Les saunas sont-ils bénéfiques ou nocifs pour la maladie polykystique rénale autosomique dominante ? Examen avec une souris modèle

Contexte abstrait : 

Les protéines de choc thermique (Hsps), dont l'expression est induite par un traitement thermique, jouent un rôle dans la protection des reins ensupprimer l'apoptoseetmaintenir la viabilité des tubules rénaux. De plus, récemment, il a été indiqué que l'expression de Hsps pouvait être une cible thérapeutique pour les maladies autosomiques.dominantpolykystose rénale(PKRAD). Nous avons étudié l'effet de la thérapie par sauna sec surPKRADsouris modèles.

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Méthodes et résultats :

Les souris (souris mâles DBA/2FG-pay) ont été classées en trois groupes : témoins, TS : souris pcy soumises à un sauna prolongé avec de l'eau administrée contenant 4 % de saccharose, SW : souris pcy ayant reçu de l'eau contenant 4 % de saccharose. Le groupe TS a été soumis à des séances de sauna deux fois par semaine pendant quatre semaines. Le groupe TS a atteint et a été maintenu à des températures rectales d'environ 39,0 degrés, jusqu'à ce qu'ils soient soigneusement retirés du dispositif à rayons infrarouges lointains. Après 4 semaines de traitement au sauna, les niveaux de créatinine et d'urée-azote dans le sang (BUN) ont été déterminés par une méthode enzymatique. La protéine de choc thermique (HSP) ou les protéines liées à la croissance et à la taille des cellules ont été analysées par Western Blot. Le groupe TS présentait des taux de créatinine et de BUN légèrement plus élevés que les groupes témoin et SW, cependant, les différences n'étaient pas significatives. Cependant, l’hypertrophie des kystes dans le groupe TS a été réduite de manière significative par rapport à celle du groupe témoin. L'expression de HSP90 était légèrement diminuée dans les groupes TS et SW par rapport au groupe témoin (p < 0.01 ou p < 0,001, par rapport au contrôle), tout comme l'expression d'Erk. , qui est liée au développement et à la prolifération des kystes (p < 0,05, TS vs contrôle). L'expression de Hsp27 et le niveau de phosphorylation dans le groupe SW étaient comparables à ceux du groupe témoin. Cependant, le groupe TS présentait des niveaux accrus de Hsp27 et de phosphorylation (NS). L'expression de la pro-caspase-3 dans le groupe TS était légèrement inférieure à celle du groupe témoin. Cependant, l'activité de la caspase-3 dans tous les groupes n'a montré aucune différence.

Conclusion : Les résultats de cette étude ont indiqué que 4 semaines de traitement au sauna pourraient provoquer une déshydratation transitoire et un dysfonctionnement rénal associé et entraîner un risque de stimulation de la croissance des kystes par une expression accrue de Hsp27. De plus, nous avons conclu que la prévention de la déshydratation et de la croissance des kystes pouvait être supprimée en prenant une quantité appropriée d'eau directement après le sauna.

Mots clés:polykystique autosomique dominantemaladie du rein, sauna, prise d'eau, Hsp90, Hsp27

Introduction

Autosomique dominantpolykystose rénale(PKD) est une maladie génétique caractérisée par la croissance de nombreux kystes dans les deux reins. La PKRAD est causée principalement par des mutations danspolykystose rénale1 (PKD1) et PKD2, qui codent respectivement pour la polycystine 1 (PC1) et PC2. Au cours des décennies de la maladie, les patients développent de gros kystes rénaux remplis de liquide qui altèrent la fonction rénale. Actuellement, le nombre de patients atteints de PKRAD au Japon est estimé à 31 000, ce qui représente environ 3-5 % de tous les patients dialysés). Environ 50 % des patients atteints de PKRAD développent une insuffisance rénale terminale avant l'âge de 60 ans. Le tolvaptan, un antagoniste des récepteurs 2 (V2) de la vasopressine, a été approuvé comme premier agent thérapeutique pour la PKD et son utilisation clinique a commencé en mai 2014 au Japon). Bien qu’il s’agisse d’un médicament efficace qui réduit le taux de croissance des kystes, il n’existe actuellement aucun remède contre la PKD et il n’est pas possible d’arrêter la formation de kystes dans les reins.

Thérapie thermale, y comprisbalnéothérapie(BT) etthérapie thermale(ST), a été fréquemment utilisé dans le monde comme physiothérapie ou thérapie alternative. En milieu clinique, l’objectif principal de la thérapie thermale est d’obtenir des résultats thérapeutiques efficaces sans endommager les tissus normaux. Une revue systématique récente a montré que BT et ST procurent un soulagement significatif de la douleur et une amélioration de la qualité de vie dans les maladies chroniques du système musculo-squelettique ou du tissu conjonctif). La stimulation thermique induit des protéines de choc thermique (Hsps) essentielles à la survie cellulaire grâce à leur fonction de chaperons protéiques. Le rôle des Hsps dans la santé et les maladies rénales est variable. L'induction des Hsps peut être bénéfique ou préjudiciable au rein, en fonction des Hsps spécifiques, du type de cellule et du contexte). Dans le tissu rénal, les Hsps constituent un élément important du système de défense intracellulaire, activé par différents types de stress cellulaire. Les différentes Hsps à l'intérieur de la cellule stabilisent les structures cellulaires et améliorent la résistance cellulaire à l'apoptose et à la nécrose6), 7). Ces dernières années, il a été rapporté que les Hsps jouaient un rôle néfaste dans la PKRAD et constituaient donc des cibles thérapeutiques8), 9). Par conséquent, nous avons cherché à étudier l'effet des saunas sur des animaux modèles PKD, lorsque la charge thermique qui augmente la température rectale d'environ 2 degrés et la maintient pendant environ 30 minutes est répétée.

II Matériels et méthodes

1. Souris modèle de maladie polykystique rénale autosomique dominante (PKD) Toutes les procédures animales ont été réalisées conformément aux directives pour les soins et l'utilisation des animaux de laboratoire approuvées par l'Université des sciences de la santé de Kumamoto (n ° 18-07). Des souris mâles DBA/2FG-pcy (pcy)10), 11) (âgées de 8 semaines, n=12) (Kyudo, Kumamoto, Japon) avec un poids corporel initial de 20,9 ± 0,7 g ont été utilisées comme Souris modèles ADPKD dans cette expérience. Des souris mâles DBA (8 semaines, n=3) ont été utilisées comme référence pour le modèle de souris ADPKD. La figure 1 montre l'apparence et le rein excisé comme exemples typiques de souris pcy (Fig. 1A, B). Tous les animaux ont été hébergés dans des conditions d'humidité et de température contrôlées avec un cycle lumière/obscurité de 12 : 12- h et ont eu libre accès à de la nourriture pour souris standard et à de l'eau du robinet.

Neuf souris pcy (âgées de 8 semaines) ont été réparties au hasard dans les trois groupes suivants : groupe témoin : souris pcy comme contrôle (n=3), groupe TS : souris pcy exposées à une stimulation thermique systémique répétée (n {{3} }); et groupe SW : souris pcy ayant reçu de l'eau contenant 4 % de saccharose (n=3). Les souris du groupe TS ont reçu de l'eau contenant 4% de saccharose pendant la nuit, après une stimulation thermique systémique pour prévenir la déshydratation. Dans une étude précédente, nous avions constaté que la perte de poids corporel était d'environ 3 à 4 % après une stimulation thermique systémique12). Lorsque 4 % d'eau de saccharose a été administrée à des souris pcy, la quantité d'eau consommée a augmenté de manière significative, passant de 5,6 ± 0,6 mL à 7,4 ± 0,7 mL (p < 0,001 , figure 1C). La consommation nocturne de 4 % d'eau de saccharose représentait en effet un apport hydrique élevé équivalent à 14 ± 7 % du poids corporel. Le groupe SW a consommé de l'eau pendant la nuit à la même fréquence que le groupe TS.

2. Stimulation thermique systémique (sauna)

L'intensité thermique du sauna a été définie dans une étude précédente13). Cependant, la température rectale de certaines souris pcy dépassait 42 degrés en raison de leur petit volume corporel par rapport à ceux des souris DBA normales et des souris 129X1/SvJ. Par conséquent, on a tenté d'augmenter la température rectale de 1 degré, mais en raison de la limitation du contrôle du système de sauna sec à rayons infrarouges lointains (fourni par l'Université de Kagoshima), la température rectale a été réglée pour augmenter à environ 39 degrés. Aucun rapport n'a été trouvé sur la fréquence des saunas pour la PKD ; par conséquent, la fréquence minimale efficace du sauna (deux fois/semaine) établie dans une étude sur la relation entre les bains de sauna et les maladies cardiovasculaires et d'autres causes de mortalité par Laukkanen et al.14) a été adoptée. Plus précisément, les souris ont reçu un traitement de sauna à 43 degrés pendant dix minutes, puis à 37 degrés pendant 35 minutes pour élever la température rectale de 37,1 ± 0,1 degrés à 39,3 ± 0,3 degrés en utilisant le système de sauna sec à rayons infrarouges lointains. Les températures rectales des souris ont été maintenues à environ 39,0 degrés jusqu'à ce qu'elles soient retirées du sauna. Le groupe TS a été exposé au sauna pendant quatre semaines, deux fois par semaine.

3. Procédure analytique

Les données physiologiques ont été obtenues auprès de toutes les souris à la fin de la période d'étude de quatre semaines. Des échantillons d'urine de 24 heures ont été collectés dans des cages métaboliques et la consommation de liquide a été déterminée. Des échantillons de sang ont été prélevés dans la veine cave inférieure et les taux de créatinine plasmatique et d'azote uréique sanguin (BUN) ont été mesurés à l'aide d'un analyseur automatique de biochimie Hitachi 7180 (Hitachi High-Technologies Corporation, Tokyo, Japon), avec Aqua-auto Kainos CRE. -Kit de test II ou kit de test UN-II (Kainos, Tokyo, Japon) utilisant la méthode enzymatique.

4. Etudes histologiques

Les reins ont été fixés avec une solution tampon de phosphate de paraformaldéhyde à 4% et inclus dans de la paraffine. Des échantillons de reins ont été sectionnés à des intervalles de 2- µm et colorés à l'hématoxyline et à l'éosine (H&E), et les kystes des tubules ont été quantifiés sur 2 coupes/souris (rein droit) à l'aide d'ImageJ (National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, ETATS-UNIS). Les zones présentant des déchirures tissulaires et des bulles identifiées à un grossissement plus élevé (× 40) ont été exclues de l'analyse, comme indiqué précédemment15).

5. Western blot

L'électrophorèse sur gel de dodécylsulfate de sodium-polyacrylamide (SDS-PAGE) et le transfert ont été réalisés en utilisant des procédures standard. Des aliquotes contenant 15 µg de protéine ont été soumises à SDS-PAGE. Des anticorps dirigés contre les protéines suivantes ont été utilisés : Hsp27 (1:1,000, sc-9012, Santa Cruz Biotechnology), phosphoHsp27 (1:1,000, #2401S, Cell Signaling Technology), total-Akt (1:1,000, #9272, Cell Signaling Technology), phospho-Akt (1:1,000, #9275, Cell Signaling Technology), Erk1/2 (1 :1,000, #9102, technologie de signalisation cellulaire), phospho-Erk1/2 (1 :1,000, #9101, technologie de signalisation cellulaire), mTOR (1 :1,{ {39}}, #2972, Cell Signaling Technology), phospho-mTOR (1:1,000, #2971, Cell Signaling Technology), caspase 3 (1:500, ab4051, Abcam, Cambridge, Royaume-Uni) , caspase clivée-3 (1:1,000, #9661, Cell Signaling Technology) et -actine (1:1,000, sc-130656, Santa Cruz Biotechnologie). Les transferts ont été détectés à l'aide du système de détection de transfert Western ECL Prime (GE Healthcare, Royaume-Uni) conformément aux instructions du fabricant. Les données ont montré une quantification relative par rapport à la -actine, qui a été utilisée comme contrôle interne.

6. Analyse statistique

Pour l'analyse statistique, les données entre les groupes TS et SW ont été comparées à l'aide du test U de Mann-Whitney. Les groupes ont été comparés à l'aide d'une analyse de variance unidirectionnelle (ANOVA) suivie du test de Tukey pour identifier les différences. Les différences ont été considérées comme statistiquement significatives à p < 0,05. Les données sont exprimées en moyenne ± écart type (SD) ou moyenne ± erreur type de la moyenne (SEM). GraphPad Prism 6 (GraphPad Software, San Diego, Californie, États-Unis) a été utilisé pour l'analyse statistique.