Nuova strategia terapeutica per la nefropatia diabetica: antagonista del CCR2
Mar 25, 2022
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PARTE Ⅱ:Effetti di un antagonista CCR2 sui macrofagi e sulle espressioni del recettore Toll-like 9 in un modello murino di nefropatia diabetica
Seigo Ito, Hiroyuki Nakashima, Takuya Ishikiriyama, Masahiro Nakashima, Akira Yamagata e altri.
Astratto
La patogenesi dinefropatia diabetica(DN) è correlato al reclutamento dei macrofagi (Mo) nei reni, alla produzione del fattore di necrosi tumorale-u (TNF-o) e allo stress ossidativo. Secondo quanto riferito, l'attivazione del recettore toll-like 9 (TLR9) è coinvolta nell'infiammazione sistemica e aggrava questa condizione nella sindrome metabolica. Pertanto, abbiamo ipotizzato che TLR9 abbia un ruolo nella patogenesi di DN(nefropatia diabetica). Due sottoinsiemi di rene Mos in DNnefropatia diabeticatopi modello (db/db) sono stati analizzati utilizzando la citometria a flusso per valutare la loro distribuzione e l'espressione e la funzione di TLR9. Ai topi è stato somministrato ilCCR2antagonista INCB3344 per 8 settimane; cambiamenti nella distribuzione e funzione di Mo e suoi effetti terapeutici sul DNnefropatia diabeticaè stata esaminata la patologia. CD11bhigh (BM-Mo) derivato dal midollo osseo e CD11blow Mos (Res-Mo) residente in tessuto sono stati identificati nei reni del topo. Come DNnefropatia diabeticaprogredito, il numero di BM-Mφ, l'espressione di TLR9 e la produzione di TNF sono aumentati in modo significativo. In Res-Mos, la produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) e l'attività fagocitica sono state migliorate. INCB3344 ha ridotto l'albuminuria, il livello di creatinina sierica, l'abbondanza di BM-Mφ, l'espressione di TLR9 e la produzione di TNF-a da parte di BM-Mφs e la produzione di ROS da parte di Res-Mos. Sia l'aumento dell'attivazione di BM-Mo tramite la produzione di TLR9 e TNF che l'aumento della produzione di ROS da parte di Res-Mos sono state coinvolte nel DN(nefropatia diabetica)progressione. Pertanto, l'inattivazione di Mos e della loro espressione TLR9 da parte di INCB3344 è una potenziale strategia terapeutica per DN(nefropatia diabetica).
NOVITÀ E NOTA BENE Abbiamo classificato i macrofagi renali (Mos) in Mos (BM-Mos) derivato dal midollo osseo che esprimono CD1lb elevato e Mo (Res-Mos) residente tessuto-specifico che esprimono CD11b bassi. Innefropatia diabetica(DN) topi modello. L'espressione del recettore Toll-like 9(TLR9) e la produzione di TNF tramite l'attivazione di TLR9 in BM-Mos e la produzione di ROS in Res-Mos sono state migliorate.CCR2antagonista ha soppresso l'infiltrazione renale di BM-Mos e la loro funzione e la produzione di ROS da parte di Res-Mos, con concomitante soppressione di TLR9. Il nostro studio presenta una nuova strategia terapeutica per DN(nefropatia diabetica).
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DISCUSSIONE
Abbiamo presentato tre nuovi risultati in questo studio. In primo luogo, nei topi diabetici DB/DB, BM-Mos esprimeva TLR9 e rilasciava TNF-. più abbondantemente di quelli nei topi nebbiosi non diabetici, mentre Res-Mos ha prodotto più ROS e ha mostrato una funzione fagocitica. In secondo luogo, INCB3344, aCCR2antagonista, ridotta espressione di TLR9 e rilascio di TNF da entrambi i tipi di MPS e ridotta produzione di ROS da parte di Res-Mos. Infine, questi meccanismi potrebbero spiegare la diminuzione dell'albuminuria e dei livelli sierici di Cr nei topi diabetici DB/DB, nonché il miglioramento della proliferazione mesangiale e dell'espressione dei podociti.
Sulla base dei nostri risultati, i Mos renali sono stati divisi in due popolazioni, vale a dire, BM-Mos che esprimeva altamente un marker derivato dal midollo osseo e Res-Mos che lo esprimeva a malapena. Poiché non dipendevano dalla presenza del diabete, queste erano considerate proprietà uniche dei due tipi di rene Mos. Al contrario, le loro varie funzioni sono state migliorate nei topi diabetici. Inoltre, è stata aumentata anche la produzione di TNF-, una citochina pro-infiammatoria prodotta principalmente da Mos, e di IL-10, una citochina antinfiammatoria. Ciò indica che i Mos renali sono contemporaneamente coinvolti non solo nell'induzione ma anche nella convergenza dell'infiammazione in condizioni infiammatorie croniche come DN(Nefropatia diabetica). Ruoli di due tipi di macrofagi renali
Poiché l'escrezione urinaria di albumina, che riflette la gravità della nefropatia, è aumentata con la percentuale di BM-Mos nei topi DB/DB, suggeriamo che BM-Mos svolga un ruolo importante nel DN(Nefropatia diabetica) sviluppo. Inoltre, abbiamo scoperto che l'espressione di TLR9 e la produzione di TNF erano migliorate in BM-Mos, mentre la produzione di ROS e l'attività fagocitica erano aumentate in Res-Mos con DN(nefropatia diabetica)progressione. Poiché queste osservazioni non sono state fatte nei topi nebbiosi più giovani e più anziani (dati non mostrati), pensiamo che siano associati a DN(nefropatia diabetica)progressione e non sono dovute a cambiamenti dipendenti dall'età. I TLR riconoscono i pattern molecolari associati ai patogeni, come lipopolisaccaridi, DNA batterico e pattern molecolari endogeni associati al pericolo, i cui livelli sono aumentati nel diabete (33,34). In particolare, TLR2 e TLR4 sarebbero coinvolti nel perpetuare l'infiammazione nel DN(nefropatia diabetica), presumibilmente tramite Mos ({0}}). TLR9 riconosce il DNA mitocondriale e privo di cellule rilasciato in circolazione da cellule o adipociti danneggiati/morti e il comune motivo del DNA batterico CpG-ODN, attivando così l'immunità innata e suggerendo il suo coinvolgimento nel danno renale (11,14).
La produzione di ROS e la fagocitosi di Res-Mos sono state aumentate insieme a DN(Nefropatia diabetica) progressione. Secondo quanto riferito, Kidney Mos è stato coinvolto in DN(nefropatia diabetica)progressione attraverso il rilascio di RO attraverso l'attività della nicotinamide adenina dinucleotide fosfato (NADPH)ossidasi (39,40), e il nostro studio precedente ha mostrato che i ROS derivati da Res-Mos sono coinvolti nel danno del tessuto epatico (20). Pertanto, nel rene, Res-Mos può anche essere coinvolto nel danno tissutale indotto da ROS. Inoltre, l'espressione di TLR9 in Res-Mos è stata migliorata nella condizione diabetica (Fig. 1E). Poiché i ROS prodotti da Res-Mos sono influenzati dall'attivazione di TLR9 e dai livelli locali di TNF-a(20,41, 42), l'aumento della produzione di ROS da parte di Res-Mos con DN(Nefropatia diabetica) la progressione era dovuta all'aumento della loro espressione di TLR9 o influenzata dalla maggiore produzione di TNF di BM-Mos. Pertanto, ipotizziamo che l'aumento della produzione di TNF-a da parte di BM-Mos e di ROS da parte di Res-Mgps abbia esacerbato DN(nefropatia diabetica).
Sebbene Res-Mos possa svolgere un ruolo deleterio attraverso una maggiore produzione di ROS, la loro forte capacità di fagocitosi potrebbe esercitare un effetto protettivo su DN(Nefropatia diabetica) topi. Res-Mos può fagocitare le cellule renali danneggiate durante la progressione della malattia e partecipare alla riparazione del tessuto renale. Inoltre, l'aumento della produzione di ROS da parte di Res-Mos potrebbe verificarsi a causa della digestione del tessuto danneggiato fagocitato. Poiché abbiamo valutato i ROS prodotti dal Mos renale in un ambiente non stimolato, i ROS sono stati prodotti nella fase in cui Mos ha fagocitato e digerito il tessuto renale danneggiato. Pertanto, l'aumento della produzione di ROS in Res-Mos potrebbe non essere un effetto negativo in DN(nefropatia diabetica).
Effetti delCCR2Antagonista INCB3344 sulla nefropatia diabetica
CCL2 è sovraespresso nei reni di topi modello diabetici(43-46) ed è implicato nell'esacerbazione dell'albuminuria a causa della sua azione sui podociti glomerulari(47). Inoltre, l'infiltrazione di monociti nei siti infiammatori è principalmente regolata da CCL2 e CCL2 attrae Ms al tessuto renale (attraversoCCR2-segnalazione mediata) e svolge un ruolo importante in DN(Nefropatia diabetica) patogenesi(46,47). Il CCL2 è prodotto da podociti glomerulari, cellule mesangiali e cellule epiteliali tubulari e induce infiammazione interstiziale, atrofia tubulare e fibrosi nel rene(44, 48,49). Amministrazione di diversiCCR2è stato recentemente dimostrato che gli antagonisti nei topi modello diabetici sopprimono l'infiltrazione di Mo nel rene e prevengono il DN(nefropatia diabetica)progressione (50-53). Tuttavia,CCR2gli antagonisti non sono stati utilizzati clinicamente nell'uomo, probabilmente a causa di problemi quali una breve emivita farmacologica e una bassa affinità per l'uomoCCR2. Al contrario, INCB3344 può legarsi a monociti umani con elevata selettività perCCR2e ha una lunga emivita farmacocinetica nel corpo umano o nel topo (8,9).
Nel presente studio, INCB3344 potrebbe sopprimere la migrazione di BM-Mos al rene in DN(Nefropatia diabetica); tuttavia, non ha avuto un effetto pronunciato su Res-Migos, suggerendo che le popolazioni BM- e Res-Mφ avevano proprietà diverse. Inoltre, INCB3344 ha polarizzato Mgs nel fenotipo M2 (polarizzazione M2), suggerendo un effetto di conversione del fenotipo proinfiammatorio in antinfiammatorio.
In particolare, INCB3344 ha ridotto significativamente la produzione di TNF in entrambi i tipi di Mos, il che potrebbe aver contribuito maggiormente al miglioramento di DN(Nefropatia diabetica). Il TNF- è coinvolto nell'ipertrofia renale, nell'escrezione di albumina e nella ridotta funzionalità renale nel DN(Nefropatia diabetica) (3, 54) ed è una citochina pleiotropica che stimola la produzione di altre citochine in maniera autocrina e paracrina(55-58). Pertanto, l'inibizione del TNF-o può servire a bloccare una varietà di altri mediatori dell'infiammazione che potrebbero spiegare i suoi effetti benefici sul DN(nefropatia diabetica). ComeCCR2la stimolazione porta alla produzione di TNF-a tramite l'attività della glicogeno sintasi chinasi 3(GSK3)(59) intracellulare, abbiamo ipotizzato che INCB3344 inibisse la produzione di TNF bloccando questa via nel Mos renale. Tuttavia, riteniamo che i livelli di GSK3 in questo modello debbano essere valutati e che siano necessari ulteriori studi per confermare questa speculazione. Inoltre, i nostri risultati hanno mostrato che la maggior parte dei Mos glomerulari erano BM-Mos e la produzione di TNF nel BM-Mos glomerulare era superiore a quella di altri BM-Mos nel rene. Questi risultati suggeriscono che INCB3344, che ha soppresso i conteggi di BM-Mφ （più specificamente）, ha contribuito principalmente al miglioramento delle lesioni glomerulari diminuendo la proliferazione mesangiale e proteggendo i podociti (aumentando il WT-1).
CCR2è stato riportato che l'inibizione diminuisce la produzione di TNF attraverso la soppressione di TLR9 (60,61) e l'espressione di TLR9 non è stata osservata nel parenchima renale, inclusi tubuli, interstizio e glomeruli, ad eccezione delle cellule morfologicamente presunte Mos nel presente studia. Pertanto, la somministrazione di INCB3344 ha anche ridotto l'espressione di TLR9 in entrambi i tipi di Mos. Presi insieme, i risultati hanno suggerito che INCB3344 ha soppresso non solo l'infiltrazione infiammatoria di BM-Mg nel rene, ma anche le loro funzioni dannose legate all'infiammazione e può contribuire ad alleviare il DN(nefropatia diabetica).
In conclusione, BM-Mos ha espresso TLR9 e rilasciato TNF-a più abbondantemente nei topi diabetici rispetto ai topi non diabetici, mentre Res-Mos ha prodotto più ROS e ha mostrato una maggiore attività fagocitica nei topi diabetici. INCB3344, aCCR2antagonista, ridotta espressione di TLR9 e rilascio di TNF da entrambi i tipi di Mos e ridotta produzione di ROS da parte di Res-Mos. Questi cambiamenti spiegano la diminuzione dell'albuminuria e dei livelli sierici di Cr, nonché il miglioramento patologico nei topi diabetici. Suggeriamo che INCB3344 abbia un forte potenziale per il trattamento di DN(nefropatia diabetica)in clinica.
Prospettive e significato
Abbiamo dimostrato che ilCCR2l'antagonista INCB3344 può diminuire l'albuminuria e il livello sierico di Cr e migliorare la proliferazione mesangiale e l'espressione dei podociti nei topi con DN(nefropatia diabetica). Questi effetti benefici sono stati esercitati attraverso una riduzione della produzione di TNF da BM-Mos e rilascio di ROS da Res-Mφs, entrambi basati su una diminuzione dell'espressione di TLR9 in entrambi i tipi di polarizzazione Mos e M2. In futuro, questo antagonista del recettore può essere utilizzato come valida alternativa o come partner del bloccante del recettore dell'angiotensina II e del cotrasportatore sodio-glucosio-2 per trattare i pazienti e prevenire la progressione del DN(nefropatia diabetica).
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