Induction of Heme Oxygenase-1 Can Halt and Even Reverse Renal Tubule-Interstitial Fibrosis

Background: The tubule-interstitial fibrosis is the hallmark of progressive renal disease and is strongly associated with inflammation of this compartment. Heme-oxygenase-1 (HO-1) is a cytoprotective molecule that has been shown to be beneficial in various models of renal injury. However, the role of HO-1 in reversing an established renal scar has not yet been addressed. Aim: We explored the ability of HO-1 to halt and reverse the establishment of fibrosis in an experimental model of chronic renal disease. Methods: Sprague-Dawley male rats were subjected to unilateral ureteral obstruction (UUO) and divided into two groups: non-treated and Hemin-treated. To study the prevention of fibrosis, animals were pre-treated with Hemin at days -2 and -1 prior to UUO. To investigate whether HO-1 could reverse established fibrosis, Hemin therapy was given at days 6 and 7 post-surgery. After 7 and/or 14 days, animals were sacrificed and blood, urine and kidney tissue samples were collected for analyses. Renal function was determined by assessing the serum creatinine, inulin clearance, proteinuria/creatininuria ratio and extent of albuminuria. Arterial blood pressure was measured and fibrosis was quantified by Picrosirius staining. Gene and protein expression of pro-inflammatory and pro-fibrotic molecules, as well as HO-1 were performed. Results: Pre-treatment with Hemin upregulated HO-1 expression and significantly reduced proteinuria, albuminuria, inflammation and pro-fibrotic protein and gene expressions in animals subjected to UUO. Interestingly, the delayed treatment with Hemin was also able to reduce renal dysfunction and to decrease the expression of pro-inflammatory molecules, all in association with significantly reduced levels of fibrosis-related molecules and collagen deposition. Finally, TGF-beta protein production was significantly lower in Hemin-treated animals. Conclusion: Treatment with Hemin was able both to prevent the progression of fibrosis and to reverse an established renal scar. Modulation of inflammation appears to be the major mechanism behind HO-1 cytoprotection.Fundacao de Amparo Pesquisa do Estado de Sao Paulo-FAPESP[07/07139-3]Coordenaco de Aperfeioamento de Pessoal de Nivel Superior-CAPESInstituto Nacional de Ciencia e Tecnologia de Complexos Fluidos (INCT)Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico-CNP

Low molecular weight isoform of angitensin converting enzyme: genetic marker of hypertension or a marker of increased blood pressure?

Enzima conversara de Angiotensina (ECA) ou kininase li e uma dipeptidil-carboxipeptidase (EC 3.4.15.1) que inativa bradicinina e converte angiotensina I (AI) em Angiotensina II (AII) a qual exerce varias funcoes fisiologicas e patofisiologicas. Em estudos anteriores de nosso grupo, foram purificadas de urina de individuos normotensos por cromatografia, duas formas de ECA com massa molecular de 170 e 65 kDa. Na urina de individuos hipertensos, foram encontrados, tambem por cromatografia, dois picos com atividade da ECA, com massa molecular de 90 e 65 kDa sendo que a ECA de 170 kDa nao foi detectada. A proposta deste trabalho foi verificar utilizando modelos experimentais se na urina de ratos normotensos e hipertensos nos encontrariamos o mesmo perfil da urina de individuos normotensos e hipertensos. Para tanto, neste estudo purificamos e caracterizamos as isoformas de ECA da urina de ratos normotensos Wistar Kyoto (WKY), ratos espontaneamente hipertensos (SHR), ratos um rim/um clipe (1K1C), ratos tratados com deoxicorticosterona e salina (DOCA-Sal) e seu controle nao tratado, ratos espontaneamente hipertensos stroke prone (SHR-SP), ratos SHR tratados com enalapril (SHR/Enalapril) e ratos Brown Norway (BN). A urina dos grupos normotensos WKY e BN cromatografada apresentou dois picos de atividade sobre Hipuril-L-His-L-Leu (HHL); WKl/BN-1 e WK-2/BN-2 com massas moleculares de 190 e 65 kDa respectivamente. As urinas dos ratos SRH, SHR-SP e SHR/Enalapril apresentaram perfil cromatografico diferente do encontrado nas urinas dos ratos normotensos, sendo identificadas uma ECA de 80 kDa denominada S1, SP-1 e Sen-1 e uma segunda com massa molecular de 65 kDa denominada S-2, SP-2 e SEN-2. Ja na urina dos ratos com hipertensao experimental (1KlC, DOCA-Sal controle e DOCA-Sal), o perfil cromatografico foi semelhante ao encontrado no grupo de ratos normotensos. Nestas, obtivemos dois picos de atividade sobre HHL: o primeiro (C-1, CD-1 e D-1) correspondendo a enzima de 190 kDa e o segundo (C-2,CD-2 e D-2), a de 65 kDa. Para caracterizacao enzimatica foram utilizadas as enzimas purificadas a partir da urina de ratos WKY, SHR e 1K1C. As enzimas WK-1 (190 kDa) e WK-2 (65kDa) foram escolhidas por representarem o controle normotenso; ja as enzimas S-1 (80 kDa) e S-2 (65 kDa) do grupo SHR caracterizam o grupo geneticamente hipertenso, pelo fato do perfil cromatografico diferente de encontrado no grupo normotenso no que se refere a ECA S-1 (80 kDaO e para ...(au)BV UNIFESP: Teses e dissertaçõe

Study of segregation of 80 kDa isoform of angiotensin converting enzyme: possible genetic marker of hypertension

A hipertensao arterial e uma doenca multifatorial que predispoe humanos e ratos a acidente vascular cerebral, doencas coronarias, insufiCiência cardiaca, doenca vascular periferica e danos renais, sendo responsavel pela maior parte da morbidade e mortalidade encontrada em regioes metropolitanas. O sistema renina angiotensina (SRA) tem uma funcao central no controle da pressao sanguinea e homeostase de sodio. Varios autores pesquisaram os polimorfismos do SRA como determinantes geneticos da hipertensao essencial, e constatou-se que o gene da Enzima conversora de Angiotensina (ECA) e essencial para a manutencao da pressao sanguinea normal. A ECA ou kininase II e uma dipeptidil-carboxipeptidase (EC 3.4.15.1) que inativa bradicinina e converte angiotensina I (AI) em Angiotensina II (Ali), a qual exerce varias funcoes fisiologicas e patofisiologicas. Em estudo anterior de nosso grupo foi detectado na urina de ratos das racas normotensivas WKY e Brown Norway as isoformas de 190 e 65 kDa. Perfil semelhante foi encontrado na urina de ratos normotensivos com hipertensao experimental do tipo um rim/um clipe e DOCA-Sal. Ao analisarmos as urinas de ratos geneticamente hipertensos, SHR e SHR-SP e ratos SHR tratados com enalapril, detectamos as isoforamas de 80 e 65 kDa. Perfil semelhante ja havia sido encontrado em pacientes hipertensos e individuos normotensos. Estes achados sugeriram que a isoforma de 80 kDa poderia vir a ser um determinante genetico para o desenvolvimento da hipertensao arterial. No presente estudo, verificamos a transmissao genica das isoformas da ECA de 190 kDa, 80 kDa e 65 kDa e a sua relacao com a hipertensao arterial, por meio da analise de seu fenotipo na urina de ratos gerados a partir de cruzamentos e retrocruzamentos entre as racas SHR e Brown Norway, utilizando como metodologia de rastreamento dos animais a cromatografia da urina por gel filtracao em coluna MA-44 e confirmacao por Western Blotting . Na geracao F1 foram obtidos 39 ratos dos quais dois (F101 e F103) foram escolhidos para o retrocruzamento com a progenitora da raca hipertensiva SHR. A partir da urina de ratos Brown Norway separamos por gel filtracao dois picos de atividade enzimatica utilizando o substrato Hipuril-L-His-L-Leu (HHL): o primeiro, correspondente a enzima de 190 kDa e o segundo, correspondente a enzima de 65 kDa. No grupo SHR, o perfil cromatografico apresentou-se diferente do encontrado noa(au)BV UNIFESP: Teses e dissertaçõe

Multiple angiotensin I-converting enzyme (ACE) isoforms from WKY and SHR rats.

UNIFESP, Dept Med, Div Nephrol, Sao Paulo, BrazilUNIFESP, Dept Med, Div Nephrol, Sao Paulo, BrazilWeb of Scienc