Critical involvement of Th1-related cytokines in renal injuries induced by ischemia and reperfusion

Renal ischemia and reperfusion injury (IRI) is considered an inflammatory syndrome. To move forward in its pathogenesis, we exploited the role of several cytokines on renal damages triggered by IRI. Specifically to evaluate the role of Th1 immune profile in this system, IL-12, IFN-gamma, and IFN-gamma/IL-12 deficient (KO) mice on C57BL/6 background and their controls were subjected to IRI. In each group, blood and kidney samples were harvested. Renal function was evaluated by serum creatinine and renal morphometric analyses. Gene expression of IL-6 and HO-1 were also investigated by Q-PCR. IFN-gamma KO animals presented the highest impairment in renal function compared to controls. Conversely, IL-12 KO animals were absolutely protected and, in a lesser extent, IFN-gamma/IL-12 KO double knockout was also protected from IRI. Gene expression analyses showed higher expression of HO-1, a cytoprotective gene, and IL-6, a pro-inflammatory cytokine, in IFN-gamma deficient animals subjected to IRI. Our results confirm that Th1 related cytokines such as IL-12 and IFN-gamma are critically involved in renal ischemia and reperfusion injury. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

A role for regulatory T cells in renal acute kidney injury

Ischemia reperfusion injury (IRI) is a potential contributor for the development of chronic allograft nephropathy. T cells are important mediators of injury, even in the absence of alloantigens. We performed a depletion of TCD4(+)CTLA4(+)Foxp3(+) cells with anti-CD25(PC61), a treatment with anti-GITR (DTA-1) and rat-IgG, followed by 45 min of ischemia and 24/72 h of reperfusion, and then analyzed blood urea, kidney histopathology and gene expression in kidneys by QReal Time PCR. After 24 h of reperfusion, depletion of TCD4(+)CTLA4(+)Foxp3(+) cells reached 30.3%(spleen) and 67.8%(lymph nodes). 72 h after reperfusion depletion reached 43.1%(spleen) and 90.22%(lymph nodes) and depleted animals presented with significantly poorer renal function, while DTA-1 (anti-GITR)-treated ones showed a significant protection, all compared to serum urea from control group (IgG: 150.10 +/- 50.04; PC61: 187.23 +/- 31.38; DTA-1: 64.53 +/- 25.65, mg/dL, p<0.05). These data were corroborated by histopathology. We observed an increase of HO-1 expression in animals treated with DTA-1 at 72 h of reperfusion with significant differences. Thus, our results suggest that PC61 (anti-CD25) mAb treatment is deleterious, while DTA-1 (anti-GITR) mAb treatment presents a protective role in the renal IRI, indicating that some regulatory populations of T cells might have a role in IRI. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Administration of Neural Precursor Cells Ameliorates Renal Ischemia-Reperfusion Injury

In this study we evaluated whether administration of stem cells of neural origin (neural precursor cells, NPCs) could be protective against renal ischemia-reperfusion injury (IRI). We hypothesized that stem cell outcomes are not tissue-specific and that NPCs can improve tissue damage through paracrine mechanisms, especially due to immunomodulation. To this end, Wistar rats (200-250 g) were submitted to 1-hour ischemia and treated with NPCs (4 x 10(6) cells/animal) at 4 h of reperfusion. To serve as controls, ischemic animals were treated with cerebellum homogenate harvested from adult rat brain. All groups were sacrificed at 24 h of reperfusion. NPCs were isolated from rat fetus telencephalon and cultured until neurosphere formation (7 days). Before administration, NPCs were labeled with carboxyfluorescein diacetate succinimydylester (CFSE). Kidneys were harvested for analysis of cytokine profile and macrophage infiltration. At 24 h, NPC treatment resulted in a significant reduction in serum creatinine (IRI + NPC 1.21 + 0.18 vs. IRI 3.33 + 0.14 and IRI + cerebellum 2.95 + 0.78mg/dl, p < 0.05) and acute tubular necrosis (IRI + NPC 46.0 + 2.4% vs. IRI 79.7 + 14.2%, p < 0.05). NPC-CFSE and glial fibrillary acidic protein (GFAP)-positive cells (astrocyte marker) were found exclusively in renal parenchyma, which also presented GFAP and SOX-2 (an embryonic neural stem cell marker) mRNA expression. NPC treatment resulted in lower renal proinflammatory IL1-beta and TNF-alpha expression and higher anti-inflammatory IL-4 and IL-10 transcription. NPC-treated animals also had less macrophage infiltration and decreased serum proinflammatory cytokines (IL-1 beta, TNF-alpha and INF-gamma). Our data suggested that NPC therapy improved renal function by influencing immunological responses. Copyright (C) 2009 S. Karger AG, Basel

Study of Blood Porphyrin Spectral Profile for Diagnosis of Chronic Renal Failure

The progression to end-stage renal failure is independent of the initial pathogenic mechanism. Metabolic acidosis is a common consequence of chronic renal failure that results from inadequate ammonium excretion and decreased tubular bicarbonate reabsorption. Protoporphyrin IX (PpIX) is the immediate metabolic precursor of the heme molecule. The purpose of this study was to evaluate the levels of erythrocytes protoporphyrin IX at an animal model during progressive renal disease. A total of 36 eight-week-old male Wistar rats were divided into six groups: Normal, 4 and 8 weeks after 5/6 nephrectomy (NX). Renal function was evaluated by creatinine clearance and plasma creatinine levels. The autofluorescence of erythrocytes porphyrin of healthy and NX rats was analyzed using fluorescence spectroscopy. Emission spectra were obtained by exciting the samples at 405 nm. Significant differences between normal and NX rats autofluorescence shape occurred in the 600-700 nm spectral region. A correlation was observed between emission band intensity at 635 nm and progression of renal disease.

Purification and renal effects of phospholipase A(2) isolated from Bothrops insularis venom

Bothrops insularis venom contains a variety of substances presumably responsible for several pharmacological effects. We investigated the biochemical and biological effects of phospholipase A(2) protein isolated from B. insularis venom and the chromatographic profile showed 7 main fractions and the main phospholipase A(2) (PLA(2)) enzymatic activity was detected in fractions IV and V. Fraction IV was submitted to a new chromatographic procedure on ion exchange chromatography, which allowed the elution of 5 main fractions designated as lV-1 to IV-5, from which lV-4 constituted the main fraction. The molecular homogeneity of this fraction was characterized by high-performance liquid chromatography (HPLC) and demonstrated by mass spectrometry (MS), which showed a molecular mass of 13984.20 Da; its N-terminal sequence presented a high amino acid identity (up to 95%) with the PLA(2) of Bothrops jararaca and Bothrops asper. Phospholipase A(2) isolated from B. insularis (Bi PLA(2)) venom (10 mu g/mL) was also studied as to its effect on the renal function of isolated perfused kidneys of Wistar rats (n = 6). Bi PLA(2) increased perfusion pressure (PP), renal vascular resistance (RVR), urinary flow (UF) and glomerular filtration rate (GFR). Sodium (%TNa+) and chloride tubular reabsorption (%TCl-) decreased at 120 min, without alteration in potassium transport. In conclusion, PLA(2) isolated from B. insularis venom promoted renal alterations in the isolated perfused rat kidney. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Avaliação da função renal de cães sob dois protocolos para administração da cisplatina

OBJETIVO: Avaliar a função renal de cães sadios, sob dois protocolos para administração de cisplatina. MÉTODOS: Todos os animais foram submetidos a três sessões de quimioterapia com cisplatina (60mg/m², iv) a intervalos de 21 dias. Foi realizada fluidoterapia com solução de cloreto de sódio a 0,9%, (25mL/kg/hora,iv), durante duas horas e, após administração de cisplatina, por mais uma hora. Os animais do grupo 2 receberam furosemida (2mg/kg, iv) 20 minutos antes da administração da cisplatina. A avaliação da função renal foi feita por exame clinico, urinálise, concentrações séricas de uréia e creatinina, clearance de creatinina, excreção fracionada de sódio e de potássio e razão proteína: creatinina urinária. As avaliações foram feitas imediatamente antes e 1, 2, 5, e 21 dias após cada uma das três sessões de quimioterapia. RESULTADOS: Mantiveram-se dentro da normalidade, não sendo detectados sinais de lesões ou insuficiência renal. Os animais que não receberam furosemida sofreram aumento gradativo nas concentrações séricas de creatinina e diminuição no clearance da mesma. CONCLUSÃO: O regime de fluidoterapia empregado mostra ser efetivo em minimizar a ação nefrotóxica da cisplatina e benefício adicional importante é obtido pela administração de furosemida.

Participação da excreção renal de cálcio, fósforo, sódio e potássio na homeostase em cães sadios e cães com doença renal crônica

Na doença renal crônica (DRC) a manutenção da homeostase de água e sódio é o primeiro problema a ser contornado pelo organismo e com o agravamento das lesões renais surgem outros problemas graves relacionados à homeostase de cálcio e fósforo. O presente estudo tem por escopo avaliar a excreção renal de cálcio, fósforo, sódio e potássio, e o perfil sérico destes eletrólitos em cães normais e em cães com DRC naturalmente adquirida. Foram avaliados três grupos de cães adultos, machos ou fêmeas, de raças variadas. Animais normais compuseram o grupo controle (G1) e os cães com DRC foram distribuídos em dois grupos de acordo com os estágios de comprometimento da função renal (G2 e G3, respectivamente, estágios 1-2 e estágios 3-4, descritos pela IRIS 2006 staging CKD). Os cães do G3 apresentaram aumento das concentrações séricas de cálcio ionizado e fósforo, além de diminuição da concentração sérica de sódio. Quanto à excreção renal dos eletrólitos analisados, os animais dos grupos G1 e G2 apresentaram diminuição de carga filtrada e aumento de excreção fracionada, mas as excreções urinárias não variaram significativamente. Os resultados são indicativos de que os rins de cães com DRC podem manter a excreção urinária dos eletrólitos em valores se melhantes aos dos normais. O mecanismo envolve aumento da excreção fracionada na medida em que haja diminuição da filtração glomerular. Esse processo de compensação, entretanto, pode perder a eficiência nos estágios mais avançados da enfermidade no que se refere à manutenção das concentrações séricas de fósforo e sódio.

Acute renal ischemia model in dogs: Effects of metoprolol

Introduction: To study the functional and hystological alterations in dog kidneys submitted to total ischemia for thirty minutes and the possible metoprolol protective action. Material and methods: Sixteen dogs anesthetized with sodium pentobarbital (SP) were studied and divided into two groups: G1-8 dogs submitted to left nephrectomy and right renal artery clamping for thirty minutes, and G2-8 dogs submitted to the same procedures of G1 and to the administration of 0.5 mg.kg(-1) metoprolol before ischemia. Attributes of renal function were studied. Results: There was acute tubular necrosis and a decrease of renal blood flow and glomerular filtration, and a increase of renal vascular resistance in both groups. Conclusion: the thirty minute renal ischemia appears to have determined the alterations found in the renal function and hystology in both groups. Metoprolol, used in G2, as to the time and dose applied didn't protect the kidney from the ischemic episode.

Early hemodynamic and renal effects of hemorrhagic shock resuscitation with lactated Ringer's solution, hydroxyethyl starch, and hypertonic saline with or without 6% dextran-70

Background. Considering the renal effects of fluid resuscitation in hemorrhaged patients, the choice of fluid has been a source of controversy. In a model of hemorrhagic shock, we studied the early hemodynamic and renal effects of fluid resuscitation with lactated Ringer's (LR), 6% hydroxyethyl starch (HES), and 7.5% hypertonic saline (HS) with or without 6% dextran-70 (HSD).Materials and methods. Forty-eight dogs were anesthetized and submitted to splenectomy. An estimated 40% blood volume was removed to maintain mean arterial pressure (MAP) at 40 mm Hg for 30 min. The dogs were divided into four groups: LR, in a 3:1 ratio to removed blood volume; HS, 6 mL kg(-1); HSD, 6 mL kg(-1); and HES in a 1:1 ratio to removed blood volume. Hemodynamics and renal function were studied during shock and 5, 60, and 120 min after fluid replacement.Results. Shock treatment increased MAP similarly in all groups. At 5 min, cardiac filling pressures and cardiac performance indexes were higher for LR and HES but, after 120 min, there were no differences among groups. Renal blood flow and glomerular filtration rate (GFR) were higher in LR at 60 min but GFR returned to baseline values in all groups at 120 min. Diuresis was higher for LR at 5 min and for LR and HES at 60 min. There were no differences among groups in renal variables 120 min after treatment.Conclusions. Despite the immediate differences in hemodynamic responses, the low-volume resuscitation fluids, HS and HSD, are equally effective to LR and HES in restoring renal performance 120 min after hemorrhagic shock treatment. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Efeitos do halotano, isoflurano e sevoflurano sobre a função renal em cães sob pinçamento aórtico infra-renal

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: O pinçamento infra-renal da aorta abdominal pode produzir alterações renais. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos do halotano, isoflurano e sevoflurano sobre a função renal, em cães submetidos a pinçamento aórtico infra-renal. MÉTODO: O estudo aleatório foi realizado em 30 cães, distribuídos em três grupos, de acordo com o anestésico halogenado utilizado durante a anestesia, em concentrações equipotentes de 0,75 CAM: GH (n = 10) - halotano a 0,67%; GI (n = 10) - isoflurano a 0,96%; e GS (n = 10) - sevoflurano a 1,8%. em todos os animais foi realizada ligadura infra-renal da aorta, por período de 30 minutos. Os atributos renais foram estudados nos momentos: C (controle), após 15 (Ao15) e 30 (Ao30) minutos de pinçamento aórtico, e após 15 (DAo15) e 30 (DAo30) minutos do despinçamento aórtico. RESULTADOS: A depuração de água livre foi menor nos grupos GI e GS, em relação ao GH, após o despinçamento aórtico (p < 0,05). Durante o pinçamento aórtico, nos três grupos, houve aumento do débito urinário, da excreção urinária de sódio e da depuração de sódio, e diminuição da osmolaridade urinária (p < 0,05). A resistência vascular renal e a fração de filtração aumentaram somente em GS (p < 0,05), enquanto a excreção fracionária de sódio aumentou em GH e GI (p < 0,05). Após o despinçamento aórtico, houve normalização dos atributos que haviam se alterado, com exceção da osmolaridade urinária, que continuou em níveis menores do que os do controle em todos os grupos (p < 0,05). A resistência vascular renal e a fração de filtração continuaram mais elevadas em GS, acompanhadas por diminuição do fluxo sangüíneo renal e da depuração de para-aminohipurato de sódio (p < 0,05). CONCLUSÕES: No cão nas condições experimentais empregadas, a inalação de halotano e isoflurano a 0,75 CAM, mas não de sevoflurano, atenuou a principal alteração após o pinçamento infra-renal da aorta, que é o aumento da resistência vascular renal.

Efeitos da efedrina sobre as funções cardiovascular e renal de cães sob anestesia com pentobarbital sódico

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: Com a perspectiva criada por algumas pesquisas de ações diferenciadas da efedrina sobre a função renal, dependendo da dose utilizada, e considerando-se as controvérsias ainda existentes a respeito dos seus efeitos sobre a função renal, esta pesquisa experimental tem como objetivo verificar se doses diferentes de efedrina determinam efeitos hemodinâmicos e renais diferenciados. MÉTODO: em 32 cães anestesiados com pentobarbital sódico (PS), submetidos a preparação cirúrgica, cateterismo, monitorização, expansão do volume do fluido extracelular e respiração controlada, foi estudada a hemodinâmica cardiovascular e renal e a função renal. Os cães foram distribuídos aleatoriamente em quatro grupos: G controle (n = 8), com os cães permanecendo apenas sob o efeito do PS, G ef. 2 µg (n = 8), G ef. 10 µg (n = 8) e G ef. 100 µg (n = 8), com os cães recebendo efedrina nas doses respectivas de 2, 10 e 100 µg.kg-1.min-1. Os atributos cardiovasculares e renais foram estudados em 5 momentos: controle (M1 e M2), durante a infusão de efedrina (M3 e M4) e após a suspensão da infusão de efedrina (M5). RESULTADOS: Não houve diferença significante entre os grupos em relação aos atributos estudados. em G ef. 2 µg houve aumento significante de freqüência cardíaca, fluxo sangüíneo aórtico, débito urinário e excreção fracionária de sódio. em G ef. 10 µg houve aumento apenas da freqüência cardíaca e fração de filtração, enquanto em G ef. 100 µg ocorreu aumento de freqüência cardíaca, pressão arterial média, pressão venosa central, fluxo sangüíneo aórtico e hematócrito; por outro lado, ocorreu diminuição dos fluxos plasmático e sangüíneo renais e aumento da resistência vascular renal. CONCLUSÕES: A efedrina, dependendo da dose utilizada, apresenta ações hemodinâmicas e renais diferenciadas.

Enzyme Biomarkers of Renal Tubular Injury in Arterial Surgery Patients

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Eficácia da solução de cloreto de sódio a 7,5% com e sem dextran 70 a 6% na preservação da função renal de cães hipovolêmicos submetidos à isquemia-reperfusão

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: As soluções hipertônicas de cloreto de sódio, associadas ou não a colóides hiperoncóticos, podem ser eficazes em proteger o rim em situações de hipovolemia. O objetivo deste estudo foi verificar, em cães, o real benefício dessas soluções sobre a função renal, em vigência de hipovolemia e isquemia do órgão. MÉTODO: em 24 cães, anestesiados com pentobarbital sódico, submetidos à nefrectomia direita e à expansão volêmica com solução de Ringer (1 ml.kg-1.min-1), foram observadas possíveis alterações renais morfo-funcionais após hemorragia de 20 ml.kg-1 e trinta minutos de total isquemia renal esquerda, com posterior reperfusão, além da repercussão renal da administração de soluções de cloreto de sódio 7,5% (SH) e esta em dextran 70 a 6% (SHD). Atributos estudados: FC, PAM, pressão de veia cava inferior, fluxo sangüíneo renal, resistência vascular renal, hematócrito, Na+, K+, osmolaridade plasmática, PaO2, PaCO2 e pH, depuração (para-aminohipurato de sódio - PAH-1, creatinina, osmolar, água livre, Na+, K+), fração de filtração, volume e osmolaridade urinários, excreções urinárias e fracionárias de Na+ e K+ e exame histopatológico do rim. Os atributos foram estudados em três grupos (G1, G2 e G3) e em cinco momentos. RESULTADOS: Houve elevação estatisticamente significativa da pressão arterial média em G2 e G3, da resistência vascular renal em G1, do fluxo sangüíneo renal e da depuração de PAH em G3, da excreção fracionária de Na+ em G2 e G3, das depurações de creatinina, osmolar, de água livre e de Na+ e K+, da excreção urinária de Na+ e K+ e do volume urinário em G3. CONCLUSÕES: A SHD administrada 15 minutos após hemorragia moderada e 30 minutos antes de insulto isquêmico de 30 minutos foi eficiente em proteger o rim de cães das repercussões da isquemia-reperfusão. Não foi constatada alteração histopatológica renal à microscopia óptica.

Avaliação da função renal do idoso em duas horas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Acesso vascular para hemodiálise com cateter temporário de duplo lúmen em cães com insuficiência renal aguda

A hemodiálise é uma modalidade terapêutica que pode sustentar a vida do paciente com insuficiência renal aguda (IRA), enquanto este recupera a função renal. Para sua realização, é necessário estabelecer circulação extracorpórea, para que seja realizada a filtração do sangue, impondo a necessidade de um acesso vascular viável e eficiente. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência e as complicações do acesso vascular para hemodiálise (HD), com cateter temporário de duplo lúmen inserido na veia jugular externa. Foram estudados 10 cães com IRA induzida por gentamicina, submetidos a sessões diárias de HD, com duração de uma hora, até a recuperação da função renal ou óbito. Foram realizadas 104 sessões de HD nos animais estudados, observando-se necessidade de troca do cateter em sete sessões (6,7%), devido à obstrução do lúmen do cateter em seis sessões (5,8%) ou por saída acidental do mesmo em uma sessão (1,0%). Não se observou migração do cateter, infecção, hemorragia ou hematoma no local de entrada do cateter na pele, obtendo-se fluxo sanguíneo patente em 90,4% das sessões. Concluiu-se que o acesso vascular na veia jugular externa com cateter temporário de duplo-lúmen mostrou-se viável, com ocorrência de poucas complicações, sendo, portanto, indicado como forma de acesso para a circulação extracorpórea para HD em cães com IRA.