Role of adipose tissue-derived stem cells in the progression of renal disease / Papel das células-tronco derivadas do tecido adiposo na progressão da doença renal

Objective: To analyze the role of adipose tissue-derived stem cells in reducing the progression of renal fibrosis. Methods: adipose tissue-derived stem cells were isolated from C57Bl/6 mice and characterized by cytometry and differentiation. Renal fibrosis was established after unilateral clamping of the renal pedicle for 1 hour. Four hours after reperfusion, 2.105 adipose tissue-derived stem cells were administered intraperitoneally and the animals were followed for 24 hours during 6 weeks. In another experimental group, 2.105 adipose tissue-derived stem cells were administered only after 6 weeks of reperfusion, and they were euthanized and studied 4 weeks later. Twenty-four hours after reperfusion, the animals treated with adipose tissue-derived stem cells displayed reduced renal and tubular dysfunction and an increase of the regenerative process. Renal expression of IL-6 and TNF mRNA were decreased in the animals treated with adipose tissue-derived stem cells, while the levels of IL-4, IL-10, and HO-1 were increased, despite the fact that adipose tissue-derived stem cells were not observed in the kidneys via SRY analysis. Results: In 6 weeks, the kidneys of non-treated animals decreased in size, and the kidneys of the animals treated with adipose tissue-derived stem cells remained at normal size and display less deposition of type 1 collagen and FSP-1. The renal protection observed in animals treated with adipose tissue-derived stem cells was followed by a drop in serum levels of TNF-alpha, KC, RANTES, and IL-1a. Treatment with adipose tissue-derived stem cells after 6 weeks, when the animals already displayed established fibrosis, demonstrated an improvement in functional parameters and less fibrosis analyzed by Picrosirius stain, as well as a reduction of the expression of type 1 collagen and vimentin mRNA.

Objetivo: Analisar o papel das células-tronco derivadas do tecido adiposo na redução da progressão da fibrose renal. Métodos: células-tronco derivadas do tecido adiposo foram isoladas de camundongos C57Bl/6 e caracterizadas por citometria e diferenciação. Fibrose renal foi instaurada após clampeamento unilateral do pedículo renal por 1 hora. Após 4 horas de reperfusão, 2.105 células-tronco derivadas do tecido adiposo foram administradas por via intraperitoneal, e os animais foram acompanhados por 24 horas e 6 semanas. Em outro grupo de experimentos, 2.105 células-tronco derivadas do tecido adiposo foram administradas somente após 6 semanas de reperfusão, e os animais foram sacrificados e estudados 4 semanas mais tarde. Após 24 horas da reperfusão, animais tratados com células-tronco derivadas do tecido adiposo apresentaram reduzida disfunção renal e tubular, além de aumento do processo regenerativo. Expressão renal de RNAm de IL-6 e TNF foi diminuída nos animais tratados com células-tronco derivadas do tecido adiposo, enquanto IL-4, IL-10 e HO-1 foram aumentadas, apesar de células-tronco derivadas do tecido adiposo não serem observadas nos rins por meio da análise SRY. Resultados: Em 6 semanas, os rins dos animais não tratados diminuíram; no entanto, os rins dos animais tratados com células-tronco derivadas do tecido adiposo permaneceram com o tamanho normal e apresentaram menor deposição de colágeno tipo 1 e FSP-1. Proteção renal observada em animais tratados com células-tronco derivadas do tecido adiposo foi seguida por redução nos níveis séricos de TNF-alfa, KC, RANTES e IL-1a. O tratamento com células-tronco derivadas do tecido adiposo após 6 semanas, quando os animais já apresentavam fibrose instalada, demonstrou melhora em parâmetros funcionais e menos fibrose, analisada pela coloração de Picrosirius, e redução da expressão de RNAm de colágeno tipo I e vimentina.

Cytoprotective role of heme oxygenase-1 upregulation in progressive renal disease / Papel citoprotetor da indução da heme oxigenase-1 na lesão renal progressiva

Objective: This study evaluated the ability of heme oxygenase-1 to prevent or reverse renal fibrosis. Methods: Sprague-dawley male rats were submitted to unilateral ureteral obstruction and divided into groups: non-treated and hemin. Biochemical and histological analyses were performed. We also conducted RT-PCR to verify the expression of heme oxygenase-1, MCP-1, IL1-beta, IL-6, TNF-alfa, COL-I, COL-III, PAI-1 and fibronectin mRNA. Results: heme oxygenase-1 expression significantly increased in treated animals. The non treated group showed significantly higher levels of proteinuria than the Hemin group. The protein/urinary creatinine ratio in obstructed pelvis was also higher in non treated group, which also showed greater albuminuria and higher percentage of fibrosis when compared to the Hemin group. The expression of pro-inflammatory and pro-fibrotic molecules was significantly higher in the non treated group. Conclusions: The treatment induced the expression of heme oxygenase-1, preventing the installation of fibrosis and even limiting its progression.

Objetivo: Este estudo avaliou a capacidade da heme oxigenase-1 em prevenir ou reverter o quadro de fibrose renal. Métodos: Ratos Sprague-dawley machos foram submetidos a UUO e divididos nos grupos: não-tratados e Hemin. Avaliou-se a função renal, fez-se análise histológica e realizou-se RT-PCR para verificar expressão de heme oxigenase-1, MCP-1, IL1-beta, IL-6, TNF-alfa, COL-I, COL-III, PAI-1 e Fibronectina. Resultados: Houve expressão significativamente maior de heme oxigenase-1 nos animais tratados. O grupo não tratado apresentou níveis significativamente maiores de proteinúria em relação ao grupo Hemin. O índice proteína/creatinina urinária da pelve obstruída também foi maior no grupo não tratado, que apresentou ainda maior albuminúria e maior porcentagem de fibrose em relação ao grupo Hemin. A expressão de moléculas pró-inflamatórias e pró-fibróticas foi significativamente maior no grupo não tratado. Conclusões: O tratamento induziu a expressão de heme oxigenase-1, evitando a instalação da fibrose e mesmo limitando sua progressão.

Immunosuppressive and remodelling properties of mesenchymal stem cells in a model of chronic kidney disease / Papel imunossupressor e remodelador das células-tronco mesenquimais em um modelo experimental de doença renal crônica

Objective: To investigate the role of mesenchymal stem cells in fibrogenesis using a model of chronic renal insufficiency. Methods: Mesenchymal stem cells were obtained from tibias and femurs of Wistar-EPM rats. After three to five passages, the cells were submitted to phenotypic analyses and differentiation. Wistar rats were submitted to the 5/6 nephrectomy model, and 2.105 mesenchymal stem cells were administered intravenously to each rat every two weeks until the eighth week. Results: Sex-determining region Y was observed in female rats treated with stem cells. Serum and urine analyses showed improvement of functional parameters in mesenchymal stem cells treated animals, such as creatinine, serum urea, and proteinuria. Moreover, hemocrit analysis showed improvement of anemia in mesenchymal stem cells treated animals. Masson?s Trichromium and Picrosirius Red staining demonstrated reduced levels of fibrosis in mesenchymal stem cells treated in animals. These results were corroborated by reduced vimentin, collagen I, TGFbeta, FSP-1, MCP-1 and Smad3 mRNA expression. Renal IL-6 and TNFalfa mRNA expression levels were significantly decreased after mesenchymal stem cells treatment, while IL-4 and IL-10 expression were increased. Serum expression of IL-1alfa, IL-1beta, IL-6, IFN-gama, TNF-alfa, and IL-10 was decreased in mesenchymal cell-treated animals. Conclusions: Altogether, these results suggest that mesenchymal stem cells therapy can indeed modulate the inflammatory response that follows the initial phase of a chronic renal lesion. The immunosuppresive and remodeling properties of the mesenchymal stem cells may be involved in the improved fibrotic outcome.

Objetivo: Investigar o papel das células-tronco mesenquimais na fibrogênese utilizando um modelo de insuficiência renal crônica. Métodos: As células-tronco mesenquimais foram obtidas de tíbias e fêmures de ratos Wistar-EPM. Após três a cinco passagens, as células foram submetidas a análises fenotípicas e diferenciação. Ratas Wistar foram submetidas ao modelo de nefrectomia, 5/6 e 2.105 células-tronco mesenquimais foram administradas por via intravenosa a cada duas semanas, até a oitava semana. Resultados: A expressão do gene SRY (sex-determining region Y) foi observada em ratas tratadas com células-tronco oriundas dos machos. Soro e análises de urina mostraram melhora dos parâmetros funcionais nos animais tratados, como redução dos níveis de creatinina, ureia sérica e proteinúria. Além disso, o hematócrito mostrou melhora da anemia nos animais tratados com células-tronco mesenquimais. Tricrômico de Masson e Picrosirius Red demonstraram níveis reduzidos de fibrose nos animais tratados com células-tronco mesenquimais. Esses resultados se correlacionam com a expressão reduzida do RNAm de vimentina, colágeno I, TGF?, FSP-1, MCP-1 e Smad3. Níveis do RNAm de IL-6 e TNFa diminuíram significativamente após o tratamento com células-tronco mesenquimais, enquanto a IL-4 e IL-10 se apresentaram maiores após tratamento. A expressão sérica de IL-1alfa, IL-1beta, IL-6, IFN-gama, TNF-alfa e IL-10 se apresentaram diminuídas nos animais tratados. Conclusões: Em conjunto, esses resultados sugerem que a terapia com células-tronco mesenquimais pode, efetivamente, modular a resposta inflamatória que se segue à fase inicial de uma lesão renal crônica. Os papéis imunossupressores e remodeladores das células-tronco mesenquimais podem estar envolvidos na melhoria do resultado de fibrose.