Coagulació, receptors activats per proteases i malaltia renal diabètica: lliçons de ratolins amb deficiència d'ENOS

Òxid nítric sintasa endotelialSe sap que la disfunció (eNOS) agreuja la progressió i el pronòsticmalaltia renal diabètica(DKD). Un dels mecanismes a través dels quals s'aconsegueix és que els nivells baixos d'eNOS s'associen a la hipercoagulabilitat, que afavoreix la lesió renal. A la cascada de la coagulació extrínseca, el factor tisular (factor III) i els factors de coagulació aigües avall, com el factor actiu X (FXa), agreugen la inflamació mitjançant l'activació dels receptors activats per proteases (PAR). Recentment, s'ha demostrat que la manca o la reducció d'expressió d'eNOS en ratolins diabètics, com a model de DKD avançada, augmenta els nivells de factor del teixit renal i PAR1 i2 expressió en els seus ronyons. A més, la inhibició farmacèutica o la supressió genètica de factors de coagulació o PARmillora la inflamació en DKDen ratolins que no tenen eNOS. En aquesta revisió, resumim la relació entre eNOS, coagulació i PAR i proposem una nova opció terapèutica per al maneig depacients amb DKD. 

Paraules clau: glomeruloesclerosi diabètica; factor Xa; inflamació; factor tisular

FEU CLIC AQUÍ PER OBTENIR EXTRACTE DE CISTANX ORGÀNIC NATURAL AMB 25% ECHINACOSIDE I 9% ACTEOSIDE PER A LA FUNCIÓ RENOLÓ

Servei de suport de Wecistanche: el major exportador de cistanche a la Xina:

Correu electrònic:wallence.suen@wecistanche.com

WhatsApp/Tel:+86 15292862950}

Compreu per obtenir més detalls de les especificacions:

https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop

Introducció

El nombre de pacients ambmalaltia renal diabètica(DKD) està augmentant a tot el món (de Boer et al. 2011; Kainz et al. 2015; Ogurtsova et al. 2017). La DKD és una de les principals causes de mortalitat en pacients amb complicacions diabètics (Afkarian et al. 2013). A més, la DKD és progressiva i és la causa principalmalaltia renal en fase terminalrequerintteràpia substitutiva renal(Gregg et al. 2014; Liyanage et al. 2015). Al Japó,nefropatia diabèticarepresenta més del 39% dels nous pacients de diàlisi (Nitta et al. 2020). Per tant, eldesenvolupament de noves terapèutiqueses requereixen opcions per gestionar pacients amb DKD.

Hi ha un interès creixent pel paper del sistema de coagulacióPatogènesi de DKD.Hipercoagulabilitatestà associat amb DKD (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). Es va demostrar que un nivell elevat de fibrinogen a la sang s'associava amb una taxa de filtració glomerular estimada baixa, una proteinúria elevada i una lesió histològica greu, i era un predictor de la progressió a la malaltia renal terminal (Dalla Vestra et al. 2005; Pan et al. al 2018; Zhang et al. 2018). Alguns estudis han demostrat una correlació entre el nivell de dímer D, un producte de degradació de la fibrina i la disfunció renal en DKD (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018). La hipercoagulabilitat en DKD probablement està determinada per múltiples factors. Per exemple, el sistema renina-angiotensina-aldost rone activa el factor tisular (TF, factor III) i augmenta els esdeveniments trombòtics (Dielis et al. 2005). En cas contrari, la hiperglucèmia, la dislipèmia, la inflamació o la disfunció endotelial estan implicades en l'estat protrombòtic sota la patogènesi de la DKD (Goldberg 2009).

La disfunció endotelial està present a la DKD que progressa cap a complicacions microvasculars (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). La producció deteriorada d'òxid nítric sintasa (eNOS) o la reducció de l'activitat d'eNOS (per exemple, la fosforilació d'eNOS deteriorada) és un segell distintiu de la disfunció endotelial en DKD (Nakagawa et al. 2011; Cheng et al. 2012). Hem demostrat que una pèrdua d'expressió d'eNOS estava relacionada amb l'elevació del nivell de TF i l'activitat del sistema de coagulació extrínsec (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), que està estretament associada amb esdeveniments trombòtics en pacients amb ronyó crònic. malalties (Kolachalama et al. 2018).

A més de l'elevat risc d'esdeveniments trombòtics, les proteases de coagulació, com el factor actiu FVII (FVIIa), el factor actiu (FXa) i la trombina, que estan presents a la cascada de coagulació extrínseca, medien la lesió tisular a través d'un receptor activat per proteases. Mecanisme depenent de PAR (Madhusudhan et al. 2016; Posma et al. 2019). En aquesta revisió, resumim les troballes obtingudes de ratolins diabètics que no tenen eNOS i discutim la relació entre la via de coagulació-PAR, els nivells d'eNOS i la patogènesi de DKD.

Via del factor tissular/receptors activats per proteases

El factor tisular (TF), conegut com a factor III, és una proteïna transmembrana de 47 kDa que interacciona amb el factor VII (FVII) (Grover i Mackman 2018). El complex TF/FVIIa és un activador de la cascada de coagulació extrínseca i catalitza l'activació de FX i FIX. FXa i el cofactor V activat (FVa) formen un complex protrombòtic que genera trombina. Finalment, la trombina converteix el fibrinogen en fibrina, donant lloc a la formació de trombos (Grover i Mackman 2018). El TF s'expressa tant en cèl·lules musculars llises vasculars com en fibroblasts adventicials. En condicions inflamatòries, la seva expressió s'indueix en cèl·lules endotelials o cèl·lules circulants com els monòcits (Østerud i Bjørklid 2006).

Els receptors activats per proteases (PAR) són membres de la superfamília de receptors acoblats a proteïnes G, que inclou quatre proteïnes PAR (PAR1-4). Els PAR pateixen una escissió per proteases a l'extrem N-terminal i s'activen en unir-se a un nou N-terminal que conté un lligand lligat. Els quatre membres dels PAR (PAR1-4) s'activen per proteases de coagulació específiques: el complex TF i FVIIa activa PAR2, el factor Xa activa tant PAR1 com PAR2 i la trombina activa PAR1, PAR3 i PAR4 (Camerer et al. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier i Ruf 2012; Zhao et al. 2014). La relació entre TF, proteases de coagulació i PAR es mostra a la figura 1.

Se sap que els PAR s'expressen àmpliament a les cèl·lules renals i estan implicats en la fisiopatologia de la lesió renal. Tant PAR1 com PAR2 s'expressen en cèl·lules endotelials glomerulars, cèl·lules mesangials i cèl·lules tubulars renals derivades d'humans o de ratolí; PAR2, PAR3 i PAR4 s'expressen en podòcits humans; PAR1, PAR3 i PAR4 s'expressen en podòcits murins (Tanaka et al. 2005; Vesey et al. 2005; Madhusudhan et al. 2012; Dong et al. 2015; Madhusudhan et al. 2016).

Tot i que s'han demostrat els efectes nocius o protectors dels PAR en la lesió renal, l'acumulació de dades suggereix que els PAR agreugen la inflamació estimulant la producció de citocines i quimiocines (Rothmeier i Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). D'acord amb aquesta troballa, els agonistes PAR1 i PAR2 promouen l'expressió de mediadors inflamatoris, com la proteïna quimiotàctica monòcit 1 (MCP1) i l'inhibidor de l'activador del plasminogen-1 (PAI{-1) ​​i molècules profibròtiques en endotelials. , mesangials i cèl·lules tubulars renals (Vesey et al. 2005; Vesey et al. 2013; Ellinghaus et al. 2016; Waasdorp et al. 2016; Oe et al. 2019). En estudis in vivo, la manca de PAR1 o la presència d'inhibidors de PAR1 va reduir la inflamació en models de glomerulonefritis crentica o lesió renal obstructiva (Cunningham et al. 2000; Waasdorp et al. 2019; Lok et al. 2020). De la mateixa manera, els efectes terapèutics de la inhibició de PAR2 en lesions renals van anar acompanyats d'una reducció de la inflamació als ronyons (Hayashi et al. 2016; Du et al. 2017; Han et al. 2019; Watanabe et al. 2019).

Polimorfismes endotelials d'òxid nítric sintasa en DKD

L'òxid nítric sintasa endotelial (eNOS) és una de les tres isoformes de NOS i contribueix a la producció de NO a l'endoteli vascular (Walford i Loscalzo 2003). El NO produït per eNOS a l'endoteli vascular té un paper crucial en la regulació de la relaxació vascular, l'antiinflamació i la prevenció de la formació de trombes (Walford i Loscalzo 2003). L'expressió deteriorada d'eNOS s'associa amb el desenvolupament de DKD. Les metaanàlisis realitzades recentment en humans han revelat que G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) i l'intró 4b/4a ​​(rs{869109213) en els gens eNOS (NOS3) estan estretament associats amb el desenvolupament de DKD (Dellamea et al. 2014; Zhang et al. 2015; Dong et al. 2018). D'aquestes variants, el paper del polimorfisme G894T (Glu298Asp) en la funció d'eNOS ha estat ben caracteritzat. La producció reduïda de NO o acumulació de nitrits es va indicar a les cèl·lules CHO transfectades amb 298Asp en comparació amb les amb 298Glu (Noiri et al. 2002). Col·lectivament, aquests resultats indiquen que la producció reduïda de NO per la disfunció d'eNOS és important per a la progressió de la DKD en humans.

Fig. 1. Relació entre els factors de coagulació i els receptors activats per proteases (PAR). A la cascada de la coagulació extrínseca, el complex del factor tissular (TF) i el complex FVII actiu (FVIIa) activen el receptor 2 activat per proteasa (PAR2), el FX actiu (FXa) activa tant PAR1 com PAR2 i la trombina s'adreça a PAR1, PAR3 i PAR4. La divisió de la seqüència N-terminal de PARs per proteases de coagulació revela una nova seqüència N-terminal que actua com un lligand lligat i promou la inflamació.

Ratolins diabètics que no tenen eNOS com a model de nefropatia diabètica humana

L'establiment de models preclínics fiables semblants a la DKD humana és essencial per a l'estudi de noves opcions terapèutiques. A partir de l'evidència que mostra una associació entre el polimorfisme d'eNOS i la DKD, diversos estudis han demostrat que els models d'eliminació d'eNOS de tipus I i tipus II de DM són alguns dels models d'èxit que imiten la DKD humana (Brosius et al. 2009; Azushima et al. 2018). Es va demostrar que els ratolins diabètics induïts per estreptozotocina que no tenen eNOS desenvolupen albuminúria severa, expansió mesangial, engrossiment de la membrana basal glomerular i hialinosi arteriolar, semblant a la DKD humana (Nakagawa et al. 2007). De la mateixa manera, els ratolins diabètics tipus II (db/db) que no tenien eNOS van mostrar una glomeruloesclerosi severa i albuminúria (Zhao et al. 2006).

TF elevat en ratolins diabètics que no tenen eNOS

El NO inhibeix la formació de trombes i l'agregació plaquetària (Walford i Loscalzo 2003). Com que es va observar la formació de trombes glomerulars en ratolins diabètics que no tenien eNOS (Nakagawa et al. 2007), una expressió deteriorada d'eNOS probablement s'associa amb l'augment de la coagulació dependent de TF. L'associació entre eNOS i TF en DKD s'ha abordat en els nostres informes anteriors (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a; Oe et al. 2016) (Fig. 2).

La reducció o la manca d'expressió d'eNOS augmenta l'activitat renal de TF en ratolins Akita diabètics

Hem caracteritzat l'expressió de TF en ratolins diabètics Akita (Ins2Akita/+), un model de DM tipus I, amb diversos nivells d'expressió d'eNOS (eNOS+/+, eNOS+/- i eNOS-/-) (Wang et al. 2011a). Vam trobar que la gravetat de la DKD es va associar amb una expressió reduïda d'eNOS. L'excreció d'albúmina urinària, la glomerulosclerosi i la reducció de la taxa de filtració glomerular es van agreujar en l'ordre següent: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Curiosament, l'expressió i l'activitat del TF renal es van incrementar en eNOS +/-; Ins2Akita/+ i eNOS-/-; Ratolins Ins2Akita/+ en comparació amb els d'eNOS+/+; Ins2Akita/+ ratolins. La deposició de fibrina glomerular també va ser notable en eNOS+/-; Ins2 Akita/+ i eNOS-/-; Ins2 Akita/+ ratolins. A més, l'expressió d'ARNm de Tf renal es va correlacionar amb la gravetat de la malaltia, l'excreció d'albúmina urinària i l'expressió de citocines inflamatòries renals.