The effect of an HIV-1 viral protease inhibitor on staurosporine-induced apoptosis in immortalized mesangial cells

CONTEXT: Progressive glomerular sclerosis is a condition characterized by the accumulation of glomerular extracellular matrix and a decrease in the number of glomerular cells. The mechanisms involved in the progressive loss of glomerular cells are not well understood but may involve the process of apoptosis. The principal mediators for the apoptotic pathway are a class of protease enzymes called caspases. It is not known how other therapeutic protease inhibitors affect the caspase cascade and therefore whether they would be effective in preventing excessive apoptosis in the late stages of progressive glomerular sclerosis. OBJECTIVE: To evaluate whether an inhibitor of the HIV-1 viral protease Ac-Leu-Val-phenylalanine (PI) could inhibit apoptosis in immortalized mesangial cells. DESIGN: Experimental. SETTING: Nephrology Division, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)/Escola Paulista de Medicina. PARTICIPANTS: Immortalized mesangial cells. PROCEDURES: Cell culture. MAIN MEASUREMENTS: Viability and rate of apoptosis. RESULTS: Immortalized mesangial cells were treated with staurosporine (at concentrations of 10-100 nM for 8-28 hours) to induce apoptosis. Staurosporine at 10 nM for 8 hours had no effect on viability, but did cause a significant increase in the rate of apoptosis (p = 0.0411, n = 6). Increasing the incubation time elicited a greater increase in the rate of apoptosis (p = 0.0001, n = 6), although there was also a significant decrease in viability (p=0.0002). Increasing the concentration of staurosporine to 100 nM resulted in a marked increase in apoptosis (p <0.0001) but resulted in unacceptable viability (<40%, p <0.0001, n = 6). CONCLUSIONS: Incubation of immortalized mesangial cells with PI (900 nM) alone for 2-24 hours had no effect on cell viability or the rate of apoptosis when compared with vehicle (methanol) controls. Co-incubation of the cells with staurosporine (10 nM) and PI for 24 hours had no significant effect on the rate of apoptosis. Therefore, in immortalized mesangial cells, staurosporine-induced apoptosis was not significantly affected by the HIV-1 viral protease inhibitor Ac-Leu-Val-phenylalanine.CONTEXTO: A glomeruloesclerose progressiva (GEP) é uma situação caracterizada pela acumulação de matriz extracelular glomerular e pela diminuição no número de células no glomérulo. Os mecanismos envolvidos na perda progressiva do número glomerular da célula não são bem compreendidos, mas podem envolver o processo da apoptose. Os principais mediadores na evolução da apoptose são uma classe de enzimas de protease chamadas caspases. Não se sabe como outros inibidores de proteases com potencial uso terapêuticos efetuam a cascata dos caspases e, conseqüentemente, se podem ser eficazes em impedir a apoptose nos estágios anteriores da glomeruloesclerose progressiva. OBJETIVO: Avaliar se um inibidor da protease HIV-1 viral (Ac-Leu-Val-phenylalanine; o PI) poderia prevenir a apoptose em células mesangiais glomerulares imortalizadas. TIPO DE ESTUDO: Estudo experimental LOCAL: Disciplina de Nefrologia da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)/Escola Paulista de Medicina, São Paulo, Brasil. PARTICIPANTES: Células Mesangiais Imortalizadas. PROCEDIMENTOS: Cultura de Célula. VARIÁVEIS ESTUDADAS: Viabilidade e taxa de apoptose. RESULTADOS: As células mesangiais imortali zadas foram tratadas com a estaurosporina (10-100 nM por 8 a 28h) para induzir a apoptose. A estaurosporina (10 nM; 8 h) não teve nenhum efeito viável, mas causou um significativo aumento na taxa de apoptose (p = 0,0411, n = 6). O aumento do tempo de incubação proporcionou um grande aumento da taxa de apoptose (p = 0,0001, n = 6), entretanto, há também uma significativa diminuição da viabilidade (p = 0,0002). O aumento da concentração de estaurosporina 100 nM resultou em aumento da apoptose (p <0,0001), porém com níveis inaceitáveis de viabilidade (< 40%, p <0,0001, n = 6). CONCLUSÕES: A incubação de células mesangiais imortalizadas com PI (900 nM) isolado por 2-24 h não teve efeito na viabilidade celular nem na taxa de apoptose comparada aos meios de controle (metanol). Co-incubação das células com estaurosporina (10 nM) e PI por 24 horas não adicionou efeito significativo na taxa de apoptose. Conseqüentemente, nas células mesangiais imortalizadas a apoptose induzida por estaurosporina não foi afetada significativamente pelo inibidor viral da protease HIV-1 Ac-Leu-Val-phenylalanine.Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Escola Paulista de Medicina Department of MedicineUNIFESP, EPM, Department of MedicineSciEL