedded tissue may be used when no frozen tissue is available. Material and Methods. The aim of this study is to evaluate the sensitivity and specificity of immunohistochemistry compared with immunofluorescence. We describe the advantages and disadvantages of the immunohistochemistry vs. the immunofluorescence technique. For this purpose complement 4d staining was performed retrospectively by the two methods in indication biopsies (n=143) and graded using the Banff 07 classification. Results. There was total classification agreement between methods in 87.4% (125/143) of cases. However, immunohistochemistry staining caused more difficulties in interpretation, due to nonspecific staining in tubular cells and surrounding interstitium. All cases negative by immunofluorescence were also negative by immunohistochemistry. The biopsies were classified as positive in 44.7% (64/143) of cases performed by immunofluorescence vs. 36.4% (52/143) performed by immunohistochemistry. Fewer biopsies were classified as positive diffuse in the immunohistochemistry group(25.1% vs. 31.4%) and more as positive focal (13.2% vs. 11.1%). More cases were classified as negative by immunohistochemistry (63.6% vs. 55.2%). Study by ROC curve showed immunohistochemistry has a specificity of 100% and a sensitivity of 81.2% in relation to immunofluorescence (AUC: 0.906; 95% confidence interval: 0.846-0.949; p=0.0001). Conclusions. The immunohistochemistry method presents an excellent specificity but lower sensitivity to C4d detection in allograft dysfunction. The evaluation is more difficult, requiring a more experienced observer than the immunofluorescence method. Based on these results, we conclude that the immunohistochemistry technique can safely be used when immunofluorescence is not available.

Pharmacological inhibition of fibroblast growth factor (FGF) receptor signaling ameliorates FGF23-mediated hypophosphatemic rickets.

Fibroblast growth factor 23 (FGF23) is a circulating factor secreted by osteocytes that is essential for phosphate homeostasis. In kidney proximal tubular cells FGF23 inhibits phosphate reabsorption and leads to decreased synthesis and enhanced catabolism of 1,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25[OH]2 D3 ). Excess levels of FGF23 cause renal phosphate wasting and suppression of circulating 1,25(OH)2 D3 levels and are associated with several hereditary hypophosphatemic disorders with skeletal abnormalities, including X-linked hypophosphatemic rickets (XLH) and autosomal recessive hypophosphatemic rickets (ARHR). Currently, therapeutic approaches to these diseases are limited to treatment with activated vitamin D analogues and phosphate supplementation, often merely resulting in partial correction of the skeletal aberrations. In this study, we evaluate the use of FGFR inhibitors for the treatment of FGF23-mediated hypophosphatemic disorders using NVP-BGJ398, a novel selective, pan-specific FGFR inhibitor currently in Phase I clinical trials for cancer therapy. In two different hypophosphatemic mouse models, Hyp and Dmp1-null mice, resembling the human diseases XLH and ARHR, we find that pharmacological inhibition of FGFRs efficiently abrogates aberrant FGF23 signaling and normalizes the hypophosphatemic and hypocalcemic conditions of these mice. Correspondingly, long-term FGFR inhibition in Hyp mice leads to enhanced bone growth, increased mineralization, and reorganization of the disturbed growth plate structure. We therefore propose NVP-BGJ398 treatment as a novel approach for the therapy of FGF23-mediated hypophosphatemic diseases.

Treatment-related renal side-effects in pediatric cancer patients

Background: The long-term side-effects of cancer treatments are of growing importance, since the number of pediatric cancer survivors has considerably increased. Renal side-effects should be noted early to prevent further deterioration. Renal dysfunction may also develop long after cancer treatment. Easy and reliable methods for assessing renal function are needed. Aims: The aims were to find the mechanisms behind methotrexate-induced renal damage by studying renal tubular cells (LLC-PK1cells), and to evaluate the usefulness of laboratory tests in assessing glomerular function in pediatric cancer patients by comparing an isotope clearance method with alternative methods. The aim was also to study the long-term effects of bone marrow transplantation (BMT) and high-dose methotrexate (HD-MTX) treatment in renal function. Results: Methotrexate induced time-dependent renal tubular cell swelling and cell death. In patients treated with HD-MTX a significant decrease in GFR was noted after a follow-up time of one to ten years. One year after BMTthe GFR was reduced, especially in patients treated with total body irradiation (TBI). GFR recovered slightly but remained stable thereafter. In glomerular function assessment the serum cystatin C (cysC) concentration showed a significant association with GFR measured by the isotope method. Conclusions: Methotrexate induced acute damage in renal tubular cells. In assessing GFR the isotope method still remains the method of choice, but the assay of cystatin C was the most reliable of other alternatives. Long-term follow-up of renal function is needed in BMT patients and patients treated with HD-MTX.

Monitoring renal function: measured and estimated glomerular filtration rates - a review

Chronic kidney disease (CKD) is a world-wide public health problem, with adverse outcomes of kidney failure, cardiovascular disease, and premature death. This finding has led to the hypothesis that earlier recognition of kidney disease and successful intervention may improve outcome. The National Kidney Foundation, through its Kidney Disease Outcomes Quality Initiative (K/DOQI), and other National institutions recommend glomerular filtration rate (GFR) for the definition, classification, screening, and monitoring of CKD. Blood creatinine clearance, the most widely used clinical marker of kidney function, is now recognized as an unreliable measure of GFR because serum creatinine is affected by age, weight, muscle mass, race, various medications, and extra-glomerular elimination. Cystatin C concentration is a new and promising marker for kidney dysfunction in both native and transplanted kidneys. Because of its low molecular weight, cystatin C is freely filtered at the glomerulus and is almost completely reabsorbed and catabolized, but not secreted, by tubular cells. Given these characteristics, cystatin C concentration may be superior to creatinine concentration in detecting chronic kidney disease. This review aims to evaluate from recent literature the clinical efficiency and relevance of these GFR markers in terms of screening CKD.

Inhibition of renal glucose reabsorption as a novel treatment for diabetes patients

The importance of the kidney in glucose homeostasis has been recognized for many years. Recent observations indicating a greater role of renal glucose metabolism in various physiologic and pathologic conditions have rekindled the interest in renal glucose handling as a potential target for the treatment of diabetes. The enormous capacity of the proximal tubular cells to reabsorb the filtered glucose load entirely, utilizing the sodium-glucose co-transporter system (primarily SGLT-2), became the focus of attention. Original studies conducted in experimental animals with the nonspecific SGLT inhibitor phlorizin showed that hyperglycemia after pancreatectomy decreased as a result of forced glycosuria. Subsequently, several compounds with more selective SGLT-2 inhibition properties (“second-generation”) were developed. Some agents made it into pre-clinical and clinical trials and a few have already been approved for commercial use in the treatment of type 2 diabetes. In general, a 6-month period of therapy with SGLT-2 inhibitors is followed by a mean urinary glucose excretion rate of ~80 g/day accompanied by a decline in fasting and postprandial glucose with average decreases in HgA1C ~1.0%. Concomitant body weight loss and a mild but consistent drop in blood pressure also have been reported. In contrast, transient polyuria, thirst with dehydration and occasional hypotension have been described early in the treatment. In addition, a significant increase in the occurrence of uro-genital infections, particularly in women has been documented with the use of SGLT-2 inhibitors. Conclusion: Although long-term cardiovascular, renal and bone/mineral effects are unknown SGLT-2 inhibitors, if used with caution and in the proper patient provide a unique insulin-independent therapeutic option in the management of obese type 2 diabetes patients.

Rôle du système rénine-angiotensine intrarénal dans l’hypertension et les dommages rénaux chez les souris transgéniques diabétiques

Plusieurs expériences et études cliniques ont démontré que l’activation du système rénine-angiotensine (RAS) peut induire l’hypertension, un facteur de risque majeur pour les maladies cardiovasculaires et rénales. L’angiotensinogène (Agt) est l’unique substrat du RAS. Cependant, il n’a pas encore été démontré si l’activation du RAS intrarénal peut à elle seule induire des dommages rénaux, indépendamment de l’hypertension systémique, et ainsi jouer un rôle prépondérant dans la progression de la néphropathie diabétique. Afin d’explorer le rôle du RAS intrarénal dans les dommages rénaux, un diabète a été induit par l’injection de streptozotocin chez des souris transgéniques (Tg) surexprimant l’Agt de rat dans les cellules des tubules proximaux du rein (RPTC). Les souris Tg diabétiques ont été traitées soit avec des inhibiteurs du RAS (perindopril et losartan), de l’insuline ou une combinaison des deux pour 4 semaines avant d’être euthanasiées. Pour une autre étude, des souris Tg non-diabétiques ont été traitées soit avec des inhibiteurs du RAS, l’hydralazine (vasodilatateur) ou l’apocynine (inhibiteur de la NADPH oxydase) pour une période de 8 semaines avant l’euthanasie. Des souris non-Tg ont été utilisées comme contrôles. Des cellules immortalisées de tubule proximal de rat (IRPTC) transfectées de manière stable avec un plasmide contenant l’Agt ou un plasmide contrôle ont été employées comme modèle in vitro. Nos résultats ont démontré que les souris Tg présentaient une augmentation significative de la pression systolique, l’albuminurie, l’apoptose des RPTC et l’expression de gènes pro-apoptotiques par rapport aux souris non-Tg. Les mêmes changements ont été observés chez les souris Tg diabétiques par rapport aux souris non-Tg diabétiques. L’insuline et/ou les inhibiteurs du RAS ont permis d’atténuer ces changements, sauf l’hypertension qui n’était réduite que par les inhibiteurs du RAS. Chez les IRPTC transfectées avec l’Agt in vitro, les hautes concentrations de glucose augmentent l’apoptose et l’activité de la caspase-3 par rapport aux cellules contrôles et l’insuline et/ou les inhibiteurs du RAS empêchent ces augmentations. En plus des changements physiologiques, les RPTC des souris Tg présentent aussi une augmentation significative de la production des espèces réactive de l’oxygène (ROS) et de l’activité de la NADPH oxydase, ainsi qu’une augmentation de l’expression du facteur de croissance transformant-beta 1 (TGF-β1), de l’inhibiteur activateur du plasminogène de type 1 (PAI-1), des protéines de la matrice extracellulaire, du collagène de type IV et de la sousunité p47 de la NADPH oxydase. Le traitement des souris Tg avec l’apocynine et le perindopril a permis d’améliorer tous ces changements, sauf l’hypertension qui n’était pas corrigée par l’apocynine. D’autre part, l’hydralazine a prévenu l’hypertension, sans modifier l’albuminurie, l’apoptose des RPTC ou l’expression des gènes pro-apoptotiques. Ces résultats montrent bien que l’activation du RAS intrarénal et l’hyperglycémie agissent de concert pour induire l’albuminurie et l’apoptose des RPTC, indépendamment de l’hypertension systémique. La génération des ROS via l’activation de la NADPH oxydase induit en partie l’action du RAS intrarénal sur l’apoptose des RPTC, la fibrose tubulo-interstitielle et l’albuminurie chez les souris Tg. D’autre part, une expérience en cours a tenté d’encore mieux délimiter les effets de l’activation du RAS intrarénal, tout en éliminant la néphrotoxicité du STZ. Pour cette étude, les souris Tg surexprimant l’Agt de rat dans leurs RPTC ont été croisées aux souris Ins2Akita, un modèle spontané de diabète de type I, afin de générer des souris Akita-rAgt-Tg. Les résultats préliminaires indiquent que le RAS intrarénal est activé dans les souris Akita et que la combinaison avec l’hyperglycémie induit du stress du réticulum endoplasmique (ER) dans les RPTC in vivo. Le stress du ER contribue à l’apoptose des RPTC observée dans le diabète, à tout le moins dans le modèle Akita. Le traitement avec des inhibiteurs du RAS permet d’atténuer certains des dommanges rénaux observés dans les souris Akita-rAgt-Tg.

Étude de l’expression de « Bcl-2 modifying factor » (Bmf) et son implication dans la néphropathie diabétique

Objectif : Étudier les mécanismes apoptotiques impliqués dans la néphropathie diabétique en identifiant les gènes responsables de l’apoptose et activés par les espèces réactives de l’oxygène (ROS) dans les cellules de tubules proximaux rénaux (RPTC) de différents modèles diabétiques. Méthodes : Une hybridation par puce à AND a été réalisée sur les ARN extraits à partir de RPTC de souris heterozygotes db/m+, db/db and db/db catalase (CAT)-transgénique (Tg) de 20 semaines. Des expériences de PCR en temps réel et d’immunohistochimie réalisées sur ces modèles et sur le modèle ou le diabète avait été induit par traitement au streptozotocin (STZ) ont permis de valider les gènes apoptotiques identifiés par puce à ADN. Des RPTC immortalisées de rat ont été utilisées pour montrer l’activité de ces gènes apoptotique et la régulation de leur expression. De plus, une étude additionnelle réalisée sur des sections rénales provenant de patients diabétiques et non diabétiques a démontré également une surexpression de ces gènes apoptotiques dans les IRPTC. Résultats: L’expression de Bcl-2-modifying factor (Bmf), une protéine apoptotique, semble augmentée dans les RPTC de souris db/db comparé aux souris contrôles db/m+, ou aux souris db/db CAT-tg. La surexpression de Bmf a également été identifiée dans les RPTC du modèle diabétique STZ. La normalisation de l’hyperglycémie chez ces souris par traitement à l’insuline semble normaliser également l’expression de Bmf. In vitro, la surexpression du cDNA de Bmf dans les RPTC promouvoit l’apoptose et augmente l’activité de caspase 3. La stimulation de RPTC de Rat avec le glucose élevé (25mM de D-glucose) semble augmenter l’expression de Bmf et le traitement de ces cellules avec la roténone, les Diphénylène iodonium, la catalase et l’apocynine semble renverser cette stimulation. L’inhibition de Bmf avec un siRNA semble réduire l’apoptose induite par le glucose élevé. L’expression de Bmf a également été démontrée dans les RPTC de patients diabétiques. Conclusion: Ces résultats ont démontré une surexpression de Bmf dans les RPTC de différents modèles diabétiques et suggèrent son potentiel rôle dans la régulation de l’apoptose et de l’atrophie tubulaire chez les diabétiques.

Hypertension et régulation de l'expression moléculaire de l'angiotensinogène par la ribonucléoprotéine hétérogène nucléaire K

Le diabète est une maladie chronique dont la principale caractéristique est un niveau plasmatique élevé de glucose, qui est causé soit par un défaut dans la production d’insuline, l’action de l’insuline, ou les deux à la fois. Plusieurs études ont démontré que l’hyperglycémie chronique peut mener à la dysfonction et même la défaillance de plusieurs organes, dont le coeur, le système vasculaire, les yeux et les reins, se traduisant par des infarctus du myocarde, des accidents cérébro-vasculaires et des complications rétinales et rénales, respectivement. La néphropathie diabétique (DN) est la principale cause de déficience rénale et affecte près de 25-40% des patients diabétiques. La DN est invariablement associée à un risque élevé d’accident cérébrovasculaire et de dysfonction cardivasculaire. L’angiotensinogène (Agt) est l’unique précurseur de tous les types d’angiotensines. En plus du système rénine-angiotensine (RAS) sytémique, le rein possède son propre système intrarénal et exprime tous les composants du RAS. L’Agt est fortement exprimé dans les cellules du tubule proximal rénal (RPTC) et y est converti en angiotensine II (AngII), le peptide biologiquement actif du RAS. Les patients diabétiques présentent de hauts niveaux d’AngII et une augmentation de l’expression des gènes du RAS, suggérant que l’activation du RAS intrarénal joue un rôle important dans la progression de la DN. Les mécanismes qui contrôlent la régulation du niveau rénal d’Agt par l’hyperglycémie et l’insuline demeurent mal compris. Le but global de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui contrôlent l’expression du gène Agt chez la souris Akita (un modèle murin de diabète de type 1). Dans cette optique, la première partie de la thèse se concentre sur deux facteurs de transcription de la famille des ribonucléoprotéines nucléaires hétérogènes (hnRNP). Chan et collaborateurs ont déjà identifié 2 protéines nucléaires hnRNP F et hnRNP K, de 48kD et 70kD respectivement. HnRNP F et hnRNP K forment un hétérodimère et se lient à l’élément de réponse à l’insuline (IRE) présent dans le promoteur du gène Agt du rat et inhibent la transcription du gène Agt in vitro. Afin de déterminer si hnRNP F / K sont responsables de l’inhibition de l’expression rénale de Agt par l’insuline in vivo, nous avons étudié des souris Akita males traités ou non avec des implants d’insuline pour une période de 4 semaines. Des souris non-Akita males ont été employées comme contrôles. Les souris Akita développent de l’hypertension et de l’hypertrophie rénale. Le traitement à l’insuline rétablit les niveaux de glucose plasmatiques et la pression systolique (SBP), et atténue l’hypertrophie rénale, l’albuminurie (ratio albumine/créatinine urinaire, ACR) et les niveaux urinaires d’Agt et AngII chez les souris Akita. De plus, le traitement à l’insuline inhibe l’expression rénale du gène Agt, tout en augmentant l’expression des gènes hnRNP F, hnRNP K et ACE2 (enzyme de conversion de l’angiotensine-2). Dans des RPTC in vitro, l’insuline inhibe Agt, mais stimule l’expression de hnRNP F et hnRNP K en présence de hautes concentrations de glucose, et ce via la voie de signalisation MAPK p44/42 (protéine kinase activée par un mitogène). La transfection avec des petits ARN interférents (siRNA) contre hnRNP F et hnRNP K prévient l’inhibition de l’expression d’Agt par l’insuline dans les RPTC. Cette étude démontre bien que l’insuline prévient l’hypertension et atténue les dommages rénaux observés chez les souris Akita diabétiques, en partie grâce à la suppression de la transcription rénale de Agt, via une augmentation de l’expression de hnRNP F et hnRNP K. La seconde partie de cette thèse change de focus et se tourne vers le facteur Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2). Nrf2 est un facteur de transcription qui contrôle les gènes de la réponse antioxydante cellulaire en réponse au stress oxydant ou aux électrophiles. Le but de cette étude est d’examiner l’impact de la surexpression de la catalase (Cat) dans les RPTC sur l’expression du gène Agt via Nrf2 et sur le développement de l’hypertension et des dommages rénaux résultants chez les souris diabétiques Akita transgéniques (Tg). Nos études ont démontré que la surexpression de Cat dans les souris Akita Cat-Tg normalise la SBP, atténue les dommages rénaux et inhibe l’expression des gènes Nrf2 et Agt dans les RPTC. In vitro, le glucose élevé (HG) et l’oltipraz (un activateur de Nrf2) stimulent l’expression de Nrf2 et Agt, et cet effet peut être bloqué par la trigonelline (inhibiteur de Nrf2), des siRNA contre Nrf2, des antioxydants ou des inhibiteurs pharmacologiques NF-κB et MAPK p38. La suppression de sites de réponse à Nrf2 présents dans le promoteur du gène Agt du rat abolit la stimulation par l’oltipraz. Finalement, des souris males adultes non-transgéniques traitées avec l’oltipraz montrent une augmentation de l’expression de Nrf2 et Agt dans leurs RPTC et cette augmentation peut être normalisée par la trigonelline. Ces données permettent d’identifier un nouveau mécanisme d’action de Nrf2, par la stimulation du gène Agt intrarénal et l’activation du RAS, qui induisent l’hypertension et les dommages rénaux par le glucose élevé et les espèces réactives de l’oxygène chez les souris diabétiques. Nos conclusions permettent de démontrer que l’insuline induit l’expression de hnRNP F et hnRNP K, qui jouent ensuite un rôle protecteur en prévenant l’hypertension. La surexpression de la catalase dans les RPTC vient quant à elle atténuer l’activation de Nrf2 et ainsi réduit la SBP chez les souris Akita.

Caractérisation du gène de l'enzyme de conversion de l'angiotensine-2 dans le rein diabétique et implication dans le développement de la néphropathie diabétique et de l'hypertension

De nombreuses études ont bien démontré que l’activation du système rénine-angiotensine (RAS) joue un rôle important dans le développement de l’hypertension et de la néphropathie diabétique (DN). La découverte de l’enzyme de conversion de l’angiotensine-2 (ACE2) et l’identification du récepteur MAS, spécifique pour l’angiotensine 1-7 (Ang 1-7), ont permis d’identifier deux nouveaux membres du RAS. L’axe ACE2/Ang 1-7/MAS contrebalance les effets de l’axe ACE/Ang II/AT1. Plusieurs évidences impliquent la contribution du RAS intrarénal dans la DN. Des études réalisées dans notre laboratoire avec des souris transgéniques surexprimant l’angiotensinogène de rat dans les cellules de leurs tubules proximaux rénaux (RPTCs) ont permis de démontrer l’importance du RAS intrarénal dans l’induction de l’hypertension et les dommages rénaux. Nous avons également observé que l’expression rénale de l’ACE2 et les niveaux urinaires d’ANG 1-7 sont plus faibles chez les souris Akita (diabète de type 1) et qu’un traitement avec des bloqueurs du RAS permet de normaliser l’expression de l’ACE2 et de prévenir le développement de l’hypertension dans le modèle des souris Akita. Dans un milieu diabétique, à la fois la glycémie et l’angiotensine II (Ang II) peuvent induire la génération des espèces réactives de l’oxygène (ROS), contribuant ainsi aux dommages rénaux. Afin d’explorer la relation entre les ROS, ACE2 et la DN, nous avons créé des souris Akita transgéniques surexprimant la catalase (Cat) dans les RPTCs, en croisant des souris Akita diabétique de type 1 à notre modèle de souris transgéniques surexprimant la Cat de rat dans les RPTCs. Dans une seconde étude, des souris Akita ont été traitées avec l’Ang 1-7 ou une combinaison d’Ang 1-7 et de son antagoniste, A779, afin d’étudier la relation entre l’action de l’Ang 1-7, l’hypertension systolique (sHTN), le stress oxydatif, les dommages rénaux, ACE2 et l’expression du récepteur Mas. Nos résultats ont montré que la surexpression de Cat atténue le stress oxydatif rénal; prévient l’hypertension, améliore le taux de filtration glomérulaire, l’albuminurie, l’hypertrophie rénale, la fibrose tubulo-interstitielle et l’apoptose tubulaire; et supprime l’expression des gènes profibrotiques et proapoptotiques dans les RPTCs des souris Akita Cat-Tg lorsque comparées aux souris Akita. De plus, la surexpression de Cat dans les RPTC des souris Akita normalise l’expression rénale de l’ACE2 et les niveaux urinaires d’Ang 1-7. D’autre part, l’administration d’Ang 1-7 prévient l’hypertension systémique, normalise le ratio albumine/créatinine urinaire et atténue l’hyperfiltration glomérulaire des souris Akita, sans affecter la glycémie sanguine. De plus, le traitement avec l’Ang 1-7 atténue aussi le stress oxydatif et l’expression de la NADPH oxydase, Agt, ACE, TGF-β1 (transforming growth factor-β1) et collagène IV, tout en augmentant l’expression de l’ACE2 et du récepteur Mas dans les reins des souris Akita. Ces effets sont renversés par la co-admininstration d’A779. Ces résultats démontrent que la surexpression de Cat prévient l’hypertension et la progression de la néphropathie, en plus de mettre en lumière l’importance du stress oxydatif intrarénal et l’expression de l’ACE2 comme facteurs contribuant à l’hypertension et les dommages rénaux observés dans le diabète. En outre, nos données suggèrent que l’Ang 1-7 joue un rôle protecteur dans l’hypertension et les dommages aux RPTC dans le diabète, principalement en réduisant les voies de signalisations du stress oxydatif dans les reins et en normalisant l’expression de l’ACE2 et du récepteur Mas. Nos résultats indiquent aussi que l’Ang 1-7 pourrait agir comme un agent thérapeutique potentiel dans le traitement de l’hypertension systémique et les dommages rénaux observés dans le diabète. En conséquence, l’Ang 1-7 est responsable du rôle protecteur de l’ACE2 dans l’hypertension et la DN.

Concentrações séricas e expressão renal de IL-1 e TNF- após hemorragia em ratos sob efeito de sevoflurano e glibenclamida

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)