Inhibition of both the TLR4/NF-kB and NLRP3 inflammasome pathways prevents CKD in a model of chronic NO inhibition associated with salt overload

A inibição crônica do óxido nítrico com Nw-nitroargininemethylester (L-NAME), associado à sobrecarga de sal, leva a hipertensão grave, albuminúria, glomeruloesclerose, isquemia glomerular e fibrose intersticial, caracterizando um modelo de doença renal crônica (DRC). Achados anteriores deste laboratório e de outros sugerem que a ativação de pelo menos duas vias da imunidade inata, TLR4/NF-kB e NLRP3/IL-1beta, ocorre em vários modelos experimentais de DRC e que a progressão da lesão renal pode ser atenuada com a inibição destas vias. No presente estudo, investigamos se a ativação da imunidade inata, através da via TLR4/NF-kB ou NLRP3/IL-1beta, está envolvida na patogênese da lesão renal em outro modelo de DRC, o de inibição crônica do NO com sobrecarga de sal. Ratos Munich-Wistar machos adultos receberam sobrecarga de sal (2% Na+ na dieta e 0,5% Na+ na água do bebedouro) e L-NAME (32 mg/Kg/dia) dissolvido na salina do bebedouro (Grupo HS+N) ou tratados com alopurinol (Alo, 36 mg/Kg/dia, v.o), usado como inibidor de NLRP3 (grupo HS+N+Alo) ou tratados com ditiocarbamato de pirrolidina (PDTC, 60 mg/Kg/dia, v.o), um inibidor de NF-kB (Grupo HS+N+PDTC). Após 4 semanas, os ratos HS+N desenvolveram hipertensão arterial, albuminúria e lesão renal, juntamente com inflamação renal, estresse oxidativo e ativação de ambas as vias NLRP3/IL1-beta e TLR4/NF-kB. Alo reduziu o ácido úrico renal e inibiu a via NLRP3/IL-1beta. Esses efeitos foram associados à atenuação da hipertensão arterial, albuminúria e inflamação/fibrose intersticial, mas não à lesão glomerular. O PDTC diminuiu o ácido úrico renal e inibiu as vias NLRP3 e NF-kB, promovendo um efeito antiinflamatório e nefroprotetor mais eficiente que o Alo. As vias NLRP3/IL-1beta e TLR4/NF-kB atuam paralelamente para promover lesão/inflamação renal e devem ser simultaneamente inibidas para obter nefroproteção maior nesse modelo de DRCNitric oxide inhibition with Nk-nitroargininemethylester (L-NAME) along with salt overload leads to severe hypertension, albuminuria, glomerulosclerosis, glomerular ischemia and collapse, together with interstitial fibrosis, characterizing a model of chronic kidney disease (CKD). Previous findings of this laboratory and elsewhere suggest that activation of at least two pathways of innate immunity, TLR4/NF-kB and NLRP3 inflammasome/IL-1beta, occurs in several experimental models of CKD, and that progression of renal injury can be slowed with inhibition of these pathways. In the present study, we investigated whether activation of innate immunity, through either the TLR4/NFkB or NLRP3/IL-1beta pathway, is involved in the pathogenesis of renal injury in yet another CKD model, chronic NO inhibition with salt overload. Adult male Munich-Wistar rats receiving L-NAME in drinking water and salt overload (Group HS+N) were treated with Allopurinol (ALLO), used as an NLRP3 inhibitor (Group HS+N+ALLO), or PyrrolidineDithiocarbamate (PDTC) a NF-kB inhibitor (Group HS+N+PDTC). After 4 wks, HS+N rats developed hypertension, albuminuria and renal injury, along with renal inflammation, oxidative stress and activation of both the NLRP3/IL1-beta and TLR4/NF-kB pathways. ALLO lowered renal uric acid and inhibited the NLRP3 pathway. These effects were associated with amelioration of hypertension, albuminuria and interstitial inflammation/fibrosis, but not glomerular injury. PDTC lowered renal uric acid and inhibited both the NLRP3 and NF-kB pathways, promoting a more efficient anti-inflammatory and nephroprotective effect than ALLO. NLRP3/IL-1beta and TLR4/NF-kB act in parallel to promote renal injury/inflammation and must be simultaneously inhibited for best nephroprotectio

Hypoxia effect on the pathogenesis of kidney injury in two experimental models of chronic kidney disease: aggravation or protection?

A hipóxia tecidual tem sido apontada como importante fator patogênico da Doença Renal Crônica (DRC). Relatamos anteriormente que a exposição crônica à baixa pO2 ambiente levou à hipóxia do tecido renal, mas não promoveu lesão renal em ratos sadios e, em ratos submetidos a ablação renal 5/6, atenuou inesperadamente a lesão renal. No presente estudo, investigamos se a hipóxia crônica também foi renoprotetora em dois modelos adicionais de DRC: o de nefrite tubulointersticial induzido por sobrecarga de adenina na dieta; e o de inibição crônica da síntese de óxido nítrico. Examinaremos também os mecanismos celulares envolvidos nesse possível efeito renoprotetor da hipóxia, em particular a ativação da imunidade inata. Em ambos os modelos, a hipóxia renal causada pela baixa pO2 ambiente atenuou o desenvolvimento de lesão renal e inflamação. Além disso, a hipóxia renal limitou a ativação das cascatas do inflamassoma NF-B e NLRP3. Os mecanismos subjacentes a esses efeitos protetores não são claros e podem envolver a atenuação do estresse oxidativo local, diminuição dos níveis intrarrenais de angiotensina II. Esses achados podem contribuir para desvendar a patogênese da DRC e para o desenvolvimento de estratégias inovadoras para deter sua progressãoTissue hypoxia has been pointed out as a major pathogenic factor in chronic kidney disease (CKD). However, epidemiological and experimental evidence inconsistent with this notion has been described. We reported previously that chronic exposure to low ambient pO2 led to renal tissue hypoxia, but promoted no renal injury in normal rats and, in rats with 5/6 renal ablation, unexpectedly attenuated renal injury. In the present study, we investigated whether chronic hypoxia was also renoprotective in two additional models of CKD: tubulointerstitial nephritis induced by models of dietary adenine overload; and the chronic of nitric oxide synthesis. We will also examine the cellular mechanisms involved in this possible renoprotective effect of hypoxia, in particular the activation of innate immunity. In both models, renal hypoxia caused by low ambient pO2 attenuated the development of renal injury and inflammation. In addition, renal hypoxia limited the activation of the NF-B and NLRP3 inflammasome cascades. The mechanisms underlying these protective effects are unclear and may involve attenuation of local oxidative stress, lowering of intrarenal levels of angiotensin II. These findings may contribute to unravel the pathogenesis of CKD and to the development of innovative strategies to arrest its progressio