Normalization of uric acid protects against cyclosporine nephorpathy in rats : effect of uric acid and the renin angiotensin aldosterone system as mediators of endothelial dysfunction, inflammation vasculopathy

Orientadores: Marilda Mazzali, José Butori Lopes de FariaTese ( doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: A nefrotoxicidade por ciclosporina caracteriza-se, do ponto de vista histológico, por fibrose intersticial em faixa, atrofia tubular e hialinose de arteríolas aferentes glomerulares, ou seja, um quadro compatível com doença renal isquêmica. Esta isquemia provocada pela ciclosporina leva a redução da taxa de filtração glomerular, com consequente elevação dos níveis séricos de ácido úrico. Além disto, a ciclosporina altera o transporte tubular de urato, favorecendo o desenvolvimento de hiperuricemia. No modelo experimental de nefropatia pela ciclosporina, a elevação dos níveis de ácido úrico apresenta associação com lesão túbulo intersticial mais severa, além de maior frequência de hialinose de arteríola aferente. Em estudos anteriores demonstramos que a hiperuricemia agrava a nefrotoxicidade pela ciclosporina e também que, a administração concomitante de agentes hipouricemiantes previne a lesão renal pela CsA. Assim, consideramos a hipótese de que, em um modelo experimental de nefropatia crônica pela ciclosporina, instalada, a normalização dos níveis de ácido úrico com alopurinol ou benzbromarona poderia reverter a lesão renal estabelecida. Nefropatia pela ciclosporina foi induzida em ratos Sprague Dawley com injeções subcutâneas diárias de ciclosporina, em associação com dieta hipossódica, por 5 semanas. Ao final deste período, grupos experimentais foram divididos com interrupção da ciclosporina, tratamento com CsA isolada ou em associação com alopurinol ou benzbromarona por um período adicional de 4 semanas. Ao final de 9 semanas de estudo, foram realizadas avaliações funcionais e histológicas. Neste modelo, a co-administração de alopurinol ou benzbromarona cursou com redução dos níveis de ácido úrico e minimizou o quadro de nefrotoxicidade estabelecida por ciclosporina, através da redução de hialinose arteriolar, glomeruloesclerose e fibrose intersticial, além da melhora da função renal, do estresse oxidativo e da apoptose, porém sem efeito anti inflamatório, avaliado pelo infiltrado de macrófagos e pela expressão de osteopontina. Os resultados mais significativos no grupo tratado com alopurinol sugerem que, além do efeito hipouricemiante, o alopurinol pode também apresentar um mecanismo antioxidante, conforme demonstrado pela redução da peroxidação lipídica e da geração de radicais livres, resultando em menor intensidade de apoptose de células tubulares renais. Assim, a redução dos níveis de ácido úrico neste modelo atuou como protetor na progressão da lesão de microvasculatura e na redução da área de fibrose intersticial, mas não da lesão inflamatória. No modelo de nefropatia pela ciclosporina, assim como no de hiperuricemia, ocorre elevação da atividade de renina, sugerindo a participação do sistema renina angiotensina aldosterona na fibrose renal. Para determinar este efeito, um segundo estudo utilizou a associação de um inibidor de enzima conversora da angiotensina (enalapril), um bloqueador de receptor AT1 de angiotensina (losartan) ou um inibidor competitivo da aldosterona (espironolactona) ao tratamento com ciclosporina, após a instalação da lesão. Os animais experimentais receberam ciclosporina por 5 semanas, e após a instalação da nefropatia, foram divididos em um dos grupos experimentais e acompanhados por um período adicional de 4 semanas. A utilização de moduladores do SRAA também cursou com melhora funcional e histológica da nefropatia pela ciclosporina, sem alteração dos marcadores de inflamação intersticial. A melhora da vasculopatia pode ser atribuída à redução do remodelamento vascular com estas drogas, porém com efeito limitado sobre a geração de radicais livres de oxigênio e apoptose de células tubulares. Em resumo, os resultados do presente estudo indicam que em modelo experimental de nefrotoxicidade por CsA, o uso de hipouricemiantes ou de modeladores do sistema-renina-angiotensina-aldosterona apresentaram um importante efeito renoprotetor, comparável, do ponto de vista funcional, à interrupção do tratamento com ciclosporina. As duas abordagens terapêuticas foram eficientes na limitação da progressão da nefropatia, com reversão parcial da fibrose intersticial, provavelmente mediada por melhora de oxigenação tecidual secundária à redução da vasculopatia e do remodelamento vascular. A manutenção do estímulo tóxico da ciclosporina, com manutenção da inflamação, da geração de radicais livres de O2 e da apoptose de células tubulares, entretanto, não foi completamente neutralizado pela intervenção farmacológicaAbstract: Chronic allograft nephropathy is characterized by stripped tubular atrophy and interstitial fibrosis, in presence of arteriolar hyalinosis, resembling an ischemic pattern of chronic kidney disease. Chronic ischemia is associated with reduced glomerular filtration rate, and increase in serum uric acid levels. Cyclosporine per se also has a direct effect on tubular urate handling that facilitates the development of hyperuricemia. Hyperuricemia exacerbates chronic cyclosporine nephropathy, with a more severe tubulointerstitial fibrosis and atrophy, as well as worsening of arteriolar hyalinosis. In a previous study we have shown that concomitant treatment with uric acid lowering agents limits the development of experimental CsA nephropathy. The hypothesis of the present study was that treatment with uric acid lowering agents, after the development of CsA nephropathy could reverse or reduce the severity of tubulointerstitial disease. Male Sprague Dawley rats received daily SC injections of cyclosporine in presence of low salt diet, during 5 weeks. At the end of this period, experimental groups were assigned for CsA withdrawal, maintenance of daily CsA alone or associated with allopurinol or benzbromarone in drinking water for an additional period of 4 weeks. At the end of 9 weeks of study, rats were sacrificed for functional and morphological analysis of kidneys. In this model, concomitant treatment with allopurinol or benzbromaroes was associated with reduction of serum uric acid levels, improvement in renal function and renal disease, characterized by lower arteriolar hyalinosis index, less glomerulosclerosis and significant reduction in interstitial fibrosis area. Other findings included reduction in oxidative stress markers and apoptotic cells, despite of maintenance of inflammatory status, quantified by macrophage infiltration and osteopontin expression. Allopurinol treatment was associated with more significant changes, with reduction of free radical generation, and lower grade of apoptotic cells in renal cortex, suggesting a participation of antioxidant effects in association with uric acid reduction. Taken together, these datsa suggests that reduction of serum uric acid in the stablished model of CsA nephropathy has a protective effect in microvascular lesions and progression of interstitial disease, despite the maintenance of interstitial inflammation. In cyclosporine nephropathy, as well as in the experimental hyperuricemia model, renal disease is associated with increased renin activity, suggesting the participation of renin angiotensin aldosterone system (RAS) in the mechanism of disease. In order to analyze the effect of RAS in CsA nephropathy model, a second study tested the treatment with angiotensin converting enzyme inhibitor (enalapril), a angiotensin II AT1 receptor blocker (losartan) or an aldosterone inhibitor (espironolactone) in association with cyclosporine after the development of chronic nephropathy. Experimental animals were treated with cyclosporine and low salt diet for 5 weeks, and then assigned for one treatment group, including cyclosporine withdrawal, cyclosporine alone, CsA and enalapril, CsA and losartan or CsA and espironolactone for an additional period of 4 weeks. RAS blockade in the established model of CsA nephropathy was associated with improvement in renal function and interstitial fibrosis, despite the maintenance of interstitial inflammation. The most striking finding was the improvement of arteriolar hyalinosis and glomerulosclerosis, suggesting that the most important effect was protecting against vascular remodeling. The improvement in vasculopathy was associated with reduction in tissue hypoxia, with a partial reduction in oxidative stress and tubular cell apoptosis. Both therapeutic interventions proved to be efficient in limiting progression of renal disease, with a partial reversion of interstitial fibrosis. The main mechanism is associated with improvement in renal tissue O2 delivery, as a consequence of recovery of arteriolar hyalinosis and control of vascular remodeling. However, maintenance of CsA therapy was associated with a persistent toxic effect, with maintained interstitial inflammation, free radical generation and tubular cell apoptosis that was not neutralized by interventionDoutoradoCiencias BasicasDoutor em Clínica Médic