Ovlivní srdeční selhání způsobené chemoterapií funkci ledvin?
Mar 22, 2022
Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
ČÁST Ⅰ: Odpověď ledvin na srdeční selhání vyvolané chemoterapií: Analýza mRNA u normotenzních a Ren{1}} transgenních hypertenzních potkanů
Šárka Jíchová, Olga Gawry´s & et al.
1. Úvod
Srdeční selhání (HF) se stalo hlavním problémem veřejného zdraví, zejména ve vyspělých zemích, v současnosti postihuje více než 6,5 milionů lidí ve Spojených státech amerických a 9,2 milionů lidí v Evropské unii. Roční nárůst počtu nových pacientů se odhaduje na 1,1 milionu [1,2]. Nárůst prevalence SS je připisován alespoň částečně zlepšení léčby akutních koronárních syndromů a také neischemických kardiovaskulárních onemocnění. Je pozoruhodné, že pokrok v léčbě (např. časná koronární reperfuze primární perkutánní intervencí) snížil mortalitu, ale ne morbiditu. Poněkud paradoxně se zvýšil počet přeživších pacientů, u kterých se nakonec rozvine srdeční selhání [3].
HF je klinický syndrom vykazující progresivní zhoršení, a to i přes nedávný farmakologický pokrok. Prognóza pacientů zůstává špatná, zvláště pokud je doprovázeno srdečním selhánímledvinadysfunkce("kardiorální syndrom")[1,4-8]. Proto existuje naléhavá potřeba nových léčebných strategií, které vyžadují lepší pochopení patofyziologického mechanismu (mechanismů) stojících za progresí srdečního selhání. Toho lze dosáhnout pomocí malých zvířecích modelů, a to i přes určitá zjevná omezení [9,10]. Během posledních 40 let byly modely aplikovány ke studiu jak ischemickým poškozením indukovaného HF [infarkt myokardu (IM) indukovaný ligací koronární arterie], tak neischemickým poškozením indukovaných HF modelů [chronické tlakové přetížení vyvolané příčnou aortální konstrikcí nebo chronickou objemové přetížení vyvolané aortokavální píštělí (ACF)]. Všechny tyto modely byly komplexně charakterizovány [9-15] a přinesly průkopnické úspěchy. Například aplikace modelu MI poprvé umožnila prokázat, že inhibitory angiotenzin-konvertujícího enzymu (ACEi) zeslabují HF a zlepšují dlouhodobé přežití po infarktu [14,15]. To bylo potvrzeno v klinických studiích [16,17] a ACEi se stal základním kamenem léčby srdečního selhání [1,4-7].
Cistanchetubulosabránínemoc ledvin, kliknutím sem získáte vzorek
Naproti tomu hodnota malých zvířecích modelů pro studium chemoterapií indukovaného srdečního selhání je definována jen špatně. A to i přesto, že kardioonkologie se nyní objevila jako nová klinická a výzkumná specializace, která přináší nové způsoby léčby rakoviny, které dramaticky zlepšily prognózu pacientů s různými nádorovými onemocněními. Bohužel, zlepšení je běžně spojeno s kardiovaskulárními vedlejšími účinky [18-21].
Doxorubicin (DOX), jedno z antracyklinových léků, je standardní protinádorová látka vykazující dobře zdokumentovanou kardiotoxicitu [22-25]. Nežádoucí účinky antracyklinů zahrnují poškození ejekční frakce levé komory (LV) [26] a mohou vést ke kardiorenálnímu syndromu, život ohrožující komplikaci pacientů po rakovině, která vyžaduje vývoj nových léčebných strategií. Ke studiu mechanismu (mechanismů) akutní kardiotoxicity vyvolané DOX a k vývoji ochranných opatření proti kardiotoxicitě vyvolané DOX byly dominantně využívány modely malých zvířat [27,28]. Byly také hodnoceny dlouhodobé účinky DOX na srdeční funkci, zejména na rozvoj srdečního selhání, a výsledky naznačují, že jde o vhodný model chemoterapií indukovaného srdečního selhání [10,29,30], avšak základní mechanismus (mechanismy) odpovědný za rozvoj chemoterapií indukovaného srdečního selhání není dobře znám [10,{15}}]. Vzhledem k rostoucí potřebě prozkoumat patofyziologii a objevit nová terapeutická opatření pro HF indukované chemoterapií jsme nedávno provedli in vivo studii, která charakterizovala srdeční morfologickou strukturu a funkční parametry u potkanů se HF indukovaným DOX. Vzhledem k tomu, že hypertenze a hyperaktivita systému renin-angiotenzin-aldosteron (RAAS) jsou považovány za rizikové faktory pro rozvoj chemoterapií indukovaného srdečního selhání [21-24]), byla studie provedena na transgenních potkanech Ren{22}} (TGR), ve kterém je kombinována endogenní aktivace RAAS a hypertenze [33] Navíc k získání lepšího náhledu na možnou roli potenciální kompenzační aktivace systémových a intrarenálních neurohormonálních systémů, plazmy aledvinakoncentracekatecholaminů, angiotenzinu II (ANG I) a angiotenzinu 1-7 (ANG 1-7). V této studii in vivo jsme zjistili, že dva týdny po ukončení podávání DOX [DOX byl podáván v kumulativní dávce 15 mg/kg tělesné hmotnosti (BW) v šesti intraperitoneálních (ip) injekcích během dvou týdnů, což je standardní přístup pro zavedením DOX-indukované kardiomyopatie [27,34] vykazovaly TGR stejně jako kontrolní HanSD krysy známky „chemoterapií indukovaného HF se sníženou ejekční frakcí“ (HFrEF), ale u dřívějších bylo poškození srdeční systolické funkce výraznější a objevily se počáteční známky kompenzační aktivace neurohormonálních systémů [35]. Proto jsme došli k závěru, že HF indukované DOX, zejména u TGR, je optimálním modelem pro studium patofyziologických aspektů HFrEF indukovaného chemoterapií.
Nicméně omezením naší nedávné studie byl nedostatek pokusu identifikovat potenciální biomarkery a molekulární indexy, které by mohly pomoci vyvinout nový terapeutický přístup v této formě HFrEF, zejména se zaměřením na markery kardiorenálního syndromu spojeného se HF. Proto jsme v této studii provedliledvinaposelanalýza exprese ribonukleové kyseliny (mRNA) u potkanů TGR a HanSD dva týdny po ukončení léčby DOX se zvláštním zaměřením na geny, které se dříve podílely na patofyziologii kardiorenálního syndromu spojeného se HF [7,36]. Hlavním cílem studie bylo charakterizovat ledvinovou mRNA expresi takto vybraných biomarkerů v počáteční fázi chemoterapií indukované HFrEF a porovnat výsledky u hypertenzního TGR s výsledky u normotenzních HanSD potkanů. Za účelem potvrzení, že získanéledvinaExprese mRNA představují změny související s kardiorenálním syndromem spojeným se srdečním selháním, hodnotili jsme účinky srdečních hmotností Doxonu a na expresi mRNA levé komory (LV) biomarkerů, u kterých bylo zjištěno, že se u srdečního selhání mění [37-39].
výhody cistanche salsynaledvina
2. Výsledky
Jak je znázorněno na obrázku 1A, léčba DOX významně nesnížila tělesnou hmotnost u HanSD potkanů, ale snížila tak u TGR. Léčba DOX nezpůsobila žádnou změnu hmotnosti ledvin u HanSDrats, ale významně ji snížila u TGR (obrázek 1B). Jak je znázorněno na obrázku 1D, E, neošetřený TGR odhalil významně vyšší hmotnosti celého srdce a LV ve srovnání s neléčenými potkany HanSD, ale mezi nimi nebyly žádné významné rozdíly v hmotnosti pravé komory (obrázek 1F). Léčba DOX způsobila významné snížení v hmotnosti celého srdce, hmotnosti LV a RV u HanSDrats a TGR ve srovnání s hmotností u protějšků bez podávání DOX. Léčba DOX vyvolala významně větší poklesy celkové hmotnosti a hmotnosti LV u TGR ve srovnání s potkany HanSD (-34.3±0.4 vs.{8}}.1 ±{{1{{14 }}}},5 procenta a -32,3±0,5vs.{16}},7±0,3 procenta, v tomto pořadí,p<0.05 in="" both="" cases),="" but="" caused="" similar="" decreases="" in="" rv="" weights.="" on="" the="" other="" hand,="" dox="" administration="" did="" not="" result="" in="" any="" alteration="" in="" tibia="" length="" in="" any="" group="" (figure="" 1c),="" indicating="" that="" the="" reduced="" body="" weights,="" kidney,="" and="" heart="" weights="" are="" not="" a="" consequence="" of="" general="" growth="">
Obrázek 1. Hmotnostní parametry těla a orgánů.Tělesná hmotnost (A), hmotnost ledvin (B), délka holenní kosti (C), hmotnost celého srdce (D), hmotnost levé komory (E) a hmotnost pravé komory (F) u neléčených a doxorubicinem léčených normotenzních, transgenně negativních Hannover Sprague -Dawley (HanSD) a hypertenzní, Ren-2 transgenní (TGR) potkani.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same="" strain.#=""><0.05 versus="" hansd="" rats="" within="" the="" same="" protocol.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
Obrázky 2 a 3 shrnují účinky působení DOX na expresi LV mRNA. Jak je ukázáno na obrázku 2A, exprese genu natriuretického peptidu typu A(Nappa) v LV byla významně vyšší u neošetřených TGR ve srovnání s neléčenými HanSD potkany. Léčba DOX významně zvýšila expresi genu Nppa u HanSD potkanů stejně jako u TGR, ale ve větší míře u druhého, tj. LV Nppa exprese byla významně vyšší u TGR ve srovnání s HanSD potkany. Nebyly zjištěny žádné významné rozdíly v expresi LV genu izoformy těžkého řetězce myosinu (MYH6), izoformy těžkého myosinu (MYH7) a jejich poměry (MYH7/MYH6) u neléčených potkanů HanSD a léčba TGR a DOX ji nezměnila ani v jednom. kmene (obrázek 2B-D). Jak je znázorněno na obrázku 2E, nebyly zjištěny žádné významné rozdíly v expresi aktinu, mRNA kosterního svalu v LV mezi neošetřenými potkany HanSD a neošetřenými potkany TGR a DOX to nezměnilo u potkanů HanSD, ale způsobilo významný nárůst TGR. Nebyly žádné významné rozdíly mezi neléčenými HanSD potkany a neošetřenými TGR v expresi LV mRNA 1 adrenergních receptorů a léčba DOX je nezměnila u HanSD potkanů, ale snížila ji u TGR (obrázek 2F).
Obrázek 2. První část exprese mRNA levé komory (LV).LV natriuretický peptid typ A(A), -izoforma těžkého řetězce myosinu 6(MYH6)(B), -izoforma těžkého řetězce myosinu7 (MYH7)(C), poměr MYH7/MYH6(D), aktin(E), 1 adrenergní receptory (F) Genová exprese u neléčených a doxorubicinem léčených normotenzních, transgenně negativních Hannover Sprague-Dawley (HanSD) a hypertenzních, Ren-2 transgenních (TGR) potkanů.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same=""><0.05 versus="" hansd="" rats="" within="" the="" same="" protocol.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
Jak je znázorněno na obrázku 3A, nebyly zjištěny žádné významné rozdíly v expresi genu ATPázy, Ca2 plus, srdečního svalu, pomalých záškubů, genu typu 2 v LV (gen, který kóduje Sarco/endoplazmatické retikulum Ca2 plus -ATPázu – tzv. SERCA ) mezi neléčenými HanSD potkany a neošetřenými TGR a DOX léčba je nemodifikovala v žádné skupině. Podobně nebyly žádné významné rozdíly v expresi genu fosfolambanu v LV mezi neléčenými potkany HanSD a neošetřenými TGR a léčba DOX je nezměnila (obrázek 3B). Jak je znázorněno na obrázku 3C, nebyly zjištěny žádné významné rozdíly v expresi genu interleukinu-6 v LV mezi neléčenými potkany HanSD a neléčenými TGR a léčba DOX způsobila podobná významná zvýšení u potkanů HanSD a také TGR. Nebyly zjištěny žádné významné rozdíly v expresi genu transformujícího růstového faktoru beta (TGF-), kolagenu typu I a kolagenu al typu III v LV mezi neléčenými potkany HanSD a neošetřenými potkany TGR a léčba DOX ji nezměnila u žádného kmene (obrázek 3D -F).
Obrázek 3. Druhá část exprese mRNA levé komory (LV).LV Ca2 plus -ATPázová pumpa(A), fosfolamban(B), interleukin-6(C), transformující růstový faktor-beta (TGF-)(D), kolagen l typ I(E) a kolagen l typ III (F)genová exprese u neléčených a doxorubicinem léčených normotenzních, transgenně negativních Hannover Sprague-Dawley (HanSD) a hypertenzních, Ren-2 transgenních (TGR) potkanů.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same="" strain.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
rostlina cistancheumí léčitledvinanemoc zlepšitledvinovéfunkce
Obrázky 4-6 shrnují účinky léčby DOX na expresi mRNA ledvin. Jak je ukázáno na obrázku 4A, nebyly mezi neošetřenými HanSD potkany a neošetřenými TGR v genové expresi angiotenzinogenu žádné významné rozdíly a léčba DOX ji v žádné skupině významně nezměnila. Mezi neléčenými potkany HanSD a neléčenými TGR nebyly v expresi genu reninu žádné významné rozdíly a léčba DOX ji významně zvýšila, a to jak u HanSD, tak u TGR (obrázek 4B). Jak je znázorněno na obrázku 4C, exprese mRNA ledvinového enzymu angiotenzin-konvertujícího enzymu (ACE) vykazovala vzorec podobný vzoru exprese genu reninu. Mezi neléčenými HanSDrats a TGR nebyly žádné významné rozdíly a léčba DOX jej podobně zvýšila u obou kmenů. Mezi neléčenými potkany HanSD a neléčenými TGR nebyly v expresi mRNA ledvinového angiotenzin-konvertujícího enzymu typu 2 (ACE2) žádné významné rozdíly a léčba DOX nezměnila tyto hodnoty v žádné skupině (obrázek 4D). Jak je ukázáno na obrázku 4E, nebyly žádné významné rozdíly mezi neošetřenými HanSD potkany a neošetřenými TGR v expresi ledvinové mRNA receptoru ANG II typu 1(AT1) a léčba DOX způsobila výrazné a podobné snížení této hodnoty, podobné u obou kmenů. Jak je znázorněno na obrázku 4F, mezi neléčenými potkany HanSD a neošetřenými TGR nebyly zjištěny žádné významné rozdíly v expresi ledvinové mRNA receptoru ANG I typu 2(AT2) a léčba DOX ji významně snížila u potkanů HanSD, ale ne u TGR. Exprese mRNA v ledvinách Mas vykazovala vzor podobný vzoru exprese AT, receptorového genu: nebyly žádné významné rozdíly mezi neléčenými potkany HanSD a neléčenými TGR a léčba DOX způsobila hluboký pokles této hodnoty u potkanů HanSD, ale ne u TGR (obrázek 4G ).
Obrázek 4. První část exprese ledvinové mRNA.Ledvinový angiotensinogen(A), renin (B), angiotenzin konvertující enzym (ACE)(C), angiotenzin konvertující enzym typu 2 (ACE2)(D), angiotensin Ityp1(AT1)receptor(E), angiotenzin I typ 2( Exprese genu pro AT2)receptor(F) a Mas receptor(G) u neléčených a doxorubicinem léčených normotenzních, transgenně negativních Hannover Sprague-Dawley (HanSD) a hypertenzních, Ren-2 transgenních (TGR) potkanů.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same=""><0.05 versus="" tgr="" within="" the="" same="" protocol.="" the="" values="" are="" means±="" sem.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
cistanchedeserticolavýhodnaledvina
Jak je znázorněno na obrázku 5A, neošetřený TGR vykazoval významně vyšší expresi mRNA v ledvinách pre-endotelin{2}} ve srovnání s neléčenými potkany HanSD. Léčba DOX významně zvýšila expresi genu pre-endotelin{4}} v ledvinách u potkanů HanSD, ale nezměnila ji u TGR. Podobně, jak je znázorněno na obrázku 5B, neléčený TGR vykazoval významně vyšší expresi enzymu konvertujícího endotelin mRNA v ledvinách typu 1 (ECE-1) ve srovnání s neléčenými potkany HanSD a podávání DOX vyvolalo významné zvýšení ECE v ledvinách{{9} } genová exprese u HanSD potkanů, ale nezměnila ji u TGR. Neošetřený TGR vykazoval významně vyšší expresi mRNA receptoru ledvinového endotelinu typu A(ETA) ve srovnání s neléčenými potkany HanSD (obrázek 5C). Léčba DOX vyvolala významný nárůst exprese genu ETA receptoru v ledvinách u HanSD potkanů, ale naopak ji významně snížila u TGR. Jak je ukázáno na obrázku 5D, nebyly žádné významné rozdíly v expresi mRNA receptoru endotelinu typu B(ETg) mezi neošetřenými potkany HanSD a neošetřenými ledvinami TGR a léčba DOX to nezměnila v žádné skupině. Neléčený TGR vykazoval významně vyšší expresi ledvinové mRNA cytochromu P-450(CYP) podrodiny 2C23 (CYP2C23) ve srovnání s neléčenými potkany HanSD (obrázek 5E). Léčba DOX nezměnila expresi tohoto genu v ledvinách u potkanů HanSD, ale významně ji snížila v TGR. Jak je znázorněno na obrázku 3F, nebyly mezi experimentálními skupinami potkanů HanSD a TGR v expresi mRNA CYP podrodiny 4A1 (CYP4A1) v ledvinách žádné významné rozdíly.
Obrázek 5. Druhá část exprese ledvinové mRNA.Ledvinový pre-pro-endotelin-1 (A), endotelin konvertující enzym typu 1 (ECE-1)(B), endotelinový typ A(ETA)receptor(C), endotelin typu B(ETg) receptor (D), cytochrom P-450 podrodina 2C23(CYP2C23)(E) a cytochrom P-450 podrodina 4A1(CYP4A1)(F)genová exprese v neléčeném a doxorubicinem léčeném normotenzním, transgennegativním Hannoveru Sprague-Dawley (HanSD) a hypertenzní, Ren{19}} transgenní (TGR) potkani.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same="" strain.=""><0.05 versus="" hansd="" rats="" within="" the="" same="" protocol.="" the="" values="" are="" means±="" sem.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
Jak je ukázáno na obrázku 6A, nebyly mezi experimentálními skupinami HanSD potkanů a TGR v expresi mRNA ledvin adrenergních la receptorů žádné významné rozdíly. Neošetřený TGR vykazoval významně vyšší expresi ledvinového mRNA adrenergního lb receptoru ve srovnání s neléčenými HanSD potkany (obrázek 6B). Léčba DOX vyvolala významný nárůst genové exprese ledvinových adrenergních lb receptorů u HanSD potkanů, ale nezměnila ji u TGR.
Jak je ukázáno na obrázku 6C-E, nebyly mezi neléčenými HanSD potkany a neléčenými TGR žádné významné rozdíly v expresi mRNA ledvin 2 adrenergních receptorů (subtypy 2a, 2b a 2c). Léčba DOX významně snížila expresi ledvinových genů všech podtypů o2 adrenergních receptorů u HanSD potkanů, ale nezměnila je u TGR.
Mezi neléčenými HanSD potkany a neošetřenými TGR nebyly žádné významné rozdíly v expresi mRNA ledvin 1 a 2 adrenergních receptorů (obrázek 6FG). Stejně jako v případě o2 receptorů, léčba DOX vyvolala významné snížení exprese ledvinových genů 1 a 2 adrenergních receptorů u HanSD potkanů, ale nezměnila je u TGR.
Obrázek 6. Třetí část exprese ledvinové mRNA.Ledvina l podtyp a (la) adrenergní receptor(A), l podtyp b (lb)adrenergní receptor(B), 2 podtyp a(2a) adrenergní receptor(C),a2 podtyp b(2b) adrenergní receptor(D), 2 podtyp c(2c) adrenergní receptor(E), adrenergní receptor typ 1(1)(F) a adrenergní receptor typ2(2)(G) exprese genu u neléčených a doxorubicinem léčených normotenzních, transgenně negativních Hannover Sprague-Dawley (HanSD )a hypertenzní, Ren{13}} transgenní (TGR) potkani.*str<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same=""><0.05 versus="" hansd="" rats="" within="" the="" same="" protocol.="" the="" values="" are="" means±="" sem.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
