Preeclampsia and Gestational Hypertension: Biochemical and Antioxidant Features in Vitro Might Help Understand Different Outcomes / Pré-eclâmpsia e hipertensão gestacional: Fatores bioquímicos e antioxidantes in vitro podem auxiliar no entendimento de resultados clínicos distintos

Abstract Objective Gestational hypertension (GH) is characterized by increased blood pressure after the 20th gestational week; the presence of proteinuria and/or signs of end-organ damage indicate preeclampsia (PE). Heme oxygenase-1 (HO-1) is an antioxidant enzyme with an important role in maintaining endothelial function, and induction of HO-1 by certain molecules shows potential in attenuating the condition's effects over endothelial tissue. HO-1 production can also be stimulated by potassium iodide (KI). Therefore, we evaluated the effects of KI over HO-1 expression in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) incubated with plasma from women diagnosed with GH or PE. Methods Human umbilical vein endothelial cells were incubated with a pool of plasma of healthy pregnant women (n = 12), pregnant women diagnosed with GH (n = 10) or preeclamptic women (n = 11)with or without the addition of KI for 24 hours to evaluate its effect on this enzyme expression. Analysis of variance was performed followed by Dunnet's test for multiple comparisons between groups only or between groups with addition of KI (p ≤ 0.05). Results KI solution (1,000 µM) reduced HO-1 in the gestational hypertension group (p = 0.0018) and cytotoxicity in the preeclamptic group (p = 0.0143); treatment with KI reduced plasma cytotoxicity but did not affect the preeclamptic group's HO-1 expression. Conclusion Our findings suggest that KI alleviates oxidative stress leading to decreased HO-1 expression; plasma from preeclamptic women did not induce the enzyme's expression in HUVECs, and we hypothesize that this is possibly due to inhibitory post-transcriptional mechanisms in response to overexpression of this enzyme during early pregnancy.

Resumo Objetivo A hipertensão gestacional (GH) é caracterizada pelo aumento da pressão sanguínea após a 20ª semana de gestação; a presença de proteinuria e/ou sinais de danos a órgãos como rins, fígado e cérebro indicam pré-eclâmpsia (PE). A heme oxigenase-1 (HO-1) é uma enzima antioxidante com um papel importante na manutenção da função endotelial, e a sua indução por certas moléculas se mostra potencialmente benéfica frente à característica deletéria destas condições sobre o endotélio. Já foi demonstrado anteriormente que a produção de HO-1 pode ser induzida por iodeto de potássio (KI). Portanto, nós avaliamos os efeitos do KI sobre a citotoxicidade e expressão de HO-1 por células de veia de cordão umbilical humano (HUVECs) após incubação com o plasma de mulheres diagnosticadas com GH ou PE. Métodos Células de veia de cordão umbilical humano foram incubadas com pool de plasma de gestantes saudáveis (n = 12), gestantes com GH (n = 10) ou gestantes com PE (n = 11) com ou sem a adição de KI por 24 horas para avaliar a citotoxicidade através da dosagem de lactato desidrogenase e produção de HO-1 por ELISA. Foi realizada ANOVA seguida de teste de Dunnet para múltiplas comparações entre os grupos estudados, considerando significativos valores de p ≤ 0,05. Resultados A solução de KI (1.000 µM) reduziu a produção de HO-1 no grupo GH (p = 0.0018) e a citotoxicidade no grupo PE (p = 0.0143); o tratamento com KI não afetou a produção de HO-1 por HUVECs incubadas com o plasma do grupo PE. Conclusão Nossos achados sugerem que o KI atenua os efeitos do plasma de gestantes com GH ocasionando a diminuição da produção de HO-1; plasma do grupo PE não induziu a produção de HO-1 em HUVECs em comparação ao grupo saudável, e nossa hipótese é a de que tal achado pode ser devido a mecanismos pós-transcricionais em resposta a uma superestimulação da produção de HO-1 nos estágios iniciais da gravidez.

Acidose metabólica agrava a lesão renal em modelo experimental de isquemia/reperfusão

Lesão renal por isquemia/reperfusão (I/R) e acidose metabólica (AM) são duascondições críticas que ocorrem frequentemente na prática clínica. O resultado dessacombinação pode ser prejudicial para os rins, mas esta questão não tem sidoexaustivamente estudada até hoje. O presente estudo avaliou em ratos a influênciado baixo pH sistêmico em vários parâmetros da função renal mediante lesão renalpor I/R. A acidose metabólica foi induzida em ratos Wistar machos através daingestão de cloreto de amônio (NH4CI) dissolvido na água de beber, iniciando 2 diasantes da indução de lesão renal por isquemia/reperfusão e mantida durante todo oestudo. Isquemia/reperfusão renal foi induzida por clampeamento bilateral dasartérias renais durante 45 min, seguido por 48 h de reperfusão. Ao final do estudo,foram obtidas amostras de sangue arterial, urina e tecido renal. Os animais foramdivididos em quatro grupos: controle (submetido à cirurgia sham, n = 8), I/R (n = 8),acidose metabólica (AM; solução de NH4CI 0,28 M + cirurgia sham, n = 6), e AM+I/R(solução de NH4CI 0,28 M + I/R, n = 9). Em comparação com grupo I/R, ratosAM+I/R apresentaram maior mortalidade (50% vs. 11%), redução significativa de pHsanguíneo (7,00 ± 0,04 vs. 7,35 ± 0,03), bicarbonato plasmático (pBic; 9,0 ± 1,4 vs.21,4 ± 0,9 mmol/L), e excesso de base (SBE; -23,8 ± 1,5 vs. -2,7 ± 0,9 mmol/L), comdeclínio no ritmo de filtração glomerular (0,05 ± 0,02 vs. 0,14 ± 0,03 mL/min/100 g) efunção tubular...

Ischemia/reperfusion (I/R) injury and metabolic acidosis (MA) are two criticalconditions that frequently occur in the clinical practice. The result of this combinationcan be harmful to the kidneys, but this issue has not been thoroughly investigatedhitherto. The present study evaluated the influence of low systemic pH on severalkidney function parameters in rats subjected to experimental model of renal I/Rinjury. Metabolic acidosis was induced in male Wistar rats by ingesting ammoniumchloride (NH4Cl) in tap water, beginning 2 days before ischemic insult and maintainedduring the entire study. Ischemia/reperfusion was induced by clamping both renalarteries for 45 min, followed by 48 h of reperfusion. At the end of the study, arterialblood samples and urine were collected and left kidneys were harvested. Fourgroups were studied: control (subjected to sham surgery, n = 8), I/R (n = 8),metabolic acidosis (MA; 0.28 M NH4Cl solution and sham surgery, n = 6), andMA+I/R (0.28 M NH4Cl solution plus I/R, n = 9). Compared with I/R rats, MA+I/R ratsexhibited higher mortality (50% vs. 11%), significant reduction of blood pH (7.00 ±0.04 vs. 7.35 ± 0.03), plasma bicarbonate (pBic; 9.0 ± 1.4 vs. 21.4 ± 0.9 mmol/L), andstandard base excess (SBE; -23.8 ± 1.5 vs. -2.7 ± 0.9 mmol/L), with a severe declinein the glomerular filtration rate (0.05 ± 0.02 vs. 0.14 ± 0.03 mL/min/100 g) and tubularfunction. In addition, tubular changes were more intense determining higher scores oftubular injury...

Ativação da heme oxigenase-1 e via da necroptose como mecanismos imunopatogênicos na infecção de macrófagos por leishmania infantum / heme oxygenase-1 activation and via the necroptose as immunopathogenics mechanisms for the infection of macrophages by Leishmania infantum

A Leishmaniose visceral (LV) apresenta ampla distribuição geográfica e é fatal caso não seja tratada. As manifestações hematológicas são constantes na LV e em casos não tratados os pacientes evoluem à óbito por sangramento maciço ou anemia grave. Neste cenário, mecanismos ligados à morte celular, hemólise, metabolismo do heme e atividade da enzima heme oxigenase podem estar envolvidos na imunopatogênese da LV. A heme oxigenase (HO) tem importantes propriedades regulatórias e está envolvida em processos fisiológicos e patofisiológicos como citoproteção e inflamação. Nesse projeto testamos a hipótese de que a ativação da enzima heme oxigenase-1 (HO-1) favorece a infecção por Leishmania infantum chagasi, principal agente etiológico da LV humana no Brasil e de que mecanismos de morte celular inflamatória induzida por heme estão associados com a resistência ao parasita. Nossas observações nesse trabalho indicam que a enzima HO-1 é induzida em macrófagos durante a infecção por L. chagasi e que a indução farmacológica da HO-1, pela CoPP aumenta a carga parasitária de macrófagos infectados por L. chagasi e reduz a produção de mediadores próinflamatórios. Além disso, a HO-1 favorece um ambiente anti-inflamatório onde prevalece a presença de IL-10...

Visceral leishmaniasis (VL) is a widespread disease and is fatal if left untreated. Hematological manifestations are common in VL and untreated patients evolve to death from massive bleeding and severe anemia. In this scenario, mechanisms related to cell death pathways, hemolysis, heme metabolism and enzymatic activity of heme oxygenase may be involved in the immunopathogenesis of the disease. Heme oxygenase (HO) has important regulatory properties and is involved in patho-physiological processes such as cytoprotection and inflammation. This project tested the hypothesis that heme oxygenase- 1 (HO-1) activation favors Leishmania infantum chagasi infection, the main etiologic agent of human VL in Brazil, we also tested whether heme induced inflammatory cell death pathways are involved in resistance to Leishmania infection. Our observations indicate that HO-1 is induced in macrophages infected with L. infantum chagasi and pharmacological induction for HO-1 by CoPP increases parasite load of infected macrophages and reduces production on inflammatory mediators. In addition, HO-1 contributes to the anti inflammatory pathway that favors L. chagasi replication through a higher IL-10/TNF-α...

Análise de uma heme oxigenase funcional em Trypanosoma cruzi / Analysis of a heme oxygenase functional in Trypanosoma cruzi

O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da doença de Chagas, transmitida através de insetos vetores triatomíneos durante a alimentação do hospedeiro vertebrado. Os triatomíneos ingerem numa única alimentação cerca de 10 mM de heme ligado à hemoglogina. O heme é uma importante molécula no metabolismo dos organismos. Um mecanismo intracelular importante no controle de sua homeostase é a degradação enzimática pela Heme Oxigenase (HO) formando biliverdina (Bv), monóxido de carbono e ferro. Como esta enzima não está presente no genoma de T. cruzi, esse trabalho tem por objetivo identificar uma atividade funcional de HO neste parasito, uma vez que dados do nosso laboratório mostram a presença de biliverdina nas incubações dessas células com heme. No presente trabalho testamos o efeito do SnPPIX (inibidor da HO-1), CoPPIX (indutor da HO-1) e Bv sobre a proliferação da forma epimastigota do parasito. A adição de SnPPIX diminuiu a proliferação do parasito tanto na ausência quanto na presença de heme. Quando a Bv foi adicionada à cultura esse efeito foi revertido; a Bv aumenta a proliferação celular na presença de heme. Por outro lado, a adição de CoPPIX não interferiu na proliferação. Posteriormente, mostramos através da técnica de immunoblotting, utilizando anticorpo monoclonal contra a HO-1, um aumento da expressão de uma proteína em resposta ao heme. Diferentemente das HO-1 já descritas que possuem massa molecular de 32 kDa, a única banda reconhecida pelo anticorpo apresenta 45 kDa. Analisamos também a expressão da HO-1 na presença de CoPPIX, SnPPIX e biliverdina, e somente o CoPPIX foi capaz de modular os níveis de expressão da HO-1. A análise estrutural através da técnica de imunocitoquímica mostrou uma maior expressão da enzima na presença de heme, e que a HO-1 de T. cruzi pode ter mais de uma localização, apresentando marcação citoplasmática e glicossomal. A fim de investigar a sequência da HO-1 de T. cruzi, o DNA genômico foi extraído para amplificação ...

Trypanosoma cruzi, the ethiologic agent of Chagas disease, is transmitted through triatomine vectors during their blood-meal on vertebrate host. These hematophagous insects ingest blood about 6 to 12 times its original weight, reaching in a single meal about 10mM heme bound to hemoglobin. Heme (iron protoporphyrin IX) is an important molecule in metabolism of all living organisms. One important intracellular mechanism to control heme homeostasis is its enzymatic degradation by heme oxygenase (HO). HO catalyzes the degradation of heme to biliverdin (Bv), carbon monoxide and iron. HO is absent in T. cruzi genome, thus we have been investigating the presence of a functional HO in this parasite, since our previous results showed a presence of biliverdin in heme-treated epimastigotes. In the present work, we evaluated the effect of SnPPIX, a HO-1 inhibitor, CoPPIX, a HO inducer, and Bv upon T. cruzi epimastigotes proliferation. The addition of SnPPIX decreased the parasite proliferation in the absence or in the presence of heme. When Bv was added to the culture this effect was reversed; Bv increases the parasite proliferation in the presence of heme. On the other hand, CoPPIX did not interfered on proliferation. Furthermore, we showed through immunoblotting, using an anti-HO-1 monoclonal antibody, an increase in the protein expression in heme-treated epimastigotes. Differently of described HO-1 that has a mass molecular of a 32 kDa, we showed a 45 kDa protein, the only band recognize by the HO-1 antibody. HO-1 expression analysis in the presence of CoPPIX, SnPPIX and biliverdin, showed that only CoPPIX was able to modulate its expression level. Ultrastructural immunocytochemistry analysis suggests a higher expression of the enzyme in heme-treated epimastigotes, and that T. cruzi HO-1 might have a dual distribution, since the anti-HO-1 antibody labeled both cytosol and glycosomes. In order to investigate the T. cruzi HO-1 gene sequence, we isolated genomic DNA ...

Efeito renoprotetor da estatina: modelo animal de isquemia-reperfusão / Renoprotective effect of statin: a ischemia-reperfusion animal model

OBJETIVO: A lesão renal aguda isquêmica, de causa multifatorial, apresenta morbidade e mortalidade alarmantes. A estatina, inibidor de HMG-CoA redutase, tem demonstrado papel renoprotetor, com componente antioxidante, antiinflamatório e vascular. A atividade de heme oxigenase-1 pode ser mediadora desses efeitos pleitrópicos da estatina sobre o rim, ou seja, independente da ação de redução de lipídio. Esse estudo visou avaliar se o efeito renoprotetor da estatina pode ter mecanismo heme de proteção em ratos. MÉTODOS: O modelo isquêmico foi obtido por meio do clampeamento dos pedículos renais bilaterais por 30 minutos, seguido de reperfusão. Foram utilizados ratos Wistar, machos, pesando entre 250-300g, distribuídos nos seguintes grupos: SHAM (controle, sem clampeamento renal); Isquemia; Iquemia+Estatina (sinvastatina 0,5 mg/kg, via oral por 3 dias); Isquemia+Hemin (indutor de HO-1, 1 mg/100g, intraperitoneal 24h antes da cirurgia); Isquemia+SnPP (inibidor de HO-1, 2μmol/kg intraperitoneal 24h antes da cirurgia); Isquemia+Estatina+Hemin e Isquemia+Estatina+SnPP. Foram avaliados a função renal (clearance de creatinina, Jaffé), osmolalidade urinária, peróxidos urinários e a imunohistoquímica para ED-1. RESULTADOS: Os resultados mostraram que a estatina melhorou a função renal, a osmolalidade urinária, reduziu a excreção de peróxidos urinários e a infiltração de macrófagos em rins de animais submetidos à isquemia renal. O indutor da heme oxigenase-1 e a sua associação com sinvastatina reproduziram o padrão de melhora determinado pela sinvastatina. CONCLUSÃO: O estudo confirmou o efeito renoprotetor da estatina, com ação antioxidante e antiinflamatória, e sugere que esse efeito tenha interface com o sistema heme de proteção renal.

OBJECTIVE: Ischemic acute kidney injury (iLRA), with multifatorial cause, presents alarming morbidity and mortality. Statin, HMG-CoA inhibition reductase has shown a renoprotective effect, with antioxidant, antiinflamatory and vascular actions. The heme oxygenase-1 (HO-1) can be involved in these pleitropic effects of statin on the renal function. This study was performed in order to evaluate if the renoprotective effect of the statin is a heme mechanism of protection in rats. METHODS: The ischemic model was reproduced by through clamping the bilateral renal pedicles for 30 minutes followed by reperfusion. Adult Wistar rats, weighting from 250-300g, were divided into the following groups: SHAM (control); Ischemia (30 minutes renal ischemia); Ischemia+Statin (sinvastatin 0.5mg/kg,orally (v.o.) for 3 days); Ischemia+Hemin (Hemin, 1.0mg/100g, intraperitoneal (i.p.), 24 hours before surgery); Ischemia+SnPP (SnPP 2μmol/kg, i.p., 24 hours before surgery ); Ischemia+Statin+Hemin; Ischemia+Statin+SnPP. RF (clearance of creatinine, Jaffé method), urinary peroxides (UP), urinary osmolality (UO) and immunohistochemical for ED-1 were evaluated. RESULTS: Results showed that sinvastatin ameliorated RF, urinary osmolality, reduced the UP excrection and the macrophage infiltration in rats submitted to renal ischemia. The inducer of HO-1 and its association with sinvastatin induced a similar pattern of improvement of renal function. CONCLUSION: the study confirmed the renoprotective effect of the statins on renal function, with antioxidant and antiinflamatory actions, and it suggests that this effect can have an interface with the heme system of renal protection.

Evaluation of the heme oxygenase-1 expression in esophagitis and esophageal cancer induced by different reflux experimental models and diethylnitrosamine / Avaliação da expressão da Heme Oxigenase-1 em esofagite e câncer de esôfago induzidos por diferentes modelos experimentais de refluxo e diethilnitrosamina

PURPOSE: To study the expression of heme-oxygenase-1 (HO-1), an enzyme induced by oxidative stress, in specimens obtained from an experimental model in rats that evaluated the role of gastric and duodenal reflux in esophageal carcinogenesis. METHODS: Esophageal specimens embedded in paraffin obtained from different experimental groups of rats were used for immunohistochemistry analysis of HO-1 expression. The rats had been divided into the following groups and were killed after 22 weeks: (1) cardioplasty to induce acid reflux; (2) esophagoduodenal anastomosis to induce duodenal reflux; (3) no treatment; (4) cardioplasty + diethylnitrosamine (DEN); (5) esophagoduodenal anastomosis + DEN; and (6) DEN. The study sample comprised 3 specimens from each group with the most severe histopathological lesions found on each study branch. RESULTS: The expression of HO-1 was seen only in rat specimens submitted to esophagoduodenal anastomosis (Groups 2 and 5), and the analysis of mean fluorescence intensity revealed a significant increase of HO-1 expression (4.8 and 4.6 fold, respectively) when compared with the control group (Group 3) (p<0.05). The main target for HO-1 induction was the inflammatory cells inside the tumor or in subepithelial areas. Rats exposed to gastric reflux had no HO-1 expression. CONCLUSION: Reflux esophagitis induced by reflux of duodenal contents, which provoked considerable oxidative stress, may play an important role in esophageal carcinogenesis. Acid reflux did not induce oxidative stress in this experimental model.

OBJETIVO: Estudar a expressão da HO-1 (enzima induzida pelo estresse) em diferentes peças esofágicas obtidas de um estudo experimental em ratos que avaliou o papel do refluxo gastroesofágico e duodeno esofágico na carcinogênese experimental. MÉTODOS: Blocos de parafina contendo peças de esôfago provenientes de um estudo experimental com ratos foram utilizados para verificar a expressão imunohistoquímica da HO-1. Os ratos haviam sido divididos nos seguintes grupos: (1) Cardioplastia com o objetivo de promover refluxo ácido, (2) Anastomose esofagoduodenal para indução de refluxo misto (ácido e biliar), (3) sem tratamento (controles), (4) cardioplastia + dietil-nitrosamina (DEN), (5) Anastomose esofagoduodenal + DEN, (6) DEN. Amostras contendo três peças de cada grupo com as lesões histopatológicas mais graves encontradas em cada braço do estudo foram escolhidas para avaliação da expressão imunoistoquímica da HO-1. RESULTADOS: A expressão da HO-1 foi observada somente nas peças de esôfago de ratos submetidos à anastomose esofagoduodenal (Grupos 2 e 5) e analise da intensidade média da fluorescência demonstrou uma diferença significativa na expressão da HO-1 nesses grupos quando comparada com o grupo controle (4,8 e 4,6 vezes respectivamente) (p<0,05). As células inflamatórias localizadas dentro dos tumores e nas regiões adjacentes ao epitélio foram as que mais intensamente expressaram a HO-1. Ratos expostos ao refluxo ácido (gástrico) apresentaram pouca ou nenhuma atividade da HO-1. CONCLUSÃO: Esofagite de refluxo induzida pelo refluxo com conteúdo duodenal provocou considerável estresse oxidativo, que parece exercer um papel importante na carcinogênese esofágica. O refluxo puramente ácido não foi capaz de induzir estresse oxidativo nesse modelo experimental

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.

Proteção funcional da enzima heme-oxigenase-1 na lesão renal aguda isquêmica e tóxica / Functional protection of heme-oxygenase-1 enzyme in ischemic and toxic acute kidney injury / Protección funcional de la enzima heme-oxigenasa-1 en la lesión renal aguda isquémica y tóxica

Objetivos: Verificar a proteção funcional da heme-oxigenase (HO-1), por meio do uso do seu indutor (Hemin) e seu inibidor químico (protoporfirina de zinco-ZnPP) na lesão renal aguda isquêmica e tóxica pela Polimixina B (PmxB) em ratos. Material: Foram utilizados ratos Wistar, adultos e machos divididos em 8 grupos: SHAM (controle), Isquemia (Isq), Isq+Hemin (indutor de HO-1), Isq+ZnPP (inibidor de HO-1), SALINA (controle), Polimixina B (PmxB), PmxB+Hemin, PmxB+ZnPP. Métodos: Jaffé (clearance de creatinina, Clcr) e FOX-2 (peróxidos urinários). Resultados: A isquemia (30´) dos pedículos reais e a administração de PmxB reduziu o Clcr com manutenção do fluxo urinário. Os peróxidos urinários se elevaram em ambas as lesões. A administração do Indutor de HO-1 determinou melhora da função renal e redução dos níveis de peróxidos urinários. Conclusão: Os resultados deste estudo demonstraram que a isquemia e a PmxB induzem LRA oxidativa. O indutor de HO-1 atenuou a lesão em ambos os modelos por atenuação do mecanismo redox.

Objectives: To investigate the functional protection of heme-oxygenase-1 enzyme (HO-1) when using its inducer (Hemin) and inhibitor (zinc protoporphyrin-ZnPP) in ischemic and toxic acute kidney injury by Polymixin B in mice. Materials: Adult male Wistar mice divided into 8 groups were used: SHAM (control), Ischemic (Isq), Isq+Hemin (Inducer of H0-1), Isq+ZnPP (inhibitor of H0-1), SALINA (control), Polimyxin B (PmxB), PmxB+Hemin, PmxB+ZnPP. Method: Analysis consists of Jaffé (creatinine clearance [crCl]) and FOX-2 (urinary peroxides [UP]). Results: Thirty minutes renal ischemia and its treatment with PmxB reduced the crCl and maintained urinary output. Urinary peroxide levels increased in both injuries. The administration of the inducer of H0-1 resulted in improvement in renal function and reduction in the levels of urinary peroxide. Conclusions: Findings indicated that ischemia and PmxB induce LAR (acute kidney injury [AKI]) by elevating the levels of urinary peroxide. The HO-1 inducer ameliorated the injury in both animal models through redox mechanism.

Objetivos: Verificar la protección funcional de la heme-oxigenasa (HO-1), por medio del uso de su inductor (Hemin) y su inhibidor químico (protoporfirina de zinc-ZnPP) en la lesión renal aguda isquémica y tóxica producida por la Polimixina B (PmxB) en ratas. Material: Fueron utilizadas ratas Wistar, adultas y machos divididos en 8 grupos: SHAM (control), Isquemia (Isq), Isq+Hemin (indutor de HO-1), Isq+ZnPP (inibidor de HO-1), SALINA (control), Polimixina B (PmxB), PmxB+Hemin, PmxB+ZnPP. Métodos: Jaffé (clearance de creatinina, Clcr) y FOX-2 (peróxidos urinarios). Resultados: La isquemia (30´) de los pedículos reales y la administración de PmxB redujo el Clcr con manutención del flujo urinario. Los peróxidos urinarios se elevaron en ambas lesiones. La administración del Inductor de HO-1 determinó mejora de la función renal y reducción de los niveles de peróxidos urinarios. Conclusión: Los resultados de este estudio demuestran que la isquemia y la PmxB inducen AKL por la elevación de los peróxidos urinarios. El inductor de HO-1 atenuó la lesión en ambos modelos por atenuación del mecanismo redox.

A isoflavona e o sistema heme-oxigenase na insuficiência renal aguda isquêmica em ratos / Isoflavone and the heme-oxygenase system in ischemic acute renal failure in rats

A insuficiência renal aguda (IRA) isquêmica é mediada por espécies reativas de oxigênio (EROs), o que confere caráter oxidativo a essa lesão. Neste estudo foram investigados a isoflavona e seu possível mediador, o sistema heme-oxigenase (HO), como protetores antioxidantes. Foram utilizados ratos Wistar, adultos, machos, pesando de 250-300 g. O procedimento de isquemia renal consistiu em clampeamento dos pedículos por 30 minutos. Os animais foram distribuídos da seguinte forma: Grupo SHAM (controle, sem clampeamento renal); Grupo Isquemia; Grupo Isoflavona (animais que receberam 8mg/kg/dia, via oral (v.o.), 5dias); Grupo Isquemia+Isoflavona; Grupo Protoporfirina de zinco (ZnPP) (inibidor de HO, 50 µmol/kg, intraperitoneal, (i.p.), 60 minutos antes da cirurgia); Grupo Isquemia+ZnPP; Grupo Hemin (indutor de HO, 1 mg/100g, i.p., 24h antes da cirurgia); Grupo Isquemia+Hemin; Grupo Isoflavona +Hemin e Grupo Isquemia+ Isoflavona+ Hemin. Foram avaliados a função renal (FR) (clearance de creatinina, método Jaffé), a peroxidação lipídica (FOX-2); o malondeldeído (MDA), tióis no tecido renal e a atividade de enzima antioxidante (catalase). Os grupos isquêmicos tratados com isoflavona ou Hemin demonstraram melhora da FR, redução da peroxidação lipídica e aumento da atividade da catalase. O uso de ZnPP não alterou a FR, porém induziu maiores índices de peroxidação lipídica e redução da atividade de enzima antioxidante, quando comparado com o Grupo SHAM e o Grupo Isquemia+Hemin. A associação isoflavona e Hemin não conferiu proteção adicional à lesão isquêmica, sugerindo que o efeito protetor antioxidante da isoflavona seja mediado pelo sistema HO

Ischemic Acute renal failure (IRA) is mediated by reactive oxygen species (ROS), which confer an oxidative character to this disease. In this study, isoflavone and its likely mediator, the heme-oxygenase (HO) system, were investigated for their antioxidant activity. Adult male Wistar rats, weighing 250-300 g, were used. Renal ischemia was induced by clamping of renal pedicles for 30 minutes. The animals were divided into the following groups: SHAM group (control, with no renal clamping); ischemia group; isoflavone group (animals that received 8mg/kg/day orally (v.o.) for 5 days); ischemia+isoflavone group; zinc-protoporphyrin (ZnPP) group (inhibitor of HO, 50 µmol/kg, intraperitoneal (i.p.), 60 minutes before surgery); ischemia+ZnPP group; Hemin group (HO inducer, 1 mg/100g i.p. 24h before surgery); ischemia+Hemin group; isoflavone+Hemin group and the ischemia+isoflavone+Hemin group. Renal function (RF) (creatinine clearance, Jaffé method), lipid peroxidation (FOX-2), malondialdehyde (MDA), thiols in the renal tissue and the activity of antioxidant enzyme (catalase) were evaluated. The ischemic groups treated with isoflavone or Hemin presented improved RF, a reduction in lipid peroxidation and an increase in antioxidant enzyme activity. The use of ZnPP did not alter RF; however, it did induce higher rates of lipid peroxidation and a reduction in antioxidant enzyme activity, in comparison to the SHAM and ischemia+Hemin groups. The association of isoflavone and Hemin did not confer any additional protection for ischemia, suggesting that antioxidant protection can be mediated by HO system.

O papel da heme oxigenase-1 na lesão celular desencadeada pelo sulfato de polimixina B em células LLC-PK 'K IND. 1' / The role of heme oxygenase-1 in the cellular injury caused by polymyxin B sulphate on LLC-PK 'K IND. 1' cells

A heme-oxigenase-1 (HO-1) é uma enzima induzível envolvida na degradação do grupo prostético heme, produzindo compostos com funções anti-oxidante, anti-inflamatória, anti-apoptótica e modulatória do sistema imune no rim. A importância de sua indução está associada à resposta adaptativa ao estresse oxidativo e à inflamação envolvidos na gênese da insuficiência renal aguda. O sulfato de polimixina B é um antibiótico usado no tratamento de infecções Gram-negativas e que apresenta um efeito nefrotóxico ainda não completamente elucidado. O objetivo deste estudo foi verificar a viabilidade e apoptose de células LLC-PK1 submetidas ao tratamento com polimixina B, com tempos de exposição diferentes, e pré-tratadas com hemin (indutor de heme oxigenase-1) ou protoporfirina de zinco (inibidor de heme oxigenase-1). Células renais de porco, LLC-PK1, foram cultivadas com polimixina B durante 24, 48 e 72 horas. A apoptose e viabilidade celular foram avaliadas usando diferentes doses do antibiótico: Controle (CTL, 0 µM); G1 (12,5µM); G2 (37,5µM); G3 (75µM); G4 (125µM) e G5 (375µM). O hemin (25µM) e a protoporfirina de zinco (10µM) foram administrados uma hora antes da polimixina B. Foram utilizados os métodos Acridine orange/ brometo de etídio (viabilidade) e Hoescht 33342 (apoptose). Os resultados demonstraram redução linear de viabilidade induzida pela polimixina B quando a dose e o tempo de exposição foram aumentados, isto foi confirmado pela variação inversa de apoptose. O hemin aumentou a viabilidade e reduziu apoptose na presença de polimixina B, sugerindo um efeito protetor da HO-1 neste modelo. O efeito observado para a protoporfirina de zinco foi semelhante ao descrito para o hemin. O estudo confirmou a citotoxicidade da polimixina B em células renais e constatou que esse efeito pode ser mediado pela HO-1 considerando o efeito obtido no tratamento com o indutor daquela enzima.

The heme oxygenase-1 is a inducible enzyme involved in degradation of the heme prosthetic group, producing compounds with antioxidant, anti-inflamatory, antiapoptotic and immune system modulatory actions. The importance of its induction is linked with the adaptative response to oxidative stress and inflammation involved in the genesis of the acute renal failure. Polymyxin B sulphate is an antibiotic used for the treatment of infections by Gram-negative bacteria and that can induce a nephrotoxic effect that is not completely elucidated yet. The objective of this study was to verify the viability and the apoptosis on LLC-PK1 cells submitted to treatment with polymyxin B and previously treated with hemin (heme oxygenase stimulator - Hm) or zinc protoporphyrin (heme oxygenase inhibitor - ZnPP). LLC-PK1 cells were cultivated during 24, 48 e 72 hours. The apoptosis and the viability were evaluated using different doses of antiobiotic: Control(0mM); G1(12,5mM); G2(37,5mM); G3(75mM); G4(125mM) and G5(375mM). The hemin (25mM) and ZnPP (10mM) were given 1 hour before the addition of polymyxin B. It was utilized the Acridine orange/ Ethydium bromide (viability) and Hoescht 33342 (apoptosis) methods. Results demonstrated the linear rise of apoptosis, as the dose and time exposition were increased. This was confirmed by the inverse variation of the cellular viability. The hemin increased the viability and reduced the apoptosis in the presence of polymyxin B, confirming the protector effect of the heme oxygenase-1 in this model. Similar data were obtained when zinc protoporphyrin was added to the culture. This study confirmed the polymyxin B cytotoxicity and that this effect can be mediated by HO-1.