Mycophenolate mofetil slows progression in anti-Thy1-induced chronic renal fibrosis, but is not additive to a high dose of enalapril

Deckblatt-Impressum persönlicher Dank Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Einleitung Literaturübersicht Eigene Untersuchungen Ergebnisse Diskussion Zusammenfassung Summary Literaturverzeichnis Danksagung SelbständigkeitserklärungIn dieser Arbeit wurde erstmals der Versuch unternommen, im Tiermodell der Anti-Thy1-induzierten chronisch-progressiven Glomerulosklerose (cGS) der Ratte das Fortschreiten der Erkrankung und den damit verbundenen Funktionsverlust der Niere durch Gabe einer anti-inflammatorischen Substanz (Mykophenolat Mofetil, MMF), einer anti-fibrotischen Substanz (Enalapril, ENA) und einer Kombination aus beiden Substanzen zu verhindern. In dem Tiermodell der Anti- Thy1-induzierten chronisch-progressiven Glomerulosklerose erhielten männliche uni-nephrektomierte (NX) Wistar-Ratten einen nur kurz andauernden immunologischen Reiz, der durch die intravenöse Applikation eines Antikörpers vermittelt wurde und in einer Komplement-abhängigen Mesangiolyse resultierte. Nach diesem Insult schreitet die renale Schädigung in selbstunterhaltender, auto-progressiver Weise fort, ohne dabei zusätzlichen extrarenalen Reizen ausgesetzt zu sein, wie das beispielsweise bei hypertensiver oder diabetischer Nephropathie der Fall ist. Daher ist dieses Modell in hervorragender Art geeignet, Untersuchungen an rein intrarenal gesteuerten Prozessen durchzuführen, wie sie im Rahmen chronisch-progressiver Nierenerkrankungen zu finden sind. Insgesamt wurden dazu 56 männliche Wistar-Ratten verwendet, die in folgende Gruppen aufgeteilt wurden: a) 2-N = keine cGS/ keine NX/ keine Therapie (n=12 Tiere); b) 1-N = keine cGS/ NX/ keine Therapie (n=8 Tiere); c) cGS = cGS/ NX/ keine Therapie (n=12 Tiere); d) cGS+MMF = cGS/ NX/ Therapie mit MMF (n=8 Tiere); e) cGS+ENA = cGS/ NX/ Therapie mit ENA (n=8 Tiere); f) cGS+MMF+ENA = cGS/ NX/ Therapie mit MMF und ENA (n=8 Tiere). Nach einer Versuchsdauer von 15 Wochen wurden Urin und Blut gewonnen und die verbliebenen Nieren nach Perfusion entnommen. Zur Überprüfung der Nierenfunktion wurden klinisch relevante Nierenfunktionsparameter, sowie repräsentative Marker der Inflammation und Fibrose ermittelt. Dazu wurden Messungen von Proteinurie (cGS 149±14 mg/ 24h: cGS+MMF 49±14; cGS+ENA 43±10; cGS+MMF+ENA 72±19), systolischem Blutdruck (148±8 mmHg: 126±5; 124±6; 123±4), der tubulointerstitiellen Matrixakkumulation (Matrix Score 2,5±0,3: 0,9±0,3; 1,1±0,3; 1,1±0,2), der tubulointerstitiellen Expression von TGF-ß1 (189±31 pg/ ml: 91±22; 87±10; 107±21), der tubulointerstitiellen Lymphozyteninfiltration (112±14,4 CD4 pos. Zellen/ Sektion: 42±18,8; 45±14,7; 39±8,6) und Makrophageninfiltration (187±23,9 ED1-pos. Zellen/ Sektion: 74±19,8; 53±16,2; 97±12,0) und die Level der Plasmakreatininspiegel (1,2±0,28 mg/ dl: 0,51±0,05; 0,49±0,02; 0,49±0,03) ermittelt. Zusätzlich wurde die tubulointerstitielle Fibronektin- und PAI-1 Expression auf Protein- und mRNS-Ebene ermittelt, sowie die glomeruläre Matrixakkumulation, glomeruläre TGF-ß1-, Fibronektion- und PAI-1-Expression auf Protein- und mRNS-Ebene, glomerulärer Lymphozyten (CD4, CD8) und Makrophageninfiltration, sowie Blutwerte, Harnstoffwerte und GFR bestimmt. Die hierfür ermittelten Werte entsprechen in ihrer Aussage den ausgewählten tubulointerstitiellen Parametern. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass MMF im Modell der Anti-Thy1-induzierten chronischen Glomerulosklerose ähnlich effektiv ist wie der klinisch etablierte Goldstandard Enalapril in der Therapie chronischer Nierenerkrankungen und dass eine Kombinationstherapie aus beiden Wirkstoffen keine zusätzliche Verbesserung bezüglich relevanter Parameter zur Beschreibung chronischer Nierenerkrankungen darstellt. Diese pharmakologische Intervention liefert direkte und indirekte Hinweise darauf, dass tubulointerstitielle Zellinfiltration und tubulointerstitielle Matrixakkumulation funktionell den gleichen oder aber zumindest einen sehr ähnlichen Pathway in der Progression chronischer Niereninsuffizienz beschreiten. Die Ergebnisse dieser Arbeit finden im Gegensatz zu anderen tierexperimentellen Studien bei Verabreichung einer anti-inflammatorischen, anti-fibrotischen Kombinationstherapie keine zusätzlichen additiven Effekte. Ursächlich hierfür mögen die dort gewählten Tiermodelle (hypertensive Nephropathie; Cyclosporin-induzierte Nephropathie), sowie die eingesetzten relativ niedrigeren Dosen der Wirkstoffe sein. Allerdings entsprechen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit einer kürzlich veröffentlichten Studie aus der Humanmedizin an randomisierten Patienten mit IgA-Nephropathie, die zu Beginn der Studie mit ACE-Hemmern vorbehandelt wurden und in der Folgebehandlung MMF erhielten. Übereinstimmend mit den in dieser Arbeit gefundenen Ergebnissen, konnten in diesem Patientenkollektiv ebenfalls keine Zeichen von Additivität bezüglich einer Kombinationstherapie im Vergleich zur Monotherapie festgestellt werden. Die Arbeit stellt somit einen wichtigen Beitrag bezüglich der therapeutischen Interventionsstrategien humaner chronisch-progressiver Nierenerkrankungen dar, da die tierexperimentell ermittelten Ergebnisse vermuten lassen, dass bei Verabreichung einer Kombinationstherapie, bestehend aus dem primär anti-inflammatorisch wirksamen MMF und dem primär anti-fibrotisch wirksamen Enalapril, bei Patienten mit bestehender Nierenfunktionseinschränkung, keine zusätzlichen nephroprotektiven Effekte im Vergleich zur Verabreichung der Monotherapien erwartet werden können. Zusammenfassend kann daher angenommen werden, dass Gewebeinflammation und Fibrose gleiche oder zumindest sehr nahe beeinanderliegende Wege beschreiten, welche die Progression chronischer Nierenerkrankungen vermitteln und dass es keine Vorteile gibt, die eine Therapie von Patienten mit chronisch-progressiver Nierenerkrankung, bestehend aus MMF und Enalapril, rechtfertigen.In the present work it was investigated in the animal model of anti- Thy1-induced chronic-progressive glomerulosclerosis of the rat for the first time, whether the progression of the disease and the associated loss of renal function could be attenuated by gavage of an anti-inflammatory substance (mycophenolate mofetil, MMF), an anti-fibrotic substance (enalapril, ENA) and a combination of both substances. In the model of anti-Thy1-induced chronic glomerulosclerosis (cGS) uni-nephrectomized (NX) Wistar rats received a short- term immunological insult through i.v. injection of an antibody, which leads after a short time to a complement-dependent mesangial cell lysis. After setting this insult the renal damage progressed in a self-perpetuating, auto- progressive manner, without additional extrarenal influences, in contrast to hypertensive or diabetic nephropathies. This model allows to investigate in a unique manner purely intrarenal determinated processes, as they are taking place in the progression of chronic renal diseases. Altogether 56 rats were assigned into the following groups: a) 2-N = no cGS/ no NX/ no therapy (n=12); b) 1-N = no cGS/ NX/ no therapy (n=8); c) cGS = cGS/ NX/ no therapy (n=8); d) cGS+MMF = cGS/ NX/ MMF therapy (n=8); e) cGS+ENA = cGS/ NX/ ENA therapy (n=8); f) cGS+MMF+ENA = cGS/ NX/ MMF and ENA therapy (n=8). After a period of 15 weeks urine and blood was collected and the remained kidneys were removed after perfusion before sacrifizing the animals. For assessing renal function clinical parameters of relevancy for kidney function and representative markers for inflammation and fibrosis were determined. Therefore measurements of proteinuria (cGS 149±14 mg/ 24h: cGS+MMF 49±14; cGS+ENA 43±10; cGS+MMF+ENA 72±19), systolic blood pressure (148±8 mmHg: 126±5; 124±6; 123±4), tubulointerstitial matrix accumulation (Matrix Score 2,5±0,3: 0,9±0,3; 1,1±0,3; 1,1±0,2), tubulointerstitial expression of TGF-ß1 (189±31 pg/ mL: 91±22; 87±10; 107±21), tubulointerstitial lymphocyte (112±14,4 CD4 pos. cells/ section: 42±18,8; 45±14,7; 39±8,6) and macrophage infiltration (187±23,9 ED1-pos. cells/ section: 74±19,8; 53±16,2; 97±12,0) and levels of plasma creatinin (1,2±0,28 mg/ dL: 0,51±0,05; 0,49±0,02; 0,49±0,03) were determined. Furthermore tubulointerstitial fibronectin and PAI-1 expression on protein and mRNA levels, as well as glomerular matrixprotein accumulation, expression of TGF-ß1, fibronectin and PAI-1 on protein and mRNA levels, glomerular lymphocyte (CD4, CD8) and macrophage infiltration, blood parameters, urea and GFR were analysed. The results of these parameters are following the representative results of the elected tubulointerstitial parameters. The present study reveals, that the component MMF is similar effective in the model of anti-Thy1-induced chronic glomerulosclerosis as the clinically established golden Standard enalapril in the treatment of chronic kidney diseases and that a combined therapy could not achieve additional effects in relevant parameters characterizing chronic renal disease. The here used pharmacological intervention is giving direct and indirect hints, that tubulointerstitial cellular infiltration and matrix accumulation are directed by using identical or at least very similar pathways in the progression of chronic kidney insufficiency The results of the present work are contrasting to other experimental studies performed in animal models, which achieved additional additive effects by using a combined anti-inflammatory, anti- fibrotic approach. This might be based on the fact, that divergent animal models (hypertensive nephropathy; cyclosporin-induced nephropathy) and relatively lower dosage of the substances were used. Nevertheless the results are comparable to a recently published study. Here a cohort of randomized patients with IgA-nephopathy pretreated with ACE-inhibitors received MMF in the follow up treatment. Consisting with the findings of this work patients revealed no signs of additional effects in the combined therapy compared to mono-therapy. Hence this work is an important contribution focussing at therapeutic strategies aiming at human chronic-progressive renal disease. The data of the animal experimental studies are proposing, that a combined therapy consisting of the primarily anti-inflammatory substance MMF and the primarily anti-inflammatory substance ENA provides no additional nephroprotective effects compared to the effects of administering mono-therapies solely. Summarizing the results of the work it can be proposed, that the pharmacological intervention targeted on influencing tissue inflammation and fibrosis represent similar or at least very closely interacting pathways mediating progression of chronic renal disease and that there is no benefit in treating patients in terms of chronic kidney disease with a dual therapeutic approach consisting of mycophenolate mofetil and enalapril