Ανάδειξη νεφροπροστατευτικής δράσης φαρμακευτικών παραγόντων σε πειραματικό μοντέλο ισχαιμίας επαναιμάτωσης στον επίμυ

Abstract

Aim of the study: Despite the wide progress in the understanding of the pathophysiological mechanisms underlining ischemia reperfusion injury of the kidney, currently there is lack of available pharmacological substances against the phenomenon for use in the clinical setting. In this study we investigate the ability of vardenafil, a widely used phosphodiesterase 5 (PDE5) inhibitor, to attenuate ischemia reperfusion injury in a experimental model in rats. Materials and methods: In total, 71 Wistar rats were divided into 7 groups including a sham group, a control group, 4 vardenafil treated groups, in which 0.02, 0.2, 2 and 20 μg/kg of substance was administered IV one hour before ischemia and a group in which 2 μg/kg of vardenafil was administered IV upon initiation of reperfusion. Animals were subjected to left nephrectomy and right kidney ischemia for 45 minutes via clamping of renal pedicle. After 4 hours of reperfusion animals were either sacrificed and blood and urine sampling as well as their kidneys were retrieved for analysis or they were subjected to renal scintigraphy. Evaluated parameters were serum creatinine, fractional excretion of Na (FENa), renal histology, scintigrphic perfusion, cGMP, ERK and pERK tissue levels. Results: Administration of vardenafil before ischemia resulted in reduction of plasma creatinine and FENa levels, ameliorated histological deterioration in ischemic kidneys and improved scintigraphic renal perfusion. In the highest tested dose of 20 μg/kg biochemical and histological assessment of renal function and morphology of ischemic kidneys did not differ statistically from sham group in which animals did not undergo ischemia. The underlying mechanism of cytoprotection involves elevation of cGMP levels and ERK phosphorylation. Administration of vardenafil after ischemia did not demonstrated any renal protection Conclusions: A wealth of data, part of which are enclosed in current thesis, demonstrate significant renoprotective properties for PDE5 inhibitors against renal ischemia reperfusion injury in the experimental setting. Adding the excellent safety profile of such drugs, their use against renal ischemia reperfusion injury is humans is regarded as very attractive and promising.

Σκοπός της μελέτης: Μολονότι τα τελευταία χρόνια έχει επιτελεστεί σημαντική πρόοδος στην κατανόηση του παθοφυσιολογικού μηχανισμού πίσω από το φαινόμενο της βλάβης εξ ισχαιμίας και επαναιμάτωσης στο νεφρό, υπάρχει έλλειψη φαρμακευτικών παραγόντων στην κλινική πράξη που να μπορούν να την ανατρέψουν. Στην παρούσα μελέτη ερευνάται η επίδραση της βαρδεναφίλης, ενός ευρέως διαδεδομένου αναστολέα της φωσφοδιεστεράσης 5 (PDE5) σε ένα πειραματικό μοντέλο ισχαιμίας-επαναιμάτωσης στον αρουραίο. Υλικά και μέθοδος: Στο σύνολο 71 αρουραίοι ράτσας Wistar διαχωρίστηκαν σε 7 ομάδες συμπεριλαμβανομένης μιας ομάδας μάρτυρα, μιας ομάδας ελέγχου, 4 ομάδων χορήγησης βαρδεναφίλης σε δόσεις 0.02, 0.2, 2 και 20 μg/kg μία ώρα πριν την ισχαιμία και μία ομάδα χορήγησης 2 μg/kg βαρδεναφιλης αμέσως μετά την ισχαιμία. Τα πειραματόζωα υποβλήθηκαν σε αριστερή νεφρεκτομή και το δεξιό νεφρό υποβλήθηκε σε 45 λεπτά ισχαιμίας με διακοπή της παροχής αίματος στο επίπεδο του νεφρικού μίσχου. Τέσσερις ώρες μετά το τέλος της ισχαιμίας τα πειραματόζωα θανατώθηκαν για λήψη των νεφρών τους, αίματος και ούρων ή υποβλήθηκαν σε σπινθηρογράφημα νεφρού. Οι εκτιμώμενες παράμετροι ήταν τα επίπεδα κρεατινίνης πλάσματος, το κλάσμα FENa, η ιστολογική ανάλυση του νεφρού, η καθήλωση ραδιοφαρμάκου, τα επίπεδα cGMP, ERK και pERK στο νεφρό. Αποτελέσματα: Η προισχαιμική χορήγηση βαρδεναφίλης είχε ως αποτέλεσμα την μείωση των επιπέδων κρεατινίνης πλάσματος και του λόγου FENa, στην απεμπόληση των ισχαιμικών ιστολογικών βλαβών του νεφρού και στην βελτίωση της σπινθηρογραφικής καθήλωσης του ραδιοφαρμάκου. Στη μέγιστη χορηγούμενη δόση των 20 μg/kg οι βιοχημικές και ιστολογικές παράμετροι δεν διέφεραν στατιστικά από την ομάδα μάρτυρα που δεν υποβλήθηκε σε ισχαιμία. Ο μηχανισμός κυτταροπροστασίας περιλαμβάνει την αύξηση των επιπέδων του cGMP και τη φωσφορυλίωση των κινασών ERK. Η χορήγηση βαρδεναφίλης κατά την επαναιμάτωση δεν προσέφερε νεφροπροστασία. Συμπεράσματα: Συσσωρευμένη βιβλιογραφία, μέρος της οποίας είναι και η παρούσα μελέτη, αναδεικνύει σημαντική νεφροπροστασία από τους αναστολείς της PDE5 σε πειραματικά μοντέλα νεφρικής ισχαιμίας και επαναιμάτωσης. Σε συνδυασμό με το εξαιρετικό τους προφίλ ασφάλειας, οι αναστολείς της PDE5 καθίστανται ελκυστικοί προς χρήση ενάντια στην ισχαιμία και επαναιμάτωση του νεφρού στον άνθρωπο.