Coagulation, récepteurs activés par la protéase et maladie rénale diabétique : leçons tirées des souris déficientes en ENOS

Un régime riche en graisses et le manque d’eNOS augmentent de manière synergique le TF chez les souris diabétiques

De nombreuses études ont démontré un lien entre l'obésité et la thrombose (Samad et Ruf 2013). Pour l'examenple, régulation positive de la voie TLR4-NF-kB sousmaladie métaboliqueCes conditions augmentent les niveaux de TF (Lv et al. 2009 ; Owens et al. 2012 ; Rogero et Calder 2018). De plus, le palmitate d'acide gras saturé induit la libération d'histone H3 via des mécanismes dépendants des voies ROS et JNK et des histones extracellulaires, qui augmentent l'expression du TF dans les monocytes (Shrestha et al. 2013). Se concentrer sur la relation entre la coagulation, l'eNOS etdyslipidémie, notre étude précédente a démontré les effets combinés d'un déficit en eNOS et d'un régime riche en graisses sur l'expression du TF (Li et al. 2010). Dans l’étude, des souris eNOS-null ont été traitées avec une faible dose de STZ pour développer une DM et ont été nourries avec un régime riche en graisses. Le manque d'expression d'eNOS a augmenté l'excrétion urinaire d'albumine etblessures histologiques, qui étaient encore exacerbées par un régime riche en graisses. L'expression et l'activité de TF ont augmenté dans les reins de souris en raison d'un manque d'expression d'eNOS et d'un régime riche en graisses chez une souris.manière synergique. Fait intéressant, des expériences de colocalisation avec un marqueur monocytes/macrophages glomérulaires ont démontré une augmentation du niveau de TF immunoréactif.

Anticorps neutralisants contre l'inflammation du TF dans les reins diabétiques chez les souris eNOS-Knockout

Une augmentation de la coagulation dépendante du TF est associée à une inflammation accrue (Witkowski et al. 2016). Inhibition du système de coagulation dépendant du TF amélioréemaladies inflammatoires, comme la septicémie induite par le LPS (Pawlinski et al. 2010). Pour élucider le lien de causalité entre l'inflammation et le TF dans la DKD, nous avons examiné l'effet à court terme des anticorps neutralisants contre le TF sur l'inflammation dereins diabétiqueschez les souris déficientes en eNOS (Li et al. 2010). Les résultats ont montré que l’administration d’anticorps anti-TF réduisait considérablement les niveaux d’expression rénale des gènes liés à l’inflammation et à la fibrose, tels que l’ARNm de Tnfa, Ccl2, Tgfb et Col4, dans les reins de souris, quatre jours après la neutralisation du TF.

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L'inhibiteur de la coagulation FXa améliore les lésions rénales chez les souris diabétiques dépourvues d'eNOS

La coagulation FXa, située en aval de TF/VIIa, contribue également à l'inflammation par la voie PAR-dépendante. Son rôle dans la DKD a été démontré dans plusieurs modèles animaux. Sumi et coll. (2011) ont démontré que le fondaparinux, un inhibiteur du FXa, réduisait les taux de protéines urinaires, l'hypertrophie glomérulaire et les dépôts de fibrine chez les souris db/db. L'effet thérapeutique de l'inhibition du FXa chez les souris DKD dépourvues d'eNOS a été démontré par notre groupe (Oe et al. 2016). L'edoxaban (50 mg/kg/jour), un inhibiteur oral du FXa, a été administré à l'eNOS-/- ; Ins2Akita/+ pendant trois mois, et les résultats ont montré une amélioration des lésions histologiques, telles que la prolifération de la matrice mésangiale. Les niveaux d'expression des gènes inflammatoires dans les reins ont été réduits par l'edoxaban (Tableau 1). FXa active à la fois PAR1 et PAR2. Pour élucider le mécanisme des lésions rénales médiées par le FXa, nous avons démontré que les effets anti-inflammatoires des inhibiteurs du FXa sont similaires à ceux trouvés chez les souris PAR2-/- et PAR2-/- avec des inhibiteurs du FXa. . Ces résultats suggèrent que le FXa a probablement provoqué une inflammation via un mécanisme dépendant de PAR2- dans la DKD. En revanche, l’interdiction redox n’a pas amélioré les lésions glomérulaires dans eNOS+/+ ; Souris Ins2Akita/+, suggérant que l'effet thérapeutique de l'inhibition du FXa était associé à une hypercoagulabilité dépendante de l'eNOS dans le type Isouris diabétiques.

Autres facteurs de coagulation dans la DKD

Parce que la thrombine cible PAR1, qui progresseinflammation vasculaire(Chen et Dorling 2009),la thrombine exacerbe probablement la DKD. Cependant, les rôles protecteurs ou nocifs de la thrombine dans la pathogenèse de la DKD ont été démontrés ; la thrombine à faible dose (50 pM) a empêché, alors que la thrombine à forte dose (20 nM) a aggravé,apoptose induite par le glucosedans les podocytes (Wang et al. 2011b). Les effets des inhibiteurs de la thrombine tels que le dabigatran sur les souris diabétiques dépourvues d'eNOS devraient être élucidés à l'avenir.

Le fibrinogène est impliqué dans diversétats inflammatoires. Il est intéressant de noter qu’une réduction partielle ou l’absence de fibrinogène s’est avérée bénéfique pour les modèles d’ischémie-reperfusion rénale ou de fibrose rénale obstructive (Sörensen et al. 2011 ; Craciun et al. 2014). Étant donné que les dépôts de fibrine glomérulaire sont augmentés chez les souris diabétiques dépourvues d'eNOS (Nakagawa et al. 2007 ; Li et al. 2010 ; Wang et al. 2011a), ce qui explique son rôle dansPathogénie de la DKDmérite des recherches plus approfondies.

Expression de PAR1 et PAR2 chez des souris diabétiques dépourvues d'eNOS

Une expression accrue des PAR est associée à des lésions rénales. Nous et d'autres avons démontré que les niveaux d'expression de l'ARNm de Par1 et/ou Par2 étaient augmentés dans des modèles animaux présentant une néphropathie diabétique, une lésion rénale induite par l'adénine, une fibrose rénale obstructive et une lésion rénale induite par le cisplatine (Chung et al. 2013 ; Hayashi et coll. 2016 ; Oe et coll. 2016 ; Watanabe et coll. 2019). De plus, les niveaux de protéine glomérulaire PAR2 ont augmenté chez les souris db/db, un modèle de diabète de type II (Sumi et al. 2011). Nous avons démontré l'association entre l'expression de PAR et le déficit en eNOS chez la souris diabétique (Oe et al. 2016). Le niveau d'expression de l'ARNm Par1 était significativement plus élevé dans eNOS−/− ; Souris Ins2Akita/+ que dans eNOS−/− ; Souris Ins2Akita/+ et non-DM. De même, l'expression de Par2 était significativement plus élevée dans eNOS−/− ; Souris Ins2Akita/+ que chez les souris non DM. En revanche, les niveaux d’ARNm Par4 ne différaient pas entre les génotypes. Un manque d'eNOS exacerbe l'inflammation dans la DKD (Wang et al. 2011a). Étant donné que les cytokines pro-inflammatoires augmenteraient les PAR (Nystedt et al. 1996), une inflammation élevée causée par un manque d'eNOS induit probablement l'expression rénale de Pars dans la DKD. Collectivement, les résultats de nos études suggèrent que les niveaux d'expression de PAR1 et PAR2, similaires à ceux du TF, étaient augmentés dans les reins diabétiques en l'absence d'eNOS (Fig. 2).

Rein diabétique amélioré par délétion PAR2

Blessures chez les souris avec eNOS réduit

Nous et d'autres avons abordé le rôle de PAR2 dans le DKD dans des études précédentes. La suppression de Par2 n’a pas affecté les lésions glomérulaires chez les souris Akita diabétiques de type sauvage (Ins2Akita/+) avec eNOS (Oe et al. 2016). De plus, les souris diabétiques induites par STZ et dépourvues de PAR2 ont présenté une albuminurie réduite par rapport aux souris diabétiques de type sauvage, mais une expansion moyenne accrue de l'objectif (Waasdorp et al. 2017). Collectivement, ces résultats démontrent qu’il n’existe aucun effet thérapeutique, voire aucun, de l’inhibition de PAR2 sur les lésions rénales dans les modèles précoces et légers de DKD. En revanche, nous avons démontré les effets du déficit en PAR2 sur la DKD chez des souris Akita diabétiques avec une expression réduite de eNOS (eNOS+/- ; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). Le manque de PAR2 a réduit de manière significative les niveaux d’excrétion urinaire d’albumine, l’expansion mésangiale et l’épaisseur du GBM. Les niveaux d’expression de gènes pro-inflammatoires et liés à la fibrose, notamment Tnfa, Tgfb et Col4, ont également été réduits dans les reins de souris. Ces résultats suggèrent que PAR2 est pathogène non pas au début, mais dans les lésions glomérulaires diabétiques relativement avancées causées par un déficit en eNOS (Tableau 1).

Double blocage de PAR1 et PAR2 chez les souris diabétiques avec eNOS réduit

Nous avons démontré que PAR1 et PAR2 contribuent de manière coopérative à la pathogenèse de la DKD (Mitsui et al. 2020). Dans cette étude, des souris Akita mâles diabétiques de type I hétérozygotes pour eNOS (Ins2Akita/+; eNOS+/-) ont été utilisées comme modèle de DKD. Ces souris ont été traitées avec un véhicule, un antagoniste PAR1 (E5555, 60 mg/kg/jour), un antagoniste PAR2 (FSLLRY, 3 mg/kg/jour) ou E5555 + FSLLRY pendant 4 semaines. L'administration de l'antagoniste PAR1 ou PAR2 seul a atténué les lésions glomérulaires, telles que l'expansion mésangiale et le dépôt de collagène IV, par rapport à l'administration d'un véhicule. Des effets thérapeutiques synergiques de l'inhibition de PAR1 et de PAR2 ont été observés et le rapport albumine/créatinine urinaire était significativement réduit lorsque PAR1 et PAR2 étaient bloqués avec E5555 + FSLLRY par rapport à l'administration du véhicule. De plus, le double blocage de PAR1 et PAR2 par E5555 + FSLLRY a amélioré de manière synergique les lésions histologiques, notamment l'expansion mésangiale, l'infiltration de macrophages glomérulaires et le dépôt de collagène de type IV. Les niveaux d'expression des gènes liés à l'inflammation et à la fibrose dans les reins ont également été réduits (Tableau 1).

Nous nous sommes concentrés sur les effets pro-inflammatoires des agonistes PAR1 et PAR2 sur les cellules endothéliales humaines (Mitsui et al. 2020). Les résultats ont montré que la stimulation avec les agonistes PAR1 et PAR2 augmentait de manière synergique les niveaux d’expression de l’ARNm de MCP1 et PAI1. L'effet de l'agoniste PAR1 a été bloqué par un inhibiteur de NF-κB, tandis que celui de l'agoniste PAR2 a été bloqué par les inhibiteurs de NF-kB et de MAPK. Collectivement, PAR1 et PAR2 contribuent de manière coopérative à l'inflammation vasculaire et à la DKD par différentes voies de signalisation (Fig. 3).

Conclusion

Dans cette revue, nous nous sommes concentrés sur la relation entre la voie de la protéase de coagulation-PAR et le déficit en eNOS chez les souris diabétiques. La faible production d’eNOS est liée à l’hypercoagulabilité et à l’augmentation de la signalisation PAR, nocives pour la DKD. Ces résultats peuvent indiquer leurs rôles pathologiques dans la phase avancée ou ultérieure de la DKD (par exemple, avec insuffisance rénale et/ou protéinurie massive). Les inhibiteurs oraux du FXa sont largement utilisés pour prévenir la thrombose (Patel et al. 2011 ; Robertson et al. 2015). Leur utilisation dans le traitement de la DKD est une option prometteuse. De plus, certains antagonistes de PAR1, notamment l'atopaxar et le vorapaxar, peuvent être utilisés dans le traitement antiplaquettaire pour prévenir le syndrome coronarien aigu (Goto et al. 2010 ; Tricoci et al. 2012). De plus, des progrès remarquables ont été réalisés dans le développement d’antagonistes de PAR2 (Lim et al. 2013 ; Cheng et al. 2017 ; Jiang et al. 2018), et ils peuvent constituer de nouvelles options thérapeutiques pour traiter les patients atteints de DKD.

Remerciements

Cette étude a été soutenue par la Gonryo Medical Foundation. Nous tenons à remercier Editage (https://www.editage.com) pour l'édition en anglais.

Conflit d'intérêts Les auteurs ne déclarent aucun conflit d'intérêts.

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