Estágio de desenvolvimento renal tem papel fundamental na fisiopatologia da uropatia obstrutiva
Data
2017-10-25
Autores
Geminiani, Julio José 
Orientadores
Ribeiro, Cassio Andreoni
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
INTRODUCTION: Inflammation and fibrosis are widely accepted as the key processes driving the progression of obstruction-induced renal injuries to kidney disease in the mature kidney. However, it is likely that there are significant differences in the developing kidney, which have important implications for the treatment of congenital urinary tract obstruction. In this study, we provide the first direct comparison of injury responses during each of the critical stages of kidney development. METHODS: Disease progression was examined in a murine model of unilateral ureteral obstruction (UUO) at (1) P1, during nephrogenesis/nephron maturation and corresponding to the third trimester in humans, (2) P14, during the proliferative growth phase and corresponding to 1-2 years of infancy in humans, and (3) P60, in the mature kidney. Renal pathology was evaluated by performing immunostaining for molecular markers of key processes in the pathogenesis of renal injury and kidney development. The activation of pro-fibrotic signaling pathways and nephron differentiation programs was assessed by using quantitative PCR to monitor changes in gene expression. RESULTS: UUO at either P1 or P14 in the developing kidney leads to decreased kidney growth, reduced proliferative expansion of nephrons, increased apoptosis in progenitor cells, and impaired nephron differentiation. However, there is a notable absence of fibroblast and macrophage recruitment, inflammation, and fibrosis in the developing kidney following injury. This starkly contrasts the mature kidney where there are dramatic increases in proliferation, inflammation, and fibrosis following injury. In comparing these distinct outcomes at the molecular level, we found that injury responses in the developing kidney are characterized by the inhibition of nephron differentiation programs rather than the activation of pro-fibrotic signaling pathways (TGF-b, Renin-Angiotensin, WNT, PDGF) previously implicated as potential therapeutic targets by studies performed in the mature kidney. CONCLUSIONS: This study reveals that developmental context has a significant impact on the pathogenesis of renal injuries. In contrast to the mature kidney, injury in the developing kidney is characterized by profound developmental deficits and a distinct absence of inflammation and fibrosis. This suggests the treatment of patients with obstructive uropathies can be optimized by tailoring therapeutic strategies that are specific to the developmental context. More aggressive surgical intervention at early developmental stages may be necessary to prevent impaired renal maturation. Additionally, it may be beneficial to design adjuvant therapies to stimulate proliferation and minimize apoptosis at early stages of development while targeting inflammation and fibrosis at later stages of development.
Introdução: Inflamação e fibrose são os processos amplamente aceitos de progressão de doença renal em rins maduros que sofreram obstrução. Entretanto, há algumas diferenças significantivas entre os rins maduros e os em desenvolvimento, que podem implicar em uma conduta diferente no tratamento das obstruções renais congênitas. Objetivo: Avaliar como se dá o desenvolvimento normal do rim em camundongos e qual paralelo podemos fazer com o desenvolvimento renal humano e se os diferentes estágios de desenvolvimento influenciam na patogênese da lesão renal induzida por obstrução e outros mecanismos envolvidos na progressão da doença. Também se existem possíveis alvos terapêuticos sobre os quais poderíamos interferir para acelerar a recuperação renal e pontos críticos no desenvolvimento, em que devemos considerar intervenção cirúrgica ou outras modalidades de tratamento. Métodos: Utilizamos um modelo animal de obstrução ureteral unilateral em camundongos durante a fase de nefrogênese/maturação dos néfrons (primeiro dia de vida - P1), correspondente ao primeiro trimestre de gestação em humanos; crescimento e proliferação (P14), correspondente aos 2 primeiros anos da infância em humanos; e na fase madura (P60). Realizamos avaliação histopatológica e imuno-histoquímica das peças para visualização de marcadores moleculares de lesão renal; também avaliamos a ativação de vias pró-fibróticas e de diferenciação de néfrons através de técnicas de PCR quantitativo, para observar alterações na expressão gênica. Resultados: Obstrução ureteral unilateral, tanto em P1 quanto em P14, dos rins em desenvolvimento, leva a uma diminuição do crescimento renal, redução da proliferação de néfrons, aumento de apoptose em células progenitoras e comprometimento da diferenciação do néfron. Entretanto, após a obstrução, nessa fase, há uma notável ausência de fibroblastos e de recrutamento de macrófagos, bem como ausência de inflamação e fibrose. Isso contrasta com a resposta a obstrução em rins maduros, os quais apresentam aumento na proliferação, inflamação e fibrose. Comparando-se essas diferenças em nível molecular, a resposta à lesão em rins em desenvolvimento é caracterizada por inibição de etapas de diferenciação de néfrons ao invés de ativação de vias prófibróticas, que antes eram cogitadas como potenciais alvos terapêuticos em estudos relacionando rins maduros. Conclusões: Este estudo revela que a progressão da doença renal em rins obstruídos depende do estágio de desenvolvimento. Em contraste com o que acontece no rim maduro, lesões no rim em desenvolvimento são caracterizadas por um profundo déficit de desenvolvimento e uma ausência de inflamação e fibrose. Isto sugere que o tratamento de pacientes com nefropatias obstrutivas pode ser otimizado relacionando as estratégias terapêuticas com o contexto da fase de desenvolvimento. Ademais, teríamos benefício em desenvolver terapias adjuvantes que estimulem a proliferação e minimizem a apoptose nos estágios iniciais de desenvolvimento, enquanto que em rins maduros o alvo seria inibir inflamação e fibrose.
Introdução: Inflamação e fibrose são os processos amplamente aceitos de progressão de doença renal em rins maduros que sofreram obstrução. Entretanto, há algumas diferenças significantivas entre os rins maduros e os em desenvolvimento, que podem implicar em uma conduta diferente no tratamento das obstruções renais congênitas. Objetivo: Avaliar como se dá o desenvolvimento normal do rim em camundongos e qual paralelo podemos fazer com o desenvolvimento renal humano e se os diferentes estágios de desenvolvimento influenciam na patogênese da lesão renal induzida por obstrução e outros mecanismos envolvidos na progressão da doença. Também se existem possíveis alvos terapêuticos sobre os quais poderíamos interferir para acelerar a recuperação renal e pontos críticos no desenvolvimento, em que devemos considerar intervenção cirúrgica ou outras modalidades de tratamento. Métodos: Utilizamos um modelo animal de obstrução ureteral unilateral em camundongos durante a fase de nefrogênese/maturação dos néfrons (primeiro dia de vida - P1), correspondente ao primeiro trimestre de gestação em humanos; crescimento e proliferação (P14), correspondente aos 2 primeiros anos da infância em humanos; e na fase madura (P60). Realizamos avaliação histopatológica e imuno-histoquímica das peças para visualização de marcadores moleculares de lesão renal; também avaliamos a ativação de vias pró-fibróticas e de diferenciação de néfrons através de técnicas de PCR quantitativo, para observar alterações na expressão gênica. Resultados: Obstrução ureteral unilateral, tanto em P1 quanto em P14, dos rins em desenvolvimento, leva a uma diminuição do crescimento renal, redução da proliferação de néfrons, aumento de apoptose em células progenitoras e comprometimento da diferenciação do néfron. Entretanto, após a obstrução, nessa fase, há uma notável ausência de fibroblastos e de recrutamento de macrófagos, bem como ausência de inflamação e fibrose. Isso contrasta com a resposta a obstrução em rins maduros, os quais apresentam aumento na proliferação, inflamação e fibrose. Comparando-se essas diferenças em nível molecular, a resposta à lesão em rins em desenvolvimento é caracterizada por inibição de etapas de diferenciação de néfrons ao invés de ativação de vias prófibróticas, que antes eram cogitadas como potenciais alvos terapêuticos em estudos relacionando rins maduros. Conclusões: Este estudo revela que a progressão da doença renal em rins obstruídos depende do estágio de desenvolvimento. Em contraste com o que acontece no rim maduro, lesões no rim em desenvolvimento são caracterizadas por um profundo déficit de desenvolvimento e uma ausência de inflamação e fibrose. Isto sugere que o tratamento de pacientes com nefropatias obstrutivas pode ser otimizado relacionando as estratégias terapêuticas com o contexto da fase de desenvolvimento. Ademais, teríamos benefício em desenvolver terapias adjuvantes que estimulem a proliferação e minimizem a apoptose nos estágios iniciais de desenvolvimento, enquanto que em rins maduros o alvo seria inibir inflamação e fibrose.