Coagulación, receptores activados por proteasa y enfermedad renal diabética: lecciones de ratones con deficiencia de ENOS

La dieta rica en grasas y la falta de eNOS aumentan sinérgicamente el TF en ratones diabéticos

Muchos estudios han demostrado una conexión entre la obesidad y la trombosis (Samad y Ruf 2013). Para examenPor ejemplo, la regulación positiva de la vía TLR4-NF-kB en condicionesEnfermedad metabólicacondiciones aumentan los niveles de FT (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero y Calder 2018). Además, el palmitato de ácidos grasos saturados induce la liberación de histona H3 a través de mecanismos dependientes de las vías ROS y JNK e histonas extracelulares, que aumentan la expresión de TF en monocitos (Shrestha et al. 2013). Centrándose en la relación entre la coagulación, eNOS ydislipidemia, nuestro estudio anterior ha demostrado los efectos combinados de la deficiencia de eNOS y una dieta rica en grasas sobre la expresión de TF (Li et al. 2010). En el estudio, los ratones sin eNOS fueron tratados con dosis bajas de STZ para desarrollar DM y fueron alimentados con una dieta rica en grasas. La falta de expresión de eNOS aumentó la excreción urinaria de albúmina ylesiones histológicas, que se vieron agravados aún más por una dieta rica en grasas. La expresión y actividad de TF aumentaron en riñones de ratón debido a la falta de expresión de eNOS y a una dieta alta en grasas en unmanera sinérgica. Curiosamente, los experimentos de colocalización con un marcador glomerular de monocitos/macrófagos demostraron un aumento en el nivel de TF inmunorreactivo.

Los anticuerpos neutralizantes contra el TF mejoran la inflamación en riñones diabéticos en ratones knockout para eNOS

Un aumento de la coagulación dependiente de TF se asocia con un aumento de la inflamación (Witkowski et al. 2016). Mejora la inhibición del sistema de coagulación dependiente de TFenfermedades inflamatorias, como la sepsis inducida por LPS (Pawlinski et al. 2010). Para dilucidar el vínculo causal entre la inflamación y el FT en la DKD, examinamos el efecto a corto plazo de los anticuerpos neutralizantes contra el FT sobre la inflamación deriñones diabéticosen ratones con deficiencia de eNOS (Li et al. 2010). Los resultados mostraron que la administración de anticuerpos anti-TF redujo notablemente los niveles de expresión renal de genes relacionados con la inflamación y la fibrosis, como el ARNm de Tnfa, Ccl2, Tgfb y Col4 en riñones de ratón cuatro días después de la neutralización del TF.

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El inhibidor de la coagulación FXa mejora la lesión renal en ratones diabéticos que carecen de eNOS

El FXa de coagulación, ubicado aguas abajo de TF/VIIa, también contribuye a la inflamación a través de la vía dependiente de PAR. Su papel en la DKD se ha demostrado en varios modelos animales. Sumi et al. (2011) demostraron que fondaparinux, un inhibidor del FXa, reducía los niveles de proteína urinaria, la hipertrofia glomerular y la deposición de fibrina en ratones db/db. Nuestro grupo demostró el efecto terapéutico de la inhibición del FXa en ratones DKD que carecen de eNOS (Oe et al. 2016). Se administró edoxabán (50 mg/kg/día), un inhibidor oral del FXa, a eNOS-/-; Ins2Akita/+ durante tres meses y los resultados mostraron una mejora de las lesiones histológicas, como la proliferación de la matriz mesangial. Los niveles de expresión de genes inflamatorios en los riñones se redujeron con edoxabán (Tabla 1). FXa activa tanto PAR1 como PAR2. Para dilucidar el mecanismo de la lesión renal mediada por FXa, demostramos que los efectos antiinflamatorios de los inhibidores de FXa son similares a los encontrados en ratones PAR2-/- y ratones PAR2-/- con inhibidores de FXa . Estos hallazgos sugirieron que el FXa probablemente causó inflamación a través de un mecanismo dependiente de PAR2-en la ERC. Por el contrario, la prohibición redox no mejoró la lesión glomerular en eNOS+/+; Ratones Ins2Akita/+, lo que sugiere que el efecto terapéutico de la inhibición del FXa se asoció con la hipercoagulabilidad dependiente de eNOS en el tipo Iratones diabéticos.

Otros factores de coagulación en la ERC

Debido a que la trombina se dirige a PAR1, que progresainflamación vascular(Chen y Dorling 2009),La trombina probablemente exacerba la DKD. Sin embargo, se han demostrado las funciones protectoras o dañinas de la trombina en la patogénesis de la DKD; La trombina en dosis bajas (50 pM) previno, mientras que la trombina en dosis alta (20 nM) agravó,apoptosis inducida por glucosaen podocitos (Wang et al. 2011b). Los efectos de los inhibidores de la trombina como el dabigatrán en ratones diabéticos que carecen de eNOS deberían dilucidarse en el futuro.

El fibrinógeno participa en variosestados inflamatorios. Curiosamente, la reducción parcial o la ausencia de fibrinógeno fue beneficiosa para los modelos de isquemia-reperfusión renal o de fibrosis renal obstructiva (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). Debido a que la deposición glomerular de fibrina aumenta en ratones diabéticos que carecen de eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), se dilucida su papel enPatogenia de la NDmerece más investigación.

Expresión de PAR1 y PAR2 en ratones diabéticos que carecen de eNOS

El aumento de la expresión de PAR se asocia con lesión renal. Nosotros y otros hemos demostrado que los niveles de expresión del ARNm de Par1 y/o Par2 aumentaron en modelos animales con nefropatía diabética, lesión renal inducida por adenina, fibrosis renal obstructiva y lesión renal inducida por cisplatino (Chung et al. 2013; Hayashi et al. al. 2016; Oe et al. 2016; Watanabe et al. 2019). Además, los niveles glomerulares de proteína PAR2 aumentaron en ratones db/db, un modelo de DM tipo II (Sumi et al. 2011). Demostramos la asociación entre la expresión de PAR y la deficiencia de eNOS en ratones diabéticos (Oe et al. 2016). El nivel de expresión del ARNm de Par1 fue significativamente mayor en eNOS-/-; ratones Ins2Akita/+ que en eNOS-/-; Ins2Akita/+ y ratones no DM. De manera similar, la expresión de Par2 fue significativamente mayor en eNOS-/-; ratones Ins2Akita/+ que en ratones no DM. Por el contrario, los niveles de ARNm de Par4 no difirieron entre los genotipos. La falta de eNOS exacerba la inflamación en la ERC (Wang et al. 2011a). Debido a que, según se informa, las citoquinas proinflamatorias aumentan los PAR (Nystedt et al. 1996), la inflamación elevada causada por la falta de eNOS probablemente induce la expresión renal de Pars en la ERD. En conjunto, los resultados de nuestros estudios sugirieron que los niveles de expresión de PAR1 y PAR2, similar al caso de TF, aumentaban en los riñones diabéticos cuando faltaba eNOS (Fig. 2).

La eliminación de PAR2 mejoró el riñón diabético

Lesión en ratones con eNOS reducida

Nosotros y otros hemos abordado el papel de PAR2 en la ERC en estudios anteriores. La eliminación de Par2 no afectó la lesión glomerular en ratones Akita diabéticos de tipo salvaje (Ins2Akita/+) con eNOS (Oe et al. 2016). Además, los ratones diabéticos inducidos por STZ que carecían de PAR2 mostraron una albuminuria reducida en comparación con los ratones diabéticos de tipo salvaje, pero una mayor expansión media del objetivo (Waasdorp et al. 2017). En conjunto, estos resultados demuestran que la inhibición de PAR2 tiene efectos terapéuticos nulos o leves sobre la lesión renal en los modelos tempranos y leves de ERD. Por el contrario, hemos demostrado los efectos de la deficiencia de PAR2 sobre la DKD en ratones Akita diabéticos con expresión reducida de eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). La falta de PAR2 redujo significativamente los niveles de excreción urinaria de albúmina, la expansión mesangial y el grosor de la GBM. Los niveles de expresión de genes proinflamatorios y relacionados con la fibrosis, incluidos Tnfa, Tgfb y Col4, también se redujeron en los riñones de ratón. Estos hallazgos sugieren que PAR2 es patógeno no en las etapas tempranas, sino en la lesión glomerular diabética relativamente avanzada causada por la deficiencia de eNOS (Tabla 1).

Bloqueo dual de PAR1 y PAR2 en ratones diabéticos con eNOS reducida

Hemos demostrado que PAR1 y PAR2 contribuyen cooperativamente a la patogénesis de la ERC (Mitsui et al. 2020). En este estudio, se utilizaron ratones macho Akita diabéticos tipo I heterocigotos para eNOS (Ins2Akita/+; eNOS+/-) como modelo de DKD. Estos ratones fueron tratados con vehículo, antagonista de PAR1 (E5555, 60 mg/kg/día), antagonista de PAR2 (FSLLRY, 3 mg/kg/día) o E5555 + FSLLRY durante 4 semanas. La administración del antagonista PAR1 o PAR2 solo atenuó la lesión glomerular, como la expansión mesangial y el depósito de colágeno IV, en comparación con la administración de un vehículo. Se observaron efectos terapéuticos sinérgicos de la inhibición de PAR1 y PAR2, y la relación entre albúmina y creatinina en orina se redujo significativamente cuando tanto PAR1 como PAR2 se bloquearon con E5555 + FSLLRY en comparación con la administración del vehículo. Además, el bloqueo dual de PAR1 y PAR2 por E5555 + FSLLRY sinérgico mejoró la lesión histológica, incluida la expansión mesangial, la infiltración de macrófagos glomerulares y el depósito de colágeno tipo IV. Los niveles de expresión de genes relacionados con la inflamación y la fibrosis en los riñones también se redujeron (Tabla 1).

Nos centramos en los efectos proinflamatorios de los agonistas de PAR1 y PAR2 en las células endoteliales humanas (Mitsui et al. 2020). Los resultados mostraron que la estimulación con agonistas de PAR1 y PAR2 aumentó sinérgicamente los niveles de expresión de ARNm de MCP1 y PAI1. El efecto del agonista de PAR1 fue bloqueado por un inhibidor de NF-κB, mientras que el del agonista de PAR2 fue bloqueado por inhibidores de NF-kB y MAPK. En conjunto, PAR1 y PAR2 contribuyen de manera cooperativa a la inflamación vascular y la DKD a través de diferentes vías de señalización (Fig. 3).

Conclusión

En esta revisión, nos centramos en la relación entre la vía de la proteasa de coagulación-PAR y la deficiencia de eNOS en ratones diabéticos. La baja producción de eNOS está relacionada con la hipercoagulabilidad y el aumento de la señalización PAR, que son perjudiciales para la ERC. Estos hallazgos pueden indicar su papel patológico en la fase avanzada o posterior de la DKD (p. ej., con insuficiencia renal y/o proteinuria masiva). Los inhibidores orales del FXa se utilizan ampliamente para prevenir la trombosis (Patel et al. 2011; Robertson et al. 2015). Su uso en el tratamiento de la DKD es una opción prometedora. Además, algunos antagonistas de PAR1, incluidos atopaxar y vorapaxar, se pueden utilizar en el tratamiento antiplaquetario para prevenir el síndrome coronario agudo (Goto et al. 2010; Tricoci et al. 2012). Además, hay avances notables en el desarrollo de antagonistas de PAR2 (Lim et al. 2013; Cheng et al. 2017; Jiang et al. 2018), y pueden ser opciones terapéuticas novedosas para tratar a pacientes con ERD.

Expresiones de gratitud

Este estudio fue apoyado por la Fundación Médica Gonryo. Nos gustaría agradecer a Editage (https://www.editage.com) por la edición en inglés.

Conflicto de intereses Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

Referencias

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