Glomerular permeability and polyanion in Adriamycin nephrosis in the rat

Glomerular permeability and polyanion in Adriamycin nephrosis in the rat. Alterations in glomerular permeability were studied in Adriamycin-induced proteinuria in rats by measuring fractional clearances (C/GFR) of uncharged labeled dextrans of varying molecular radii (ae) and of anionic, native, and cationic horseradish peroxidases (HRP) in experimental and control animals. Experimental animals were studied between days 14 and 55 after a single intravenous dose of Adriamycin (doxorubicin), 7.5 mg/kg. Mean proteinuria in the experimental animals was 98mg/24hr. Glomerular morphology showed few changes except for epithelial cell swelling, vacuolization, and foot process obliteration, and a significant reduction of glomerular colloidal iron staining. Polyethyleneimine staining revealed a similar distribution of anionic sites in the laminae rarae interna and externa in proteinuric rats as compared with controls. Inulin clearances revealed reduction in GFR and RPF of 20 and 15%, respectively. Dextran C/GFR values showed in experimental animals a size defect for molecules with an ae exceeding 40 Å, with a four- to fivefold increase over the values found in control animals for dextrans with ae of 58 and 60 Å. The peroxidase clearances showed a slight increase in C/GFR of anionic HRP in experimental animals, as could be expected on the basis of the sieving defect, whereas the C/GFR values for native and cationic HRP were virtually unchanged, indicating an intact functional charge barrier in the proteinuric animals. The results indicate that proteinuria in this model, which morphologically resembles aminonucleoside nephrosis, is due to a sieving defect, the charge barrier being functionally intact. The results further suggest, at least in this model, that a reduction in colloidal iron reactive glomerular polyanion is not associated with a defect in the charge selective barrier function.Perméabilité glomérulaire et polyanions dans la néphrose par Adriamycine chez le rat. Les altérations de la perméabilité glomérulaire ont été édutiées chez le rat au cours de la protéinurie induite par l'adriamycine en mesurant les clearances fractionnelles (C/GFR) de dextrans neutres marqués de différents rayons moléculaires (ae), et de peroxydases de raifort anioniques, neutres, et cationiques (HRP) chez des animaux expérimentaux et contrôles. Les animaux expérimentaux étaient étudiés entre les jours 14 et 55 après une injection unique intra-veineuse d'Adriamycine (doxorubicine), 7.5mg/kg. La protéinurie moyenne chez les animaux expérimentaux était de 98mg/24hr. La morphologie glomérulaire indiquait peu de modifications excepté un gonflement des cellules épithéliales, une vacuolisation et une fusion des pédicelles, et une réduction significative de la coloration glomérulaire par le fer colloïdal. La coloration au polyéthylèneimine a révélé une distribution identique des sites anioniques dans les lamina rarae interna et externa de rats protéinuriques par rapport aux contrôles. Les clearances de l'inuline ont montré une réduction de GFR et RPF de 20 et 15%, respectivement. Les valeurs de C/GFR du dextran ont indiqué chez les animaux expérimentaux un trouble portant sur la taille pour les molécules dont ae dépasse 40 Å, avec une augmentation de quatre- à cinqfois au-dessus des valeurs trouvées chez les animaux contrôles pour des dextrans d'ae de 58 et 60 Å. Les clearances des peroxydases ont indiqué une augmentation modérée de C/GRF pour HRP anionique chez les animaux expérimentaux, comme cela était attendu sur la base d'un trouble de la filtration, tandis que les valeurs de C/GFR pour les HRP natives et cationiques étaient virtuellement inchangées, indiquant une barrière fonctionnelle de charge intacte chez les animaux protéinuriques. Ces résultats indiquent que la protéinurie dans ce modèle qui ressemble morphologiquement à la néphrose des aminonucléosides, est due à un trouble de la filtration, la barrière de charges restant fonctionnellement intacte. Ces résultats suggèrent en outre, au moins dans ce modèle, que une réduction des polyanions glomérulaires réagissant avec le fer colloïdal n'est pas associée à une anomalie de la barrière sélective aux charges

Glomerular filtration of proteins: Clearance of anionic, neutral, and cationic horseradish peroxidase in the rat

Glomerular filtration of proteins: Clearance of anionic, neutral, and cationic horseradish peroxidase in the rat. Glomerular permeability to horseradish peroxidase, a protein slightly smaller than rat albumin but similar in shape, was studied in Wistar-Furth rats by using a purified neutral isozyme (HRP; molecular radius, ae=29.8 Å) as well as an anionic succinyl-derivative (sHRP ae=31.8 Å) and a cationized enzyme (cHRP, ae=30 Å). The clearance rate of the proteins was determined over a 20-min period using the amounts of enzyme actually filtered (i.e., protein in the urine and protein reabsorbed by tubules). Fractional clearance of cationic HRP (0.338 ± 0.019) exceeded that of neutral HRP (0.061 ± 0.005) by a factor of 5.5 and that of anionic HRP (0.007 ± 0.000) by a factor of 48. Tubular reabsorption was less than 10% of the filtered load. The experimental results indicate marked charge dependency of the filtration of proteins across the glomerulus. Fractional clearances for these proteins are significantly lower than those reported in the literature for dextrans of similar molecular radii. Other molecular properties such as shape and deformability may explain these differences.Filtration glomérulaire des protéines: Clearance de la peroxydase de raifort anionique, neutre ou cationique chez le rat. La perméabilité glomérulaire à la peroxydase de raifort, une protéine un peu plus petite que l'albumine de rat mais semblable par sa forme, a été étudiée chez des rats Wistar-Furth au moyen d'un isoenzyme neutre purifié (HRP; rayon moléculaire, ae = 29,8 Å), d'un dérivé succinylé anionique (sHRP, ae = 31,8 Å) et d'un enzyme cationique (cHRP, ae = 30 Å). La clearance des protéines a été déterminée sur une période de 20min en utilisant les quantités de protéines réellement filtrées (c'est-à-dire les protéines de l'urine et les protéines réabsorbées par les tubes). La clearance fractionnelle de HRP cationique (0,338 ± 0,019) est supérieure à celle de HRP neutre (0,061 ± 0,059 d'un facteur 5,5 et à celle de HRP anionique (0,007 ± 0,000) d'un facteur 48. La réabsorption tubulaire est inférieure à 10% de la charge filtrée. Les résultats expérimentaux indiquent que la filtration glomérulaire des protéines dépend de façon importante de leur charge. Les clearances fractionnelles de ces protéines sont significativement inférieures à celles rapportées dans la littérature pour les dextrans de mêmes rayons moléculaires. D'autres propriétés des molécules, telles que leur forme et leur déformabilité, peuvent expliquer ces différences

Determinants of immune complex-mediated glomerulonephritis

Determinants of immune complex-mediated glomerulonephritis. We have studied the influence of steric factors on the clinico-pathologic expression of immune complex-mediated glomerular diseases, utilizing ferritin as an exogenous antigen. The tracer was planted in the left kidney either in the subepithelial layer of the glomerular capillary wall or on the endothelium and lamina rara interna. Subepithelial immune complex formation resulted in non-inflammatory injury with heterologous-and autologous proteinuric phases (115 ± 16 mg/24 hrs on day 2; 183 ± 16 mg/24 hrs on day 9) lasting four to five weeks. The glomerular filtration rate of the experimental left kidney was reduced by 19% at day 3, and was increased by 20% at day 12 over right kidney values. Immune complexes persisted for more than seven weeks in the lamina rara externa. In contrast, immune complex deposition on the endothelium and in the lamina rara interna led to acute transient anuria, with a 38% drop in glomerular filtration rate at one hour, massive platelet accumulation, followed by a strong inflammatory response. Proteinuria did not develop. Functional and structural integrity was restored within 24 hours, with complete clearing of immune deposits. We conclude that the distribution of exogenous antigens within the capillary wall determines the structural and functional expression of immune-mediated glomerular diseases

Influence of antigen distribution on the mediation of immunological glomerular injury

Influence of antigen distribution on the mediation of immunological glomerular injury. To determine if the site of immune reaction could influence the mediation and morphological expression of glomerular injury in experimental anti-glomerular basement membrane (anti-GBM) nephritis and membranous nephropathy, we studied the events that followed the in situ reaction of rat antibody with antigen planted in either the GBM (especially the lamina rara interna) or in the subepithelial space (SE). Non-nephritogenic amounts of noncomplement-fixing sheep anti-GBM or anti-tubular brushborder antibody were injected into separate groups of rats to plant sheep IgG in the GBM and SE, respectively. Kidneys containing sheep IgG were then transplanted into naive recipients that were passively immunized with rat anti-sheep IgG. There was marked proteinuria after 2 days (antigen in GBM: 226 ± 50.7; antigen in SE: 69 ± 50.7 mg/24 hr) that was abrogated by prior depletion of complement in both groups (antigen in GBM: 10.2 ± 1.7; antigen in SE: 14.3 ± 8.7 mg/24 hr). When antigen was planted in SE, inflammatory-cell depletion with either anti-neutrophil (PMN) serum or lethal irradiation had no effect on proteinuria. In contrast, anti-PMN abolished proteinuria (12.0 ± 5.6 mg/24 hr) and irradiation reduced it by 60% when antigen was in GBM. Glomeruli of kidneys with antigen in GBM were significantly larger and more hypercellular than those with antigen in SE after transplantation into immunized recipients. Endothelial cell injury and adherence of inflammatory cells to denuded GBM were prominent in the former (antigen in GBM), while glomeruli with antigen in SE showed only subepithelial deposits, adjacent slit-diaphragm displacement, and epithelial cell foot-process effacement. Thus, the reaction of antigen and antibody in glomeruli produced complement-mediated injury which was cell-independent when complex formation occurred on the outer aspect of the GBM but was cell-dependent when the same reagents reacted more proximally to the circulation. We therefore conclude that antigen distribution can critically influence the mediation and morphologic expression of immune glomerular injury and may, in part, account for variations in the clinical and histological manifestations of antibody-induced glomerular disease in humans.Influence de la distribution antigénique sur la médiation des lésions glomérulaires immunologiques. Afin de déterminer si le site de la réaction immune pourrait influencer la médiation et l'expression morphologique des lésions glomérulaires lors d'une néphrite expérimentale anti-membrane basale glomérulaire (anti-GBM) et d'une néphropathie extra-membraneuse, nous avons étudié les événements qui suivaient la réaction in situ d'anticorps de rat avec un antigène fixé soit dans la GBM (surtout dans la lamina rara interna), soit dans l'espace sous-épithélial (SE). Des quantités non nephritogènes d'anticorps anti-GBM, ou anti-bordure en brosse tubulaire de mouton ne fixant pas le complément ont été injectées à différents groupes de rats pour fixer de l'IgG de mouton dans la GBM et le SE, respectivement. Les reins contenant l'IgG de mouton étaient alors transplantés à des receveurs vierges passivement immunisés avec de l'IgG de rat antimouton. Il existait une protéinurie marquée après deux jours (antigène dans la GBM: 226 ± 50,7; antigène dans SE: 69 ± 50,7 mg/24 hrs) qui à été abrogé par une déplétion du complement dans les deux groupes (antigène dans la GBM: 10,2 ± 1,7; antigène dans SE: 14,3 ± 8,7 mg/24 hr). Lorsque l'antigène était fixé dans SE, une déplétion en cellules inflammatoires par du sérum anti-neutrophile (PMN) ou une irradiation léthale n'avaient pas d'effet sur la protéinurie. A l'opposé, anti-PMN supprimait la protéinurie (12,0 ± 5,6 mg/24 hr) et l'irradiation la réduisait de 60% lorsque l'antigène était dans la GBM. Les glomérules de reins ayant l'antigène dans la GBM étaient significativement plus gros et plus hyper-cellulaires que ceux ayant l'antigène dans SE après transplantation chez des receveurs immunisés. Les lésions cellulaires endothéliales et l'adhérence des cellules inflammatoires à des GBM nues étaient prédominantes chez les premiers (antigène dans la GBM) alors que les glomérules ayant l'antigène dans SE présentaient uniquement des dépôts sous-épithéliaux, un déplacement du slit-diaphragme adjacent et un effacement des pédicelles des cellules épithéliales. Ainsi, la réaction d'un antigène et d'un anticorps dans des glomérules a produit des lésions à médiation complémentaire indépentantes des cellules lorsque la formation de complexes survenait dans la partie extérieure de la GBM, mais dépendantes des cellules lorsque les mêmes réactifs interagissaient de façon plus proximale dans la circulation. Nous concluons donc que la distribution antigénique peut influencer de manière critique la médiation et l'expression morphologique des lésions glomérulaires immunes et qu'elle peut, en partie, rendre compte de variations dans les manifestations cliniques et histologiques de glomérulopathies à médiation par anticorps chez l'homme

ADAM17 substrate release in proximal tubule drives kidney fibrosis

Kidney fibrosis following kidney injury is an unresolved health problem and causes significant morbidity and mortality worldwide. In a study into its molecular mechanism, we identified essential causative features. Acute or chronic kidney injury causes sustained elevation of a disintegrin and metalloprotease 17 (ADAM17); of its cleavage-activated proligand substrates, in particular of pro-TNFα and the EGFR ligand amphiregulin (pro-AREG); and of the substrates\u27 receptors. As a consequence, EGFR is persistently activated and triggers the synthesis and release of proinflammatory and profibrotic factors, resulting in macrophage/neutrophil ingress and fibrosis. ADAM17 hypomorphic mice, specific ADAM17 inhibitor-treated WT mice, or mice with inducible KO of ADAM17 in proximal tubule (Slc34a1-Cre) were significantly protected against these effects. In vitro, in proximal tubule cells, we show that AREG has unique profibrotic actions that are potentiated by TNFα-induced AREG cleavage. In vivo, in acute kidney injury (AKI) and chronic kidney disease (CKD, fibrosis) patients, soluble AREG is indeed highly upregulated in human urine, and both ADAM17 and AREG expression show strong positive correlation with fibrosis markers in related kidney biopsies. Our results indicate that targeting of the ADAM17 pathway represents a therapeutic target for human kidney fibrosis

Bleeding Complications After Percutaneous Native Kidney Biopsy: Results From the Boston Kidney Biopsy Cohort.

To access publisher's full text version of this article, please click on the hyperlink in Additional Links field or click on the hyperlink at the top of the page marked DownloadBackground: The major risk of kidney biopsy is severe bleeding. Numerous risk factors for bleeding after biopsy have been reported, but findings have been inconsistent. Methods: We retrospectively reviewed medical records of adult patients enrolled in a native kidney biopsy cohort study to identify major bleeding events (red blood cell [RBC] transfusions, invasive procedures, kidney loss, or death). We used logistic and linear regression models to identify characteristics associated with postbiopsy RBC transfusions and decline in hemoglobin within a week after the procedure. Results: Major bleeding events occurred in 28 of 644 (4.3%) patients (28 required an RBC transfusion, 4 underwent angiographic intervention, and 1 had open surgery to control bleeding). No patient lost a kidney or died because of the biopsy. Postbiopsy RBC transfusion risk was driven by the baseline hemoglobin level (odds ratio [OR] 13.6; 95% confidence interval [CI] 5.4-34.1 for hemoglobin <10 vs. ≥10 g/dl). After adjusting for hemoglobin, no other patient characteristics were independently associated with RBC transfusions. Female sex (β = 0.18; 95% CI: 0.04-0.32), estimated glomerular filtration rate (eGFR) <30 ml/min per 1.73 m2 (β = 0.32; 95% CI: 0.14-0.49), and baseline hemoglobin (β = 0.09; 95% CI: 0.05-0.13, per g/dl increase) were independently associated with a larger drop in hemoglobin. Histopathologic lesions were not independently associated with major bleeding after biopsy. Conclusion: Biopsies were generally well tolerated. Baseline hemoglobin was the dominant risk factor for RBC transfusions, but female sex and eGFR <30 ml/min per 1.73 m2 were also associated with a larger decline in hemoglobin after the procedure.United States Department of Health & Human Services National Institutes of Health (NIH) - USA ASN Ben J. Lipps Research Fellowship Gran