Anpèchman lokal soutni nan tronbin prezève mikroachitekti ren ak fonksyon apre aparisyon aksidan ren egi.

Kontakte: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

Ian Vargas et al

Résumé

Agi blesi nan ren(AKI) jesyon rete sitou sipò paske pa gen okenn ajan terapetik espesifik ki dirije nan chemen siyal sengilye yo te reyisi nan esè klinik yo. Isit la, nou rapòte ke anpèchman nan thrombin-kondwi kayo ak siyal enflamatwa ak itilizasyon nan lokalman-aji thrombin-sible perfluorocarbon nanoparticules (PFC NP) pwoteje vaskilè ren ak lajman modil divès pwosesis enflamatwa ki lakòz aksidan ischemi-reperfusion ren. Chak PFC NP te konplèks ak ~ 13,650 kopi inibitè tronbin dirèk la, PPACK (proline-phenylalanine-arginin-chloromethyl-ketone). Sourit yo te trete apre aparisyon AKI ak PPACK PFC NP te montre VCAM-1, ICAM-1, PGD2 prostanoid, M-CSF, IL-6, ak enfiltre selil mast. Achitekti mikrovaskilè, manbràn sousòl tubulaires, ak eleman fwontyè bwòs yo te pi byen konsève. Ki pa-reperfusion te redwi jan sa endike nan redwi globil wouj nan san an ak fè ki pa heme.renfonksyon ak necrosis tubulaires amelyore nan 24 èdtan kont gwoup kontwòl la ki pa trete, sijere yon benefis pou anpèchman doub nan tronboz ak enflamasyon pa PPACK PFC NP.

Mo kle: Agi blesi nan ren; Tromboz; Enflamasyon; Perfluorocarbon nanopartikul; Domaj veso

Cistanche tubulosa anpeche maladi ren, klike la a pou jwenn echantiyon an

Agi blesi nan ren(AKI) se yon pwoblèm klinik souvan nan jèn kou granmoun menm jan ak yon ogmantasyon ensidans ak yon to mòtalite ki pa akseptab ki pa te amelyore anpil nan dè dekad. larenkòm yon konsekans yon kantite joure ki gen ladan ipotansyon, sepsis, toksin, elatriye3 AKI evoke yon panopli konplèks nan jwè molekilè fizyolojik ak siyal evènman nan yon pwosesis maladi ki evolye sou tan nan etap.3–6 Selektif ak espesifik molekilè vize medikal. terapi pou AKI poko egziste, malgre bezwen medikal ijan an.7 Vreman vre, apre ane nan efò rechèch preklinik ak klinik, tretman aktyèl yo rete esansyèlman sipò.

Isit la nou postule ke entèvansyon terapetik ki baze sou nanopatikil ki vize tronbin ki ka kenbe entegrite mikwovaskilè ak fonksyon baryè ak ansanm diminye siyal enflamatwa pral benefisye rezilta AKI. Thrombin se yon molekil prensipal aterojenik ak geri blesi ki kondwi anpil lòt molekil enflamatwa ki patisipe nan aktivasyon andotelyal apre yon blesi tankou NF-κB,8 NADPH oksidaz,⁹

ak lòt moun atravè reseptè pwoteyaz aktive (PAR-1) sou andotelyom ak makrofaj yo.10,11 Tout kalite selil nanrenki gen eksperyans chanjman nan modèl ekspresyon jèn, ki gen ladan ogmante ekspresyon makè blesi ak jèn devlopman jan Rudman-Melnick et al montre nan yon etid sekans yon sèl selil sou tan inilateral ischemi-reperfusion.renblesi.12 Anplis, yon etid wonjè nan sekans sèl nwayo RNA nan blesi nan ren ischemi-reperfusion bilateral13 te idantifye yon popilasyon selil proximal tubul espesifik overexpressing jèn proinflammation ak profibrotic apre aksidan ischemi-reperfusion cho. Rezilta sa yo endike ke enflamasyon ta dwe reprezante yon sib ki ka geri itil. Malgre ke fòmasyon nan boul solid entravaskilè parèt estraòdinè nan AKI, nou plis ipotèz ke alèjman nan aktivite procoagulant mikwovaskilè atravè antagonist nanopartikil anti-tronbin ki pisan 14–17 ta ka amelyore sikilasyon san, diminye "pa gen okenn reflow", ak diminye siyal enflamatwa pou konsève. fonksyon ren.

Pwoblèm kritik ki milite kont aplike inibitè tronbin dirèk pou anpeche aksidan iskemi-repèfizyon ren (IRI) gen ladan efè segondè toksik potansyèl yo ak risk senyen sistemik. Konsènan tronboz, terapi anticoagulant konvansyonèl yo pa gen siksè espesyalman byenke tronbomodulin idrosolubl ka egzèse aksyon renoprotective, 18,19 kòm ka aktive pwoteyin C,20,21 ak antithrombin III,22 byenke ak konplikasyon potansyèl nan senyen twòp.21 Anplis, tou de warfarin ak dabigatran yo te asosye ak toksisite ren.^23,24Sepandan, lefèt ke apwòch sa yo anti-koagulan poko reyisi klinikman pa diminye valè potansyèl tronbin kòm yon sib, akòz fonksyon doub li yo nan tou de koagulasyon ak enflamasyon. Malgre ke pa gen okenn etid klinik konsènan tretman VEGF pou AKI, yon etid preklinik te demontre ke VEGF se yon medyatè enpòtan nan renoprotection pandan AKI, 25 ki plis sipòte mekanis terapetik ipotetik pwopoze nou an nan prezèvasyon veso ren nan pwoteje fonksyon ren pandan AKI.

Nou te devlope yon platfòm nanopartikul perfluorokarbon (PFC NP) ki estab, biokonpatib ak ki pa nefrotoksik ki anpeche aktivite proteaz tronbin san yo pa lakòz yon dyatèz senyen. nwayo ak yon koki ekstèn fosfolipid-surfactant epi ki varye an dyamèt soti nan ~160-250 nm. Nan dènye etid preliminè AKI, nou te administre anti-thrombin PFC NP kòm yon pretreatman pou konfime ke tronbin se yon sib enpòtan pou akselere rekiperasyon fonksyon ren an pati nan prezève entegrite mikwovaskilè ak diminye non-reperfusion nan IRI lè yo administre anvan ischemi-reperfusion. blesi.16 Anti-tronbin PFC NPS tou pwoteje alogref ren soti nan IRI epi montre yon rediksyon ki make nan pousantaj nan nekwoz tubulaires parenchymal ki asosye ak lonjevite ren amelyore apre transplantasyon.27 Sepandan, li pa klè si nanopartikil anti-tronboz sa a toujou efikas. apre aparisyon AKI a, ki reprezante yon seri totalman diferan nan popilasyon pasyan yo.

An konsekans, nan travay prezan an, nou te chèche pwolonje itilizasyon apwòch sa a pou etabli AKI apre IRI pou elicide potansyèl li pou tradiksyon klinik. Pou prèv konsèp, nou anplwaye PPACK (Phe[D]-Pro-Arg-chloromethyl ketone) kòm kantite antitronbin pou konjigezon ak PFC NP, ke nou te montre anpeche siyal tronbin ak tronboz mikwovaskilè nan modèl ateroskleroz ak blesi ren egi. AKI).14–17 PPACK tèt li se yon inibitè tronbin ki byen koni dirèk ak irevokabl, ki se fòm gratis ki elimine twò rapid nan ren an pou l ka gen valè kòm yon ajan terapetik. Terapi PPACK PFC NP ki limite evènman siyal enflamatwa tou de nan ren ak sistemik, prezève mikroachitekti ren, ak diminye domaj vaskilè. Done sa yo vle di ke apwòch terapetik ki baze sou nanopatikil sa a nan AKI kontinyèl te kapab mete etap la pou devlopman klinik nan yon ajan anti-tronbin ki egzèse efè pleyotropik lokalman kontrent epi yo ka administre san danje nan faz yo byen bonè nan AKI.

Metòd

Nanopartikul fòmilasyon

Nanopartikil perfluorokarbon yo te fòme jan sa te dekri anvan an.14 Yon ti tan, yon melanj lipid 98.5 mol pousan ze L- - fosfatidilkolin ak 1.5 mol pousan nan 1,2-distearoyl snglycero- 3-phosphoethanolamine-N-[ carboxy(polyethylene glycol)-2000] (sèl sodyòm) (Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL) te prepare nan klowofòm: metanol (3:1), anvan yo te seche yo fòme fim lipid anba vakyòm. Lè sa a, fim nan lipid (2 pousan (wt/vol)) te konbine avèk PFOB (20 pousan (vol/vol)) (Exfluor Research Corp.) (gliserin 1.7 pousan (wt/vol)) (Sigma, St. Louis, MO). ), ak dlo MilliQ, anvan yo te emulsifye (Microfluidics Inc) sou glas pou 4 minit nan 20,000 psi. Pou fonksyonalize nanopartikil la ak konjigezon PPACK, nou itilize metòd kouple Amine-carboxyl la. Nanopartikil yo (1 ml) te premye melanje ak 2 mg EDCI 1-[3-(Dimethylamino)propyl]-3-ethyl carbodiimide metyodide (Sigma, St. Louis, MO) pou 1 èdtan. , anvan ou ajoute 12.5 mg PPACK (BACHEM, Torrance, CA) sou tanperati chanm orbital shaker lannwit lan. Yo te fè dyaliz ak pwa molekilè 3000-5000 g/mol (Fisher Scientific, Waltham, MA) pou retire depase EDCI ak PPACK. Metòd fòmilasyon detaye te enkli nan Materyèl siplemantè.

Modèl blesi nan ren egi

Sourit adilt C57BL/6 (n=22) te sibi iskemi-repèfizyon cho bilateral ren pou pwovoke blesi egi nan ren. Bèt yo te anestezi ak ketamin (85 mg / kg) ak xylazine (13 mg / kg) bwason anvan yo sibi yon laparotomi pou pwodwi 17 minit nan iskemi cho. Yo te prezante yon ensizyon nan vant midline pou ekspoze tou de atè ren ak venn. Iskemi ren yo te pwovoke pa kranpon oklizif sou tou de atè ak venn pou mete restriksyon sou sikilasyon san nan ren an. Sispansyon siksè nan sikilasyon san nan ren te konfime vizyèlman pa yon chanjman nan koulè a ​​ren soti nan woz nan koulè wouj violèt fonse. Tanperati kò sourit yo te kenbe nan 37 degre lè l sèvi avèk yon sistèm chofaj ti bèt. Kranpon yo te lage apre 17 minit pou pèmèt retabli sikilasyon san nan ren, ki te konfime pa chanjman nan koulè ren nan woz. Lè sa a, blesi chirijikal la te fèmen nan kouch ak bèt yo te kontwole epi retounen nan kaj la apre yo fin deplase gratis. Apre repèfizyon pou 2 èdtan, yon sèl dòz PPACK

PFC NP ({{0}}.5 ml/kg PFC NP; 0.05 mg/kg PPACK) oswa plenn (kontwòl) PFC NP te administre nan venn pa piki venn ke. Depi etid anvan nou an te demontre ke yon sèl dòz prevantif nan PPACK PFC NP ekspoze efè pwoteksyon ren, 16 isit la nou te aplike yon tretman dòz sèl apre aparisyon AKI pou evalye efè pwoteksyon ren li yo. Pwosedi ak pwotokòl te apwouve pa Komite Enstitisyonèl Swen ak Itilizasyon Animal nan University of South Florida.

Koleksyon tisi ak prezèvasyon 24 èdtan apre administrasyon nanopartikul, sourit yo te elimine, ak ren ekstrè pou analiz. Anvan yo te retire ren pou evalyasyon istolojik ak molekilè, yo te kolekte san atravè pike kadyak pou analiz serom en, epi answit chak sourit te perfuze sistemikman ak saline nòmal (Cat#: 23-535435, Fisher Scientific, Waltham, MA) jiskaske rezidyèl. san te koule soti nan ren. Pou kolekte serom, yo te kloure san antye nan tanperati chanm pou 30 minit, anvan yo te santrifuje nan 2000 × g pou 10 minit nan 4 degre. Serom kolekte yo te estoke nan -80 degre anvan evalyasyon nitwojèn san ure ak sitokin. Pou analiz istolojik, ren yo retire yo te fikse nan fòmalin 10 pousan, anvan pwosesis tisi, entegre nan parafine, ak seksyon. Pou evalyasyon eicosanoids, ren yo eksize yo te diseke plis pou separe cortical ak medul, anvan yo te jele nan nitwojèn likid epi estoke nan -80 degre pou analiz.

Istoloji

Yo te enkli metòd detaye istoloji ak analiz done nan Materyèl siplemantè yo. Glisad yo te deparafinize ak reyidrate anvan tach ematoksilin ak eozin, tach peryodik asid Schiff (PAS) (Cat#: ab150680, Abcam, Cambridge, MA), tach Prussian Blue Iron, tach imunohistochimik pou visualiser CD31, VCAM -1, ak ICAM-1 ekspresyon, ak Mast Cell-Eozinophil Staining (Cat#: 150665, Abcam, Cambridge, MA). Done tach kontwòl izotip IgG lapen yo prezante nan Figi siplemantè 2 ak 3 pou demontre espesifik rezilta tach imunohistochimik yo. Tout imaj mikwoskopik yo te akeri nan menm anviwònman pouvwa ak paramèt nimerik. Evalyasyon mikwoskopik yo te fèt ak yon mikwoskòp Olympus byen klere ekipe ak yon kamera dijital DP27 pou anrejistre imaj nan seksyon patolojik nan 20 × oswa 40 × agrandisman. Yo te fè analiz done doub-avèg sou tout imaj.

Azòt ure nan san (BUN)

Mezi BUN yo te fèt ak yon Twous Deteksyon Kolorimetrik Azòt Ure (BUN) (Cat#: K{0}}H5, Arbor Assays, Ann Arbor, MI) swiv direksyon manifakti.

Eicosanoid preparasyon ak analiz

Eicosanoids yo te ekstrè lè l sèvi avèk yon pwosesis ekstraksyon modifye ak analize pa UPLC ESI-MS/MS jan sa te dekri deja.28 Metòd detaye yo itilize pou etid sa a te enkli nan Materyèl siplemantè.

Evalyasyon cytokin serom

Yo te achte yon seri cytokine Customized nan men R&D Systems (Minneapolis, MN) ak evalye ak Luminex 200 (Northbrook, IL) swiv enstriksyon manyèl itilizatè.

Estatistik

Rezilta yo eksprime kòm mwayen ± erè estanda nan mwayèn (SEM). Analiz estatistik pou chak eksperyans yo rezime nan Tablo Siplemantè 1. Yo te itilize tès T de-bò oswa yon sèl-fason ANOVA ak tès Scheffe. Analiz korelasyon pou pè chwazi metrik yo te fèt pou kalkile yon valè r Pearsonian. Siyifikasyon estatistik diferans yo te atribiye nan P <>

Rezilta yo

Tretman PPACK PFC NP amelyore fonksyon ren apre kòmansman anblesi egi nan ren.

Egzamen mikwoskopik nan aparans jeneral nan ren 24 èdtan apre tretman anti-tronbin post-reperfusion (PPACK) PFC NP endike amelyorasyon nan domaj nan etabli AKI (Figi 1, AB). Blesi a nan 24 èdtan te lokalize majorite nan junction korticomedullary nan ren an ak tib proximal yo te prefere domaje. Modèl la nan aksidan se sa ki nan necrosis kalite koagulatif. Te gen yon ti enflamatwa enfiltre nan moman 24-èdtan yo. Kantifikasyon domaj Echafodaj nan seksyon H & E-tache (Figi 1, C) revele ke sourit trete PPACK PFC NP manifeste yon rediksyon 33.95 pousan an jeneral nan necrosis egi tubulaires (ATN) vs kontwòl sourit NP trete (24.44 ± 1.76 pousan vs 37.{{ 16}} ± 4.96 pousan respektivman; P=0.035). Figi 1, D montre ke sourit k ap resevwa tretman manifeste yon rediksyon 44.03 pousan nan BUN pa 24 èdtan (110.96 ± 6.21 mg/dL vs 62.10 ± 8.71 mg/dL pou kontwòl NP vs PPACK PFC NP; P=0.0002). . Rezilta benefisye bonè sa yo reflete pwoteksyon nou te obsève anvan ak rejim anti-tronbin pretreatman nan 24 èdtan,16 sijere ke tronbin kontinye jwe yon wòl enpòtan nan evolisyon AKI pi lwen pase joure ischemik inisyal la.

Figi 2 montre repons rejyonal yo nan manbràn sousòl ak estrikti fwontyè bwòs nan tretman anti-tronbin ki baze sou semi-quantifikasyon nan tach PAS. Figi 2, AC montre ke tretman amelyore pousantaj glomeruli ak manbràn sousòl entak soti nan 51.43 pousan ± 2.61 pousan a 70.00 pousan ± 3.09 pousan (P=0.00033). Figi 2, DF montre domaj ki pi pwofon sou fwontyè bwòs tubulaires kote sèlman yon minorite kenbe fwontyè bwòs konplètman entak nan 24 èdtan. Men, tretman an amelyore entegrite fwontyè bwòs pa 50.79 pousan (P=0.015). Tretman redwi kantite total pwoteyin yo pa 54.09 pousan (P=0.032) (Figi 2, GI), ki ta ka espere anpeche konjesyon tubulaires pou kenbe fonksyon ren.

Tretman PPACK PFC NP konsève entegrite vaskilè apre aparisyon IRI

Pou mezire potansyèl PPACK PFC NP pou pwoteje eleman vaskilè yo, seksyon ren yo te tache pou CD31.

Figi 3 montre pi gwo prévalence CD31 tach nan 24 èdtan nan cortical a ak medul nan sourit trete ak PPACK NP kont NP kontwòl (Figi 3, A ak D kont B ak E). Nan rejyon kortikal yo, tach CD31 te genyen 4.28 pousan ± 0.62 pousan nan trete vs 1.75 pousan ± 0.34 pousan pou bèt kontwòl (P=0.0{{ 25}}18), oswa yon ogmantasyon relatif 144.57 pousan (Figi 3, C). Nan rejyon medulè yo, CD31 tach ki gen ladann 3.24 pousan ± 0.38 pousan pou PPACK NP trete vs 1.91 pousan ± 0.29 pousan pou kontwòl NP bèt trete (P=0.0073), oswa yon ogmantasyon relatif 88.81 pousan (Figi 3, F) . Evalyasyon mikwoskopik entegrite vaskilè yo pa devwale pa gen okenn necrosis arteryolè apreciyab nan pwen tan 24-èdtan yo.

Aparans globil wouj (RBC) nan imaj mikwoskopik diferan ant PPACK NP ak kontwòl sourit NP-trete nan 24 èdtan (Figi 4). Paske sourit yo te perfuze sistemikman pou lave san nan teritwa ren perfusable, prezans RBCs te endike swa agrégation nan konduit mikwovaskilè mal perfused oswa èkstravazasyon entèstisyal, oswa pètèt toude. Nan glomeruli (Figi 4, AB), RBC yo te obsève nan touf vaskilè men raman nan kapsil Bowman nan 24 èdtan. Tretman redwi glomerular RBC prévalence pa 40.78 pousan (P=0.007) (Figi 3, C). Nan medul (Figi 4, DE), li pa t posib yo bay yon kote definitif pou RBCs ki baze sou tach H&E, men tretman an redwi prévalence RBC an jeneral pa 34.92 pousan (P=0.049) (Figi 4, F) .

Pou plis delimiter konsekans depo RBC ak pyèj, yo te fè tach fè ki pa heme ak Prussian Blue. Tach fè yo te pozitif nan tou de glomerular ak estrikti selilè tubulaires. Tretman redwi prévalence de fè nan tou de cortical (44.23 pousan rediksyon; P=0.022) (Figi 5, AC) ak medul (50.50 pousan rediksyon; P=0.006) (Figi 5, DF). ) nan 24 èdtan, ki konsistan avèk efè tretman anti-tronbin sou pèlen RBC.

Tretman PPACK PFC NP redwi enflamasyon lokal ak sistemik apre aparisyon AKI

Pou eksplike wòl tronbin nan soutni deklanchman andotelyo ak enflamasyon lokal nan ren an, nou te mezire tou de ICAM-1 ak VCAM-1. VCAM-1 ekspresyon nan cortical a pa te chanje pa tretman PPACK (Figi 6, AC). Sepandan, ekspresyon VCAM - 1 nan medul la te downregulated anpil pa 65.25 pousan (P=0.011) apre tretman (Figi 6, DF). Yo te obsève ekspresyon amelyore nan ICAM endothelial -1 nan tou de cortical ak medul nan sourit kontwòl NP-trete (Figi 7, B, ak E). ICAM -1 te downregulated pa tretman pa 36.89 pousan (P=0.0083) nan cortical (Figi 7, AC) ak pa 31.17 pousan (P=0.030) nan medulla (Figi 7). , DF).

Pou delimiter wòl tronbin nan reglemante lipid bioaktif enflamatwa nan evolisyon byen bonè nan AKI, nou te fè tès lipidomik sou tisi ki ekstrè separeman nan cortical ak medul nan 24 èdtan. Tablo Siplemantè 2 ak 3 lis tès molekilè espesifik yo, rejyon ren yo, ak kalite sijè (AKI trete, AKI ki pa trete, oswa nòmal san AKI). Tablo Siplemantè 4 bay lis pousantaj mwayèn chanjman nan debaz nòmal an sante pou chak lipid nan cortical a ak medul. An jeneral, tou de rejyon kortik ak medulè manifeste ekspresyon devye nan prèske tout lipid byoaktif evalye an konparezon ak ren nòmal (Tablo siplemantè 2 ak 3), ak prèske tout lipid siyal tandans deplase nan direksyon nivo nòmal apre terapi anti-tronbin. Kòm yon metrik senplifye pou enflamasyon rejyonal (Tablo Siplemantè 4), chanjman pousantaj mwayèn pou tout lipid yo te 65.13 pousan ak 38.60 pousan pou cortical ak 136.42 pousan ak 90.76 pousan pou medulla nan gwoup kontwòl NP ak PPACK NP respektivman, ki endike ke enflamasyon nan medulla depase sa pou cortical selon lipidomik tès.

Malgre ke tandans rezoud yo te aparan apre tretman pou prèske tout espès lipid, pifò pa t satisfè siyifikasyon estatistik. Sepandan, remakab nan tès sa yo te repons enpòtan nan PDG2, ki te diminye pa 47.62 pousan nan cortical a (Figi 8, A) (P=0.012) ak 50.21 pousan nan medula a (Figi 8, B) ( P=0.0249), respektivman. Ki baze sou obsèvasyon sa a, nou quantifier prévalence de enfiltre selil mast, ki se yon sous li te ye enpòtan nan enflamatwa PGD2. Figi 8, CE endike tretman antithrombin redwi kontni mast selil nan seksyon an antye ren pa 54.27 pousan (P=0.002) nan 24 èdtan. Sa a akòde ak rediksyon yo obsève nan VCAM-1 ak ICAM-1 (Figi 6 ak 7) kòm selil mast aktive ki eksprime LFA-1 (antijèn 1 ki asosye ak fonksyon lenfosit) ak VLA (trè ta. antijèn) molekil adhesion espesifik tisi-ligat pou transmigrasyon nan tisi anflame.29,30 Anplis, chemokin/sitokin ki asosye ak selil mast tankou M-CSF ak IL-6 yo te downregulated ansanm pa nanopartikil anti-tronbin. Apre tretman PPACK NP, serik M-CSF ak IL{34}} te redwi pa 36.60 pousan (P=0.0448) ak 27.44 pousan (P=0.0454), respektivman, an konparezon ak gwoup kontwòl la ki pa trete (Figi 8, F).

Plizyè korelasyon enteresan soti nan seri done ki gen rapò ak enfiltrasyon selil mast, domaj vaskilè, ak fonksyon ren pou gwoup total konbine bèt trete ak trete nan tou de rejyon cortical ak medula. Yon relasyon endirèk ki genyen ant BUN ak CD31 (r=0.75, P=0.000009), ki endike ke ensifizans ren vin pi grav ki asosye ak pi gwo konpwomi vaskilè (figi siplemantè 1, A). Te gen yon relasyon dirèk ant nimewo selil mast ak BUN (r=0.71, P=0.004), ki endike yon diminisyon pwogresif.

nan fonksyon ren an asosyasyon ak enfiltrasyon selil mast (Siplemantè Figi 1, B). Yo te obsève yon relasyon endirèk ant nimewo selil mast ak CD31 (r=0.59, P=0}.002), ki endike ke domaj vaskilè vin pi mal ak ogmante enfiltrasyon selil mast (figi siplemantè 1, C). Finalman, yo te obsève yon relasyon dirèk ant nimewo selil mast ak ekspresyon global ICAM-1 (r=0.54, P=0.008), ki konsistan avèk yon atant ke molekil adezyon vaskilè regilasyon yo ta ankouraje homing selil mast nan tisi blese (figi siplemantè 1, D). Yon relasyon dirèk menm pi sere ki gen rapò ak ekspresyon medulè VCAM ak konte mast selil (r=0.69, P=0.009; done yo pa montre).

Diskisyon

Malgre dè dekad efò nan chèche jesyon efikas nanblesi egi nan ren, current treatments remain essentially supportive. Failure of single agents tested in numerous AKI clinical trials now prompts a renewed search for agents that might exert more pleiotropic or broad-spectrum therapeutic actions for preserving renal function.3–7 The present data indicate that targeting thrombin with locally acting nanoparticle agents represents one such approach to accelerating functional recovery, preserving vascular and tubular integrity, and modulating inflammation. The exceptional local potency of PPACK PFC NP against thrombin with normal bleeding times and clotting parameters by 30-60 min after injection14,15 is due to the fact that each nanoparticle situates >104 moyet anti-tronbin nan sit tronboz mikwovaskilè ak aktivasyon PAR-1 (deskripsyon adisyonèl nan Materyèl siplemantè), yon estrateji anplifikasyon ki pa ka reyalize pa stochiometri 1:1 nan ajan konvansyonèl gratis ki anpeche tronbin, ki gen ladan PPACK.

Done aktyèl la montre ke blesi egi ischemi-repèfizyon nan ren pa konplè nan 2 èdtan apre repizyon ak tronbin rete yon sib ki gen anpil valè nan tisi ki domaje apre repèfizyon. Efò ki te fèt avan asosye Molitoris yo ak lòt moun sipòte efò kontinyèl pou konsepsyon metòd ki an sekirite pou anpeche dirèkteman tronbin nan AKI.^18,31–33Soti nan travay anvan nou te trete anvan AKI ak PPACK PFC NP, nou konnen nanopartikil anti-tronbin yo bay siveyans soutni kont tronbin lokalman aktive ki kenbe entegrite vaskilè, ansibleman atténue fenomèn nan pa-reflow pa ~ 50 pousan, epi rapidman ranvèse malfonksyònman ren pa 24. hrs.16 Ansanm ak done prezan yo, li klè ke nanopartikil anti-tronbin kontinye jwenn aksè nan tisi ren ki domaje men ki solid byen apre repèfizyon pou anpeche plis domaj vaskilè ak tubulaires. Rapò anvan yo ke sourit knockout PAR-1 soufri blesi iskemi-repèfizyon ren redwi tou akòde ak estrateji nou an nan anpèchman famasi fò ak pèsistan nan aktivasyon PAR-1 nan AKI atravè anpèchman tronbin.³⁴

Pwoteksyon estrikti vaskilè ren yo (Figi 3), fwontyè bwòs, ak manbràn sousòl (Figi 2) bay antithrombin PFC NP, an konsè ak done anvan nou yo ki montre ke terapi anti-tronbin lakòz yon amelyorasyon 2 × nan perfusion nan rejyon kortikomedullary nan. AKI,16 konfime yon benefis emergen nan amelyore mikroanjyopati ren. Malgre ke nati egzak la nan domaj la nan kapilè peritubular ak venul yo pa te konplètman elisid nan pwen sa yo byen bonè apre repèfizyon, pèmeyabilite veso amelyore ak aktivasyon nan endothelial proapoptotic caspase -3 yo dekri, osi byen ke diminisyon nan siyal la. pou CD31 (PECAM),35 ki kontwole entegrite endothelial junction.36 CD31 sentèz ak ekspresyon nan junctions selil yo downregulated pa cytokines enflamatwa ki eksprime pa selil mast aktive (TNF- ak IFN-), ki amelyore pèmeyabilite vaskilè.^37,38Anplis, endiksyon faktè tisi pa tronbin atravè aktivasyon PAR-1 reglemante pa CD31, ak sourit knockout CD31 montre ogmante apoptoz epitelyal ak andotelyal tubulaires, ogmante depozisyon fibrin, ak ekspresyon faktè tisi.³⁹An konsekans, kapasite PPACK PFC NP pou prezève ekspresyon CD31 ka enpòtan anpil pou limite aktivasyon kontinyèl nan kaskad kayo ak pou kenbe entegrite andotelyal.

Gen yon lyen lokal ant enflamasyon ak koagulasyon nan faz ekstansyon AKI ki mete restriksyon sou perfusion kapilè medulè ekstèn ki lakòz iskemi/ipoksi rejyonal pwolonje, ki Lè sa a, afekte reparasyon ak rejenerasyon selil tubulaires. nan medul la ekstèn nan AKI endike ke domaj veso ap kontinye ak siyal VEGF siprime.^40–42Anplis, gen abondan prèv ki montre rarifikasyon vaskilè lakòz ipoksi kwonik ki mennen nan fibwoz tubulointerstitis pwogresif.⁴³Nan modèl ischemi / blesi nan rat egi, tubul proximal yo patikilyèman sansib a ipoksi manifeste pa sloughing selil tubul e menm dezentegrasyon total, ki pwodui twòp mòtalite. maladi ren kwonik.⁴⁶

Done nou yo konfime tou ke domaj vaskilè ankouraje RBC pyèj ak depozisyon ki pa heme (Figi 4 ak 5) ki ka agrave maladi ren kwonik,⁴⁷men ki se aksesib a terapi antithrombin. Sous fè tisi nan tou de selil glomerulè ak selil tubulaires (Figi 5) san dout soti nan dekonpozisyon RBC nan teritwa sa yo kòm yon konsekans emoraji ak / oswa tronboz mikwovaskilè, ki konsistan avèk yon foto nan konpwomi vaskilè ki bese pa terapi anti-tronbin. An konsekans, apwòch ki prezève entegrite vaskilè yo ka reprezante yon premye etap enpòtan nan direksyon pou kenbe liy rezèv yo pou substrats nitritif ki fasilite gerizon pi rapid nan estrikti tubulaires ki domaje yo.

Enteresan, PPACK PFC NP parèt yo ofri pwoteksyon bonè nan estrikti vaskilè ak atenye makè divès kalite enflamasyon (Figi 6 ak 7; Tablo Siplemantè 2-4) nan tou de cortical ak medul. Nan syans eksperimantal tradisyonèl AKI, cortical a sipoze pi rezistan a domaj pase medulla a akòz pi ba demann metabolik, men deklanchman endothelial ak enflamasyon fizyolojik parèt toupatou jan sa pwouve pa tès lipidomik ak istochimik nou an. Anplis, gwo depozisyon an fè ki pa heme kòm yon byproduct nan dekonpozisyon RBC kwense nan tou de cortical ak medul - ak alèjman li yo pa nanopartikil anti-tronbin - akò ak yon modèl jeneralize nan enflamasyon ak domaj menm si cortical a ka pwouve plis. tanporèman ak lejèman afekte pase medul la sou kou a nan maladi a.

Repons etone byen bonè nan enfiltrasyon selil mast nan lespas 24 èdtan (Figi 8) sijere yon wòl enpòtan pou selil enflamatwa lòt pase jwè tradisyonèl tankou netrofil ak makrofaj. Selil mast yo anjeneral konsidere kòm medyatè nan repons alèjik, men gen yon kò nan literati konsènan enplikasyon fizyopatoloji yo nan aksidan ren egi ak kwonik.^48–52 Malgre ke netrofil yo se sekouris bonè nan blesi tisi, makrofaj pa antre nan foto a jiskaske pita nan pwosesis enflamatwa a, sijere ke selil mast yo jwe yon wòl enpòtan nan faz nan bonè nan AKI. Vreman vre, Danelli et al yo te montre ke degranulasyon selil mast rive bonè nan AKI e ke rediksyon nan selil mast nan moman endiksyon AKI men pa 48 èdtan pita konfere yon efè alontèm benefisye sou fonksyon ren, atrofi, ak fibwoz.⁵³Tong et al yo te rive jwenn konklizyon menm jan an nan pwosedi selil mast ki te estabilize ak cromolyn yo te fèt anvan reperfusion.54 Summers te montre ke sourit ki pa gen anpil selil mast (KitW-sh/W-sh) soufri mwens blesi iskemik pase kalite sovaj yo. yo elabore nivo redwi nan chemoattractants leukocyte.⁵⁵

Selil mast yo eksprime reseptè ki aktif ak proteaz. Selil mast yo eksprime reseptè ki aktif ak proteaz yo (PAR) ki ka aktive pa tronbin pou degranule ak dechaje yon pakèt chemokin, sitokin, ak lipid bioaktif prefòme.56–58 Trobin lakòz tou adezyon mast nan matris pwoteyin (egzanp, fibronectin) ak ekspresyon entèleukin (egzanp, IL-6) atravè entèraksyon PAR{- 1.⁵⁹Apre anpèchman tronbin, nou te obsève nivo redwi nan PGD2 ki konsistan avèk yon rediksyon relatif nan selil mast paske PGD2 se yon prensipal eicosanoid bioaktif sekrete pa selil mast nan reyaksyon alèjik.60 Anplis, downregulation nan ICAM -1 ak VCAM-1 apre tretman nanopartikil anti-tronbin an konsistan avèk enfiltrasyon selil mast redwi pandan y ap eksprime LFA-1 ak VLA epi itilize molekil adezyon pou jwenn antre nan tisi.^29,30

Yon wòl patojèn espesifik pou PGD2 tèt li nan evolisyon nan IRI ren jiska prezan pa te dekri nan konesans nou, men li sèvi kòm yon byomarkè klè pou aktivasyon selil mast.⁵²Nan enflamasyon poumon, yo te montre PDG2 amelyore ekspresyon makrofaj proinflammatory cytokine atravè reseptè li yo (DP1 ak DP2), ki Lè sa a, aktive foul netrofil.61 Obsèvasyon nou an nan ogmante M-CSF ak IL-6 (Figi 8) nan AKI ki downregulated pa PPACK PFC NP atravè mast selil repwesyon ta dwe konsistan avèk yon mekanis putatif konsa. Sepandan, kòm selil mast yo konnen yo lage yon pakèt faktè ki kapab danjere nan fonksyon ren,51,52 nenpòt kantite detèminan responsab ta ka sijè nan etid nan lavni pou kontwòl pa anpèchman tronbin oswa lòt ajan molekilè vize. An konsekans, entèvansyon ki retade atraksyon selil mast bonè ak degranulasyon ta ka trè pwoteksyon nan entegrite vaskilè ak fonksyon ren jan yo manifeste pa anpèchman tronbin lokal nan done yo kounye a.

Limitasyon

Etid sa yo pa te fèt pou elicide benefis soutni nan anpèchman tronbin kòm modèl la AKI konsantre sou pwoteksyon bonè kont IRI ak mekanis ki gen rapò. Si benefis alontèm nan yon sèl dòz nanopartikul anti-tronbin ta ka limite pwogresyon nan maladi ren kwonik se pi lwen pase sijè ki abòde lan rapò prezan an epi yo ta mande pou yon modèl eksperimantal diferan ak ipotèz. Anplis, fennèt tanporèl opòtinite pou reyalize rekiperasyon fonksyonèl pa anpeche tronbin nan faz ekstansyon AKI pa adrese isit la men se yon sijè ki enterese pou etid nan lavni. Nan ki pwen prensipal efè benefik nan anpèchman tronbin lokal nan AKI se akòz repwesyon nan aktivasyon selil mast rete konjekti, men yo ta ka teste nan syans mekanis detaye ki vin apre. Sepandan, byenke siyifikatif korelasyon lineyè nan mitan nimewo selil mast, CD31, ak BUN pa nesesèman etabli kòz ak efè, konkòdans yo sipòte yon relasyon solid ant selil mast ak domaj vaskilè nan premye etap yo nan IRI ren. Finalman, itilizasyon PPACK kòm moyete anti-tronbin se sèlman yon egzanp yon engredyan terapetik konjigabl ki ka delivre san danje epi lokalman sou yon nanostruktur pou soumèt siyal tronbin.

1. Benoit SW, Devarajan P. Acute blesi nan ren: émergentes pharmacotherapies nan esè klinik aktyèl yo. Pediatr Nephrol 2018;33:779-87.

2. Chen H, Busse LW. Nouvo terapi pou aksidan ren egi. Kidney Int Rep 2017;2:785-99.

3. Bonventre JV, Yang L. Fizyopatoloji selilè nan aksidan ischemik egi nan ren. J Clin Invest 2011;121:4210-21.

4. Sharfuddin AA, Molitoris BA. Fizyopatoloji nan aksidan ischemik egi nan ren. Nat Rev Nephrol 2011;7:189-200.

5. Bonventre JV. Fizyopatoloji nan AKI: blesi ak reparasyon nòmal ak nòmal. Kontrib Nephrol 2010;165:9-17.

6. Zuk A, Palevsky PM, Fried L, Harrell Jr FE, Khan S, McKay DB, et al. Simonte baryè tradiksyon nan aksidan ren egi: yon rapò ki soti nan yon atelye NIDDK. Clin J Am Soc Nephrol 2018;13:1113-23.

7. Zuk A, Bonventre JV. Dènye pwogrè nan aksidan ren egi ak konsekans li yo ak enpak sou maladi ren kwonik. Curr Opin Nephrol Hypertens 2019;28:397-405.

8. Rahman A, Fazal F. Bloke NF-kappaB: yon pwoblèm enflamatwa. Proc Am Thorac Soc 2011;8:497-503.

9. Jagadeesha DK, Takapoo M, Banfi B, Bhalla RC, Miller Jr FJ. Transaktivasyon Nox1 nan reseptè faktè kwasans epidèm ankouraje N-kadherin koule ak migrasyon selil nan misk lis. Cardiovasc Res 2012;93:406-13.

10. Lopez ML, Bruges G, Crespo G, Salazar V, Deglesne PA, Schneider H, et al. Thrombin selektivman pwovoke transkripsyon jèn nan monosit imen ki enplike nan enflamasyon ak geri blesi. Thromb Haemost 2014;112:992-1001.

11. Borissoff JI, Spronk HM, Heeneman S, dis Cate H. Èske tronbin se yon jwè kle nan labirent 'koagulasyon-atherogenesis'? Cardiovasc Res 2009;82:392-403.

12. Rudman-Melnick V, Adam M, Potter A, Chokshi SM, Ma Q, Drake KA, et al. Profilage yon sèl selil AKI nan yon modèl murin revele siyati transkripsyon nouvo, fenotip profibrotic, ak diafonik epitelyal-a-stromal. Journal of the American Society of Nephrology: JASN 2020;31:2793-814.

13. Kirita Y, Wu H, Uchimura K, Wilson PC, Humphreys BD. Profilage selilè sourit blesi ren egi revele repons selilè konsève nan aksidan. Proc Natl Acad Sci USA 2020;117:15874-83.

14. Myerson J, He L, Lanza G, Tollefsen D, Wickline S. Nanopartikul perfluorokarbon ki anpeche tronbin bay yon estrateji roman pou tretman ak D 'sonans mayetik nan tronbozi egi. Jounal tronboz ak emostaz: JTH 2011;9:1292-300.

15. Myerson JW, He L, Allen JS, Williams T, Lanza G, Tollefsen D, et al. Nanopartikul ki anpeche tronbin rapidman konstitye sifas antikotting versatile ak detektab. Nanotechnologie 2014;25:395101.

16. Chen J, Vemuri C, Palekar RU, Gaut JP, Goette M, Hu L, et al. Nanoparticules antithrombin amelyore répercussion ren ak pwoteje fonksyon ren apwè blesi ischemi-reperfusion. Am J Physiol Renal Physiol 2015;308:F765-73