Tratamiento eficaz de la fibrosis renal: dominio de tiorredoxina que contiene 5 (TXNDC5)

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Parte Ⅱ:La proteína del retículo endoplásmico TXNDC5 promueve la fibrosis renal al reforzar la señalización de TGF- en los fibroblastos renales

Yen-Ting Chen, Pei-Yu Jhao y otros.

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fibrosis renal, una manifestación patológica común de prácticamente todos los tipos deenfermedad renal cronica(CKD), a menudo resulta en una cicatrización renal difusa y predispone a la enfermedad renal en etapa terminal. Actualmente, no existe una terapia efectiva contrafibrosis renal. Recientemente, nuestro laboratorio identificó una proteína residente en el RE,dominio de tiorredoxina que contiene 5(TXNDC5), como un mediador crítico del corazónfibrosis. Los análisis transcriptómicos de muestras de biopsias renales de pacientes con ERC revelaron un TXNDC5 marcado (dominio de tiorredoxina que contiene 5)regulación positiva en riñones fibróticos, lo que sugiere un papel potencial de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5) enrenalfibrosis. Empleando múltiples líneas de ratones reporteros de fluorescencia, mostramos que TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)se reguló específicamente en fibroblastos secretores de colágeno en riñones de ratones fibróticos. Además, mostramos que TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)se requería para las respuestas fibrogénicas inducidas por TGF- 1 en fibroblastos de riñón humano (HKF), mientras que TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)la sobreexpresión fue suficiente para promover la activación, proliferación y producción de colágeno de HKF. Mecánicamente, mostramos que TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5), controlado transcripcionalmente por la vía de estrés del RE dependiente de ATF6-, mediaba sus efectos profibrogénicos al reforzar la actividad de señalización de TGF a través de la estabilización postraduccional y la regulación al alza del receptor de TGF tipo I en fibroblastos renales. Usando una línea de ratón knockout Txndc5 específica de fibroblastos e inducible por tamoxifeno, demostramos que la eliminación de Txndc5 en los fibroblastos renales mitigó la progresión de la enfermedad establecida.riñónfibrosis, lo que sugiere el potencial terapéutico de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)apuntando arenalfibrosisy ERC.

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En este estudio, demostramos que TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5), una proteína disulfuro isomerasa residente en el RE enriquecida en fibroblastos renales, contribuye de manera crítica a la patogenia defibrosis renal. TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)se reguló tanto en los riñones de pacientes con ERC como en modelos de ratón defibrosis renalinducida por tratamiento UUO, uIRI o FA. Las investigaciones mecanicistas mostraron que TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)promueve la fibrogénesis renal al mejorar la señalización de TGF profibrótico a través del aumento del plegamiento de proteínas y la estabilidad de TGFBR1, lo que conduce a la activación y proliferación de fibroblastos renales que producen proteínas ECM excesivas. Además, TGF- 1 induce TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)expresión a través del aumento del nivel de estrés ER y el control transcripcional dependiente de ATF6-en fibroblastos renales. De acuerdo con los efectos profibrogénicos de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)observado en fibroblastos renales, deleción global de Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)protege contrarenalfibrosisinducida por UUO, uIRI o FA. Eliminación dirigida de Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)en fibroblastos renales secretores de colágeno, pero no en TEC, células endoteliales y podocitos, podría mitigar el establecimiento y disminuir la progresión derenalfibrosisen respuesta a la lesión. En conjunto, estos resultados revelan un nuevo papel causal de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)en desarrollo derenalfibrosisa través de la regulación de la señalización TGFBR1 y TGF- 1. Estos datos también sugieren que apuntar a TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)es un enfoque terapéutico potencialmente poderoso para tratar o prevenirrenalfibrosisy ERC. Un esquema en la Figura 11D ilustra la regulación y la función fibrogénica de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)en fibroblastos renales.

La señalización de TGF- 1 juega un papel esencial en el desarrollo derenalfibrosis(32-34). Después de las agresiones a los riñones, los TEC lesionados liberan TGF- 1 y desencadena la activación de la señalización de TGF- 1 en los fibroblastos renales circundantes(4). El TGF- 1 se une a TGFBR2, que recluta, fosforila y activa TGF-BR1. El TGFBR1 fosforilado luego activa la señalización del TGF- 1 canónico dependiente de SMAD3-, así como Ras y TAK1, constituyentes de la señalización del TGF- 1 no canónico e independiente de SMAD (35). La inhibición farmacológica de la señalización de TGF- usando anticuerpos neutralizantes (36-38) o inhibidores (39,40) ha mostrado efectos protectores contrarenalfibrosisen modelos preclínicos. En particular, se encontró que la pentoxifilina, un inhibidor inespecífico de la fosfodiesterasa clínicamente comprobado que ralentiza la disminución de la tasa de filtración glomerular y mejora la proteinuria (16,41), atenúarenalfibrosisbloqueando los efectos fibrogénicos mediados por Smad3/4-(14). Aunque la inhibición de la vía TGF- 1 parece ser una estrategia atractiva para tratarrenalfibrosis, la mayoría, si no todos, los agentes farmacológicos dirigidos a los receptores de TGF- 1 o TGF- fallaron directamente en los ensayos clínicos(42). Debido a que la señalización de TGF- desempeña papeles fisiológicos esenciales en el desarrollo, la diferenciación celular, la homeostasis tisular y la respuesta inmunitaria(43), la inhibición directa de la señalización de TGF- podría conducir a funciones fisiológicas deterioradas y reacciones adversas que incluyen toxicidad hepática (44) y cardíaca (45, 46). Los resultados presentados aquí revelan un nuevo ciclo de retroalimentación positiva del eje de señalización TGF- 1/ATF6/TXNDC5/TGFBR1 en fibroblastos renales, donde TGF- 1 induce la regulación positiva de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)a través del estrés del RE y el control transcripcional mediado por ATF6-. Aumento de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)nivel mejora aún más el plegamiento y la estabilidad de TGFBR1, lo que conduce a la señalización de TGF- 1 amplificada y la respuesta fibrogénica posterior. Apuntando a TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5), por lo tanto, podría reprimir la señalización del TGF- 1 fibrogénico rompiendo este ciclo de retroalimentación positiva y, por lo tanto, atenuando la fibrogénesis renal. La naturaleza restringida de fibroblastos de TXNDC5 también lo convierte en un objetivo farmacológico favorable para evitar el riesgo de alterar las funciones fisiológicas dependientes de TGF- -en células no fibroblásticas.

Explotando un Txndc5 global (dominio de tiorredoxina que contiene 5)eliminación de la línea del ratón, demostramos que la pérdida de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)podría prevenir la fibrogénesis renal en respuesta a lesiones renales. Sin embargo, es más pertinente desde el punto de vista clínico determinar si el objetivo es TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)podría disuadir o incluso resolver los problemas existentesriñónfibrosis. Para abordar esta pregunta, un Txndc5 inducible por tamoxifeno y específico de fibroblastos (dominio de tiorredoxina que contiene 5)Se utilizó la línea de ratón knockout condicional (Txnd5ko), y mostró que la inducción de Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)deleción en fibroblastos renales 10 días después de UUO, un punto de tiempo cuandorenalfibrosisse estableció (Figura 11B), facilitó significativamente la progresión y expansión derenalfibrosisque en los ratones control. Estos datos sugieren fuertemente el potencial de apuntar a TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)como un enfoque terapéutico novedoso para detener la progresión derenalfibrosisen pacientes con ERC. Es de destacar que los niveles séricos de nitrógeno ureico en sangre (BUN) y creatinina no se midieron en los modelos de ratón utilizados en el estudio actual debido al hecho de que los niveles de BUN/creatinina no se ven afectados en los modelos UUO y ulRI y son algo variables en el ácido fólico. modelo de nefropatía (47-49). Se requieren más estudios para determinar el impacto de Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)deleción en la función renal utilizando modelos de ratón con ERC inducidos por el enfoque para tratar o prevenirrenalfibrosisy ERC. Un esquema en la Figura 11D ilustra la regulación y la función fibrogénica de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)en fibroblastos renales.

La señalización de TGF- 1 juega un papel esencial en el desarrollo derenal fibrosis(32-34). Después de las agresiones a los riñones, los TEC lesionados liberan TGF- 1 y desencadena la activación de la señalización de TGF- 1 en los fibroblastos renales circundantes(4). El TGF- 1 se une a TGFBR2, que recluta, fosforila y activa TGF-BR1. El TGFBR1 fosforilado luego activa la señalización del TGF- 1 canónico dependiente de SMAD3-, así como Ras y TAK1, constituyentes de la señalización del TGF- 1 no canónico e independiente de SMAD (35). La inhibición farmacológica de la señalización de TGF- usando anticuerpos neutralizantes (36-38) o inhibidores (39,40) ha mostrado efectos protectores contrarenalfibrosisen modelos preclínicos. En particular, se encontró que la pentoxifilina, un inhibidor inespecífico de la fosfodiesterasa clínicamente comprobado que ralentiza la disminución de la tasa de filtración glomerular y mejora la proteinuria (16,41), atenúarenalfibrosisbloqueando los efectos fibrogénicos mediados por Smad3/4-(14). Aunque la inhibición de la vía TGF- 1 parece ser una estrategia atractiva para tratarrenalfibrosis, la mayoría, si no todos, los agentes farmacológicos dirigidos a los receptores de TGF- 1 o TGF- fallaron directamente en los ensayos clínicos(42). Debido a que la señalización de TGF- desempeña papeles fisiológicos esenciales en el desarrollo, la diferenciación celular, la homeostasis tisular y la respuesta inmunitaria(43), la inhibición directa de la señalización de TGF- podría conducir a funciones fisiológicas deterioradas y reacciones adversas que incluyen toxicidad hepática (44) y cardíaca (45, 46). Los resultados presentados aquí revelan un nuevo ciclo de retroalimentación positiva del eje de señalización TGF- 1/ATF6/TXNDC5/TGFBR1 en fibroblastos renales, donde TGF- 1 induce la regulación positiva de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)a través del estrés del RE y el control transcripcional mediado por ATF6-. Aumento de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)nivel mejora aún más el plegamiento y la estabilidad de TGFBR1, lo que conduce a la señalización de TGF- 1 amplificada y la respuesta fibrogénica posterior. Apuntando a TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5), por lo tanto, podría reprimir la señalización del TGF- 1 fibrogénico rompiendo este ciclo de retroalimentación positiva y, por lo tanto, atenuando la fibrogénesis renal. La naturaleza restringida a fibroblastos de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)también lo convierte en un objetivo farmacológico favorable para evitar el riesgo de alterar las funciones fisiológicas dependientes de TGF- -en células no fibroblásticas.

Explotando un Txndc5 global (dominio de tiorredoxina que contiene 5)eliminación de la línea del ratón, demostramos que la pérdida de TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)podría prevenir la fibrogénesis renal en respuesta a lesiones renales. Sin embargo, es más pertinente desde el punto de vista clínico determinar si el objetivo es TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)podría disuadir o incluso resolver problemas renales existentesfibrosis. Para abordar esta pregunta, un Txndc5 inducible por tamoxifeno y específico de fibroblastos (dominio de tiorredoxina que contiene 5)Se utilizó la línea de ratón knockout condicional (Txnd5ko), y mostró que la inducción de la eliminación de Txndc5 en fibroblastos renales 10 días después de UUO, un punto de tiempo en el querenalfibrosisse estableció (Figura 11B), facilitó significativamente la progresión y expansión derenalfibrosisque en los ratones control. Estos datos sugieren fuertemente el potencial de apuntar a TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)como un enfoque terapéutico novedoso para detener la progresión derenalfibrosisen pacientes con ERC. Es de destacar que los niveles séricos de nitrógeno ureico en sangre (BUN) y creatinina no se midieron en los modelos de ratón utilizados en el estudio actual debido al hecho de que los niveles de BUN/creatinina no se ven afectados en los modelos UUO y ulRI y son algo variables en el ácido fólico. modelo de nefropatía (47-49). Se requieren más estudios para determinar el impacto de Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)deleción en la función renal usando modelos de ratón con ERC inducida por nefrectomía 5/6 y/o tratamiento con ciclosporina/cisplatino, modelos con cambios aparentes en los niveles de BUN y creatinina(48).

La magnitud de la reducción del área fibrótica observada en los ratones Tendeseko fue relativamente menor que la observada en los ratones Txndc 57. Esto podría deberse a la eliminación incompleta de Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)en fibroblastos renales relacionados con la eficiencia de la recombinación mediada por Cre. Aunque los fibroblastos renales residenciales se consideran la principal fuente de miofibroblastos formadores de cicatrices en las enfermedades renales fibrogénicas (50), la transición epitelial a mesenquimatosa (EMT, refs. 51, 52) y la transición endotelial a mesenquimatosa (EndoMT, ref. 53) ) han demostrado contribuir al desarrollo derenalfibrosis. Porque TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)también se expresó en una fracción de TEC y células endoteliales, no pudimos excluir la posibilidad de que TXNDC5 también pudiera contribuir a la fibrogénesis renal mediante la promoción de EMT o EndoMT en estas células. Se requieren más estudios para probar esta hipótesis directamente. Sin embargo, la línea de ratón knockout condicional específica de fibroblastos inducible por tamoxifeno utilizada en el presente estudio permite la eliminación de miofibroblastos activos productores de colágeno Txndc5in independientemente de sus orígenes (es decir, de TEC o células endoteliales). La noción de que la eliminación específica de fibroblastos de Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)facilitó efectivamente el desarrollo y la progresión de la lesión posteriorrenalfibrosisen ratones, por lo tanto, permanece sin cambios si TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)juega algún papel en la fibrogénesis renal mediada por EMT o EndoMT.

Aunque la señalización de TGF- generalmente se considera un mediador central derenalfibrosis, la señalización de TGF per se puede ser esencial para mantener la homeostasis y la salud del tejido renal. La eliminación condicional de Tbgbr2 en las células tubulares renales, por ejemplo, conduce a un aumento de la señalización de NF-kB ya la inflamación renal (54). La eliminación de Tbgbr2 en los conductos colectores exacerbarenalfibrosisen respuesta a UUO, posiblemente al mejorar la señalización del TGF-paracrino entre las células epiteliales e intersticiales (55). Los ratones Tgfbr2 y Tenascin C-Cre/ERT*Tgfbr2M no mostraron protección contrarenal fibrosisinducida por UUO o ácido aristolóquico (56), lo que sugiere que anular la señalización de TGF- en los fibroblastos renales puede no ser suficiente para reducir la postlesión.renalfibrosis. Aquí, mostramos que Txndc5 específico de fibroblastos (dominio de tiorredoxina que contiene 5)eliminación (usando Colla2-Cre/ERT2*Txndc5) (dominio de tiorredoxina que contiene 5)da como resultado una reducción de la actividad de señalización de TGFBR1, TGF- yfibrosisen los riñones. La observación de que la eliminación de Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5), pero no Tgfbr2, en fibroblastos renales/células intersticiales reducerenalfibrosissugiere que la eliminación de Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)puede tener efectos antifibróticos adicionales que son independientes de la señalización de TGF-. De hecho, hemos demostrado previamente que en los fibroblastos cardíacos, TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5), como PDI, también promueve la fibrogénesis al facilitar el plegamiento y la producción de proteínas ECM (17). También es posible que Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)la deleción podría resultar en una inhibición adicional de las vías de señalización fibrogénica independientes de los receptores de TGF-como la señalización de PDGF, CCN2, Hedgehog y HIF-1 (57), potenciando así sus efectos antifibróticos en los riñones. Se requerirán más experimentos para probar estas hipótesis directamente.

En conclusión, el presente estudio reveló un papel esencial y previamente no reconocido de la proteína TXNDC5 del RE enriquecida con fibroblastos renales. (dominio de tiorredoxina que contiene 5)en la patogenia derenalfibrosis. La evidencia experimental sugiere que TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)promueverenalfibrosisal aumentar la actividad de señalización de TGF- al mejorar el plegamiento y la estabilidad de TGFBR1 en los fibroblastos renales, lo que conduce a una transdiferenciación, proliferación y producción excesivas de ECM de miofibroblastos. Eliminación dirigida de Txndc5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)en los fibroblastos renales protege contra el desarrollo y la progresión de la lesión posteriorrenalfibrosis. Estos resultados sugieren que dirigirse a TXNDC5 (dominio de tiorredoxina que contiene 5)podría ser un enfoque novedoso y poderoso para tratar o prevenirfibrosis renaly ERC.

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