Прогресс клинических исследований ОПП в 2022 г. III

Общие причины острого повреждения почек (ОПП) включают ишемию-реперфузию почек, сепсис и нефротоксины, которые повреждают эпителиальные клетки канальцев (TEC), что может вызвать острую канальцевую гибель. Поскольку клетки с наибольшим количеством и наибольшей долей в почечной ткани, повреждение и гибель ТИК являются наиболее важными факторами снижения почечной функции. Его дисфункция и нарушение являются начальными событиями при ОПП и напрямую связаны с гибелью ТИК. За последний год фундаментальные исследования ОПП значительно продвинулись в эпигенетике канальцев, полиплоидизации, ферроптозе, пироптозе и старении.

ОПП и тубулярная эпигенетика

Прогресс исследований в области эпигенетики показывает, что в патогенезе ОПП участвуют различные эпигенетические модификации, включая ацетилирование, метилирование и микроРНК. Изменения в метилировании ДНК-промотора происходят в почках после ишемического/реперфузионного повреждения, и нацеливание на процесс регуляции эпигенетических модификаций может способствовать клинической таргетной терапии пациентов с ОПП. Используя модель мышей с дефицитом витамина С (мыши с нокаутом Gulo), Yu et al. создали исчерпывающий профиль каждого типа клеток в почках с помощью секвенирования одноклеточной РНК, бисульфитного секвенирования всего генома и иммунопреципитационного секвенирования метилированной РНК. специфические профили транскрипции и метилирования ДНК/РНК. РЕЗУЛЬТАТЫ. После дефицита витамина С потеря гидроксиметилирования и гиперметилирования ДНК эпителия проксимальных канальцев предшествовала некрозу канальцев в почках, что позволяет предположить, что витамин С ремоделирует эпигенетические модификации ДНК/РНК. Профилактическое добавление антиоксидантных производных витамина С (АПМ) способствует деметилированию ДНК и облегчает вызванный цисплатином острый канальцевый некроз. Эти результаты будут способствовать развитию витамина С в качестве эпигенетической терапии заболеваний почек и предоставят новые идеи и идеи относительно витамина С как эпигенетического регулятора почечного гомеостаза1.

ОПП и полиплоидизация почечных канальцев

Полиплоидизация — это процесс, при котором нормальные диплоидные клетки приобретают дополнительный набор хромосом. Это часто является компенсаторным механизмом для клеток почечных канальцев после острой почечной недостаточности для поддержания остаточной функции почек и предотвращения почечной недостаточности. Кьяра и др. исследовали распределение полиплоидии в тубулярных клетках после ОПП с помощью анализа содержания ДНК и методов секвенирования РНК одиночных клеток, а затем исследовали функциональную роль тубулярной полиплоидизации с использованием различных моделей трансгенных животных и медикаментозных вмешательств. Исследование также подтвердило, что полиплоидизация почечных канальцев, вызываемая белком YAP1, является основным механизмом выживания для поддержания остаточной функции почек на ранней стадии ОПП, но с развитием ОПП этот механизм выживания способствует прогрессированию ОПП до ХБП на начальной стадии. Стоимость старения полиплоидных почечных канальцев. изменять. Если низкомолекулярное соединение СА3 используется для нацеливания на транскрипционную активность YAP1/TEAD на ранней стадии ОПП, можно предотвратить полиплоидизацию клеток почечных канальцев, но можно предотвратить переход от ОПП к ХБП, не влияя на почечную недостаточность, вызванную ОПП. Терапия антивозрастными препаратами (кверцетин плюс дазатиниб) блокировала переход ОПП-ХБП путем ингибирования полиплоидизации канальцев. Эти результаты определяют потенциальную мишень для лекарств и обеспечивают важное обоснование клинического улучшения прогноза ОПП2.

ОПП и некроз почечных канальцев

Некроз клеток почечных канальцев включает некроптоз, ферроптоз, пироптоз и др. Каждый вид некроза клеток имеет свой специфический молекулярный механизм регуляции, представляющий собой активный процесс, детерминированный генами. Упорядоченный характер смерти преобладает при ОПП и играет важную роль в поддержании тканевого гомеостаза3.

Нажмите, чтобы купить Cistanche для лечения острой почечной недостаточности

Ферроптоз представляет собой регуляторный некроз, характеризующийся перекисным окислением липидов, например, фосфатидилэтаноламин (ФЭ), содержащий арахидоновую кислоту, играет важную роль в ОПП. Исследования метаболизма липидов в почках проводились на модели фолат-индуцированного ОПП (FA-AKI) Martin-Saiz et al. Метаболизм липидов в почках оценивали с помощью визуализирующей масс-спектрометрии (IMS), и дифференцировали клубочки, мозговое вещество и кору в контрольной группе, ОПП и ОПП плюс ферростатин -1 (ингибитор ферроптоза) лечили. Из 139 липидов, идентифицированных в 16 категориях, 29 (20,5%) значительно различались между 48-h контрольной группой и группой с ОПП. Общее количество видов PE и сульфата лизина снизилось, в то время как содержание фосфатидилинозитолов (PI) увеличилось при ОПП. Уровни экспрессии мРНК Pemt, Pgs1, Cdipt и Tamm, связанные с метаболизмом липидов, были нарушены при ОПП и соответствовали наблюдаемым изменениям липидов. Ферростатин-1 улучшал ОПП и ослаблял некоторые изменения липидов, связанные с ОПП, такие как снижение ПЭ и растворимых сульфатов, без изменения экспрессии ферментов метаболизма липидов. Таким образом, при нефротоксическом ОПП изменения липидного состава почек связаны с изменениями экспрессии генов ферментов, метаболизирующих липиды, и этот патологический процесс может быть частично заблокирован ферростатином-1.

Недавно было обнаружено, что дексаметазон, широко используемый иммунодепрессант, вызывает ферроптоз за счет истощения запасов глутатиона (GSH). Массенхаузен и др. обнаружили, что дексаметазон значительно снижал уровень GSH в клетках канальцев и повышал чувствительность клеток канальцев к ферроптозу. Дальнейшие исследования показали, что дексаметазон активирует протеиндипептидазу -1, регулирующую метаболизм GSH (DPEP1), в зависимости от глюкокортикоидного рецептора (GR), а активация DPEP1 может ускорять катаболизм GSH. Нокаут DPEP1 обращает вспять вызванный дексаметазоном ферроптоз. Ингибиторы ферроптоза, ингибитор DPEP1 циластатин или нокаут гена DPEP1 уменьшали вызванный дексаметазоном канальцевый ферроптоз. В этой литературе показано, что дексаметазон опосредует увеличение экспрессии DPEP1 через GR, способствует истощению GSH и ферроптозу клеток почечных канальцев, а ингибирование этого процесса может улучшить ферроптоз клеток почечных канальцев, что имеет большое клиническое терапевтическое значение5.

ОПП и восстановление, регенеративная терапия

Под действием факторов повреждения клетки эпителия почечных канальцев теряют свою нормальную полярность, некроз или апоптоз, вызывая быстрое и прогрессирующее снижение почечной функции за короткий период. Хотя клетки почечной ткани обладают определенной способностью к регенерации и восстановлению, когда факторы повреждения являются тяжелыми, сложными или стойкими, почка подвергается неполному восстановлению и постепенно перерастает в хроническое заболевание почек. Тубулярные эпителиальные клетки (ТЭК) являются одной из важных клеток-мишеней для возникновения и прогрессирования ОПП, а также играют ключевую роль в восстановлении ОПП. В последние годы увеличилось количество исследований механизма, диагностики и лечения регенерации и восстановления почечных канальцев после ОПП, а также того, как стимулировать регенерацию эпителиальных клеток почечных канальцев и отсрочить хронизацию, привлекли все большее внимание и внимание.

Pax2 является незаменимым фактором транскрипции во время развития почек. Исследование показало, что в мышиной модели ишемически-реперфузионного повреждения (ИРИ) количество Рах2-позитивных клеток и уровень мРНК Рах2 были значительно увеличены после ИРИ, а количество клеток ki-67 плюс в почечных канальцах. У мышей с нокаутом Pax2 значительно уменьшилось количество клеток, в то время как у TUNEL plus количество клеток значительно увеличилось; и после 14 дней ИРИ почечный интерстициальный фиброз у мышей с нокаутом Pax2 усугубился. Экспрессия циклинзависимой киназы 4 (CDK4) была значительно снижена у мышей с нокаутом Pax2- после IRI по сравнению с мышами дикого типа, а повышение экспрессии CDK4 подавлялось ингибиторами Pax2. Эти результаты свидетельствуют о том, что после IRI реактивированный Pax2 в эпителиальных клетках проксимальных канальцев способствует пролиферации эпителиальных клеток проксимальных канальцев и ингибирует почечный фиброз путем повышения экспрессии CDK41.

Кроме того, ТИК после ОПП также могут секретировать высокие уровни GM-CSF, индуцировать активацию восстановительных макрофагов, экспрессирующих аргиназу -1 (Arg1), стимулировать пролиферацию ТИК и способствовать восстановлению почек. TEC также могут экспрессировать регулятор аутофагии, белок beclin1, для ослабления острого повреждения почек, стимулирования антипролиферации и ингибирования почечного фиброза.

Поскольку патогенез и механизм восстановления ОПП до конца не изучены, текущий клинический мониторинг ОПП основан на диурезе и маркерах плазмы. Клоке и др. использовали проточную цитометрию для сортировки почечных клеток в моче и разработали рабочий процесс для секвенирования одноклеточной РНК в моче. Анализ транскриптома ТИК в моче отражает процесс повреждения и восстановления ОПП и предоставляет новые средства и перспективы для идентификации мишеней ОПП, подклассификации, мониторинга и вмешательства в течение естественного течения4.

Что касается лечения ОПП, недавние исследования подтвердили, что формотерол, агонист 2-адренорецепторов, может способствовать восстановлению почек после ОПП у мышей, индуцируя митохондриальный биогенез. Но формотерол был ограничен его ежедневными дозировками и кардиотоксичностью. Ши и др. разработали наночастицы, содержащие формотерол, которые можно вводить в почки, тем самым достигая того же терапевтического эффекта, что и при системном введении, с менее частым введением и более низкими общими дозами, а также снижая потенциальную токсичность лекарственных средств5.

Глютамин – самая распространенная свободная аминокислота в организме. В случае инфицирования и повреждения тканей участвует в биосинтезе белков, энергетическом обмене, нейтрализации активного кислорода и является условно незаменимой аминокислотой. Клетки почечных канальцев и иммунные клетки являются основными «потребителями» глютамина. Томас и др. обнаружили, что внутривенное введение глютамина может значительно уменьшить повреждение почек и снижение почечной функции, вызванное ишемией-реперфузией у мышей; исследования показали, что глютамин индуцирует репрограммирование транскриптома и протеома в эпителиальных клетках почечных канальцев (TEC), уменьшая апоптоз эпителиальных клеток, рекрутирование нейтрофилов, улучшая функцию митохондрий и окислительное фосфорилирование. Между тем, исследователи определили глутамин-глутамилтрансферазу 2 (Tgm2) и киназу, регулирующую сигнал апоптоза (Ask1), в качестве основных мишеней глутамина в передаче сигналов апоптоза. Глютамин нацелен на активацию сигнального пути Tgm2-HSP70, ингибирует активацию Ask1 и JNK и, наконец, снижает эндогенный апоптоз митохондрий TEC. Приведенные выше результаты исследований позволяют предположить, что препараты глютамина, применявшиеся в клинической практике, могут быть использованы для лечения пациентов с ОПП6.

Фактор дифференцировки роста 15 (GDF15) является членом подсемейства GDF и играет важную роль в противовоспалительных, антипролиферационных и противоопухолевых процессах. Клинические исследования показали, что уровни GDF15 в сыворотке повышены у пациентов с ХБП и связаны с прогрессированием ХБП и смертностью; в то же время уровни GDF15 в сыворотке коррелируют с уровнями мРНК интерстициального GDF15 в почках, что свидетельствует о том, что GDF15 в почках может высвобождаться в кровоток. Однако роль GDF15 в остром повреждении почек и интерстициальном фиброзе не выяснена. Валино-Ривас и др. подтвердили, что GDF15 может уменьшить острую почечную недостаточность и интерстициальный фиброз, вызванный токсикантами (фолиевой кислотой или цисплатином), с помощью различных моделей трансгенных животных, а инъекция рекомбинантного белка GDF15 человеческого происхождения не влияет на острое почечное повреждение и интерстициальный фиброз. Имеет защитный эффект. Механически GDF15 способствует экспрессии ренопротекторного фактора Klotho и ингибирует активацию транскрипционного фактора NF-kB. Таким образом, GDF15 может быть новой мишенью для лекарственных средств, обеспечивая теоретическую основу для клинического лечения ОПП и ХБП7.

ОПП и COVID-19

COVID-19 вызывается коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), который может вызвать серьезное полиорганное поражение и смерть. Почки являются одним из основных органов-мишеней COVID-19, и острая почечная недостаточность (ОПП) часто встречается у пациентов с COVID-19 в критическом состоянии. Однако механизмы, с помощью которых COVID-19 вызывает ОПП, остаются в значительной степени неизвестными.

Такие исследователи, как Ван, провели серию углубленных исследований патогенетического механизма новой коронавирусной инфекции и обнаружили, что ОПП, вызванный белком N SARS-CoV-2, зависит от белка Smad3, поскольку SARS- N-белок CoV-2 может взаимодействовать с Smad3, а усиленная передача сигналов TGF-/Smad3 приводит к гибели эпителиальных клеток канальцев и ОПП посредством механизма остановки клеточного цикла G1, что свидетельствует о прямой роли N-белка SARS-CoV-2 в АКИ. В то же время команда обнаружила в результате изучения мышей с нокаутом гена Smad3 и специфических ингибиторов Smad3, что нокаут гена Smad3 и ингибирование белка Smad3 может значительно улучшить вызванную SARS-CoV -2 N-белком гибель клеток и острую поражение почек. Таким образом, ожидается, что использование белка Smad3 в качестве ингибирующей мишени станет новым методом лечения острого повреждения почек, вызванного COVID-191.

ACE2 является основным рецептором для проникновения COVID-19 в клетки-мишени, и исследователи разработали различные вмешательства для этого белка для достижения цели лечения COVID-19. Хасслер и др. продемонстрировали доклиническую эффективность нового растворимого белка ACE2 (ACE2-1-618-DDC-ABD) на летальной мышиной модели инфекции SARS-CoV-2. Исследователи объединили растворимые варианты ACE2 человека с альбуминсвязывающим доменом (ABD), связанным с шарнирно-подобным димерным матриксом 4-додекапептидом цистеина (DDC), чтобы улучшить способность связывания с SARS-CoV-2. Затем этот новый растворимый белок ACE2 вводили интраназально и внутрибрюшинно с последующим интраназальным инфицированием SARS-CoV-2. Результаты показали, что титры вируса SARS-CoV-2 в легких и головном мозге были значительно снижены у животных, получавших ACE2-1-618-DDC-ABD, с сопутствующим поражением почек, по сравнению с высокими титрами у нелеченных инфицированных контрольных животных. Таким образом, этот новый растворимый вариант человеческого ACE2, ACE2-1-618-DDC-ABD, может преобразовывать смертельную инфекцию в более легкую, как показано на модели COVID-19 на животных с тяжелым поражением легких и умеренным поражением проксимальных канальцев почек. травма Основываясь на своей доклинической эффективности, этот эксперимент предлагает новые идеи для улучшения и лечения COVID-192.

Как упоминалось ранее, ACE2, как первый идентифицированный рецептор-хозяин для SARS-CoV-2, отвечает за обратную регуляцию сигнального пути ренин-ангиотензин (RAS) путем ферментативной инактивации ангиотензина II. Лозартан является блокатором рецепторов ангиотензина II, который ингибирует опосредованную ангиотензином II интернализацию ангиотензина ACE2. Основываясь на этом фоне, Rahmani et al. исследовали влияние Ang II и лозартана на инфекцию SARS-CoV-2, чтобы предоставить доказательства в поддержку лозартана в качестве возможной неоадъювантной терапии для SARS-CoV-2.

Последовательности РНК, специфичные для вируса, участвуют в противовирусных механизмах хозяина, активируя сотни IFN-стимулируемых генов (ISG), способствуя противовирусному состоянию хозяина. Команда обнаружила, что лозартан активирует противовирусные ISG, такие как BST2 и IFITM1, с помощью модели почечных органоидов, что помогает снизить восприимчивость клеток почечных канальцев к SARS-CoV-2. Таким образом, лечение лозартаном может защитить от COVID-19-ОПП. Это исследование предполагает потенциальную защитную роль ингибиторов РАС против инфекции SARS-CoV-23.

для получения дополнительной информации: Ali.ma@wecistanche.com