Effects of glyphosate herbicide ingestion on kidney function in rats on a balanced diet / Efeitos da ingestão do herbicida glifosato na função renal de ratos em uma dieta balanceada

Abstract Introduction: Glyphosate is the most widely used herbicide worldwide and in Brazil. There is currently increasing concern about the effects of glyphosate on human health. The Brazilian Institute for Consumer Protection showed data on the presence of glyphosate in some of Brazil's most consumed ultra-processed products. Currently, regulations on the upper limit for these residues in ultra-processed foods have yet to be established by the National Health Surveillance, and ultra-processed food consumption is independently associated with an increased risk of incident chronic kidney disease. Methods: Since an unbalanced diet can interfere with kidney function, this study aims to investigate the effect of daily intake of 5 mg/kg bw glyphosate in conjunction with a balanced diet and the possible impact on renal function in rats. Kidney function, kidney weight, markers of renal injury, and oxidative stress were evaluated. Results: There was a decrease in kidney weight. The main histopathological alterations in renal tissues were vacuolation in the initial stage and upregulation of the kidney injury marker KIM-1. Renal injury is associated with increased production of reactive oxygen species in mitochondria. Conclusion: This study showed changes in the kidney of rats exposed to a balanced diet with glyphosate, suggesting a potential risk to human kidney. Presumably, ultra-processed food that contain glyphosate can potentiate this risk. The relevance of these results lies in drawing attention to the need to regulate glyphosate concentration in ultra-processed foods in the future.

RESUMO Introdução: O glifosato é o herbicida mais utilizado no mundo e no Brasil. Atualmente, há uma preocupação crescente com os efeitos do glifosato na saúde humana. O Instituto Brasileiro de Defesa do Consumidor apresentou dados sobre a presença de glifosato em alguns dos produtos ultraprocessados mais consumidos no Brasil. Atualmente, as regulamentações sobre o limite máximo desses resíduos em alimentos ultraprocessados ainda não foram estabelecidas pela Vigilância Sanitária Nacional, e o consumo de alimentos ultraprocessados está indepen­dentemente associado a um risco maior de doença renal crônica incidente. Métodos: Como uma dieta desbalanceada pode interferir na função renal, este estudo tem como objetivo investigar o efeito da ingestão diária de 5 mg/kg pc de glifosato em conjunto com uma dieta equilibrada e o possível impacto na função renal em ratos. Foram avaliados função renal, peso dos rins, marcadores de lesão renal e estresse oxidativo. Resultados: Houve redução no peso dos rins. As principais alterações histopatológicas nos tecidos renais foram vacuolização no estágio inicial e regulação positiva do marcador de lesão renal KIM-1. A lesão renal está associada à produção aumentada de espécies reativas de oxigênio nas mitocôndrias. Conclusão: Esse estudo mostrou alterações nos rins de ratos expostos a uma dieta balanceada com glifosato, sugerindo um risco potencial ao rim humano. Presumivelmente, alimentos ultraprocessados que contenham glifosato podem potencializar esse risco. A relevância desses resultados está no fato de chamar a atenção para a necessidade de regulamentar a concentração de glifosato em alimentos ultraprocessados no futuro.

The renoprotective effects of Heme Oxygenase-1 during contrast-induced acute kidney injury in preclinical diabetic models

OBJECTIVES: Contrast-induced acute kidney injury (CI-AKI) is an important clinical problem that can be aggravated by diabetes mellitus, a major risk factor. However, heme oxygenase-1 (HO-1), a promising therapeutic target, can exert antioxidant effects against CI-AKI. Thus, we investigated the role of HO-1 in CI-AKI in the presence of diabetes mellitus. METHODS: Twenty-eight male Wistar rats weighing 250-300g were subjected to left uninephrectomy, and concomitantly, diabetes induced by streptozotocin (65 mg/kg). After 12 weeks, iodinated contrast (meglumine ioxithalamate, 6 mL/kg) and hemin (HO-1 inducer-10 mg/k) were administered 60 min before iodinated contrast treatment. The rats were randomly divided into four groups: control, diabetes mellitus (DM), DM iodinated contrast (DMIC), and DMIC hemin (DMICH). Kidney function, albuminuria, oxidative profile, and histology were assessed. All experimental data were subjected to statistical analyses. RESULTS: CI-AKI in preclinical diabetic models decreased creatinine clearance and increased urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) levels and the degree of albuminuria. Additionally, the levels of oxidative and nitrosative stress metabolites (urinary peroxides, thiobarbituric acid-reactive substances, and NO) were elevated, while thiol levels in kidney tissue were reduced. Kidney histology showed tubular cell vacuolization and edema. HO-1 inducer treatment improved kidney function and reduced urinary the NGAL levels. The oxidative profile showed an increase in the endogenous thiol-based antioxidant levels. Additionally, the tubular injury score was reduced following HO-1 treatment. CONCLUSIONS: Our findings highlight the renoprotective effects of HO-1 in CI-AKI and preclinical diabetic models. Therefore, HO-1 ameliorates kidney dysfunction, reduces oxidative stress, and prevents cell necrosis.

BM-MSC-derived small extracellular vesicles (sEV) from trained animals presented nephroprotective potential in unilateralureteral obstruction model

Abstract Background: The efficacy of bone marrow mesenchymal stromal cells (BM-MSC) and its extracellular vesicles has been demonstrated for a broad spectrum of indications, including kidney diseases. However, BM-MSC donor characteristics and their potential are not usually considered. Therefore, the present work aims to evaluate the nephroprotective capacity of sEV secreted by BM-MSC from trained rats inunilateral ureteral obstruction (UUO) model. Methods: BM-MSC was characterized by their differentiation potential and immunophenotypic markers. The sEV were isolated by ultracentrifugation and characterized by nanoparticle tracking analysis and western blot. Its miRNA cargo was examined by quantitative PCR analysis for miR-26a, 126a, and 296. Wistar rats were submitted to UUO procedure and concomitantly treated with sEV secreted by BM-MSC from the untrained andtrained rats. The kidney tissue from all groups was evaluated for fibrosis mediators (transforming growth factor beta1 and collagen), CD34-angiogenesis marker, and hypoxia-inducible factor 1 alpha (HIF-1). Results: Treadmill training stimulated in BM-MSC the production of sEV loaded with pro-angiogenic miR-296. The treatment with this sEVin UUO-rats was able to attenuate collagen accumulation and increase CD34 and HIF-1 in the kidney tissue when compared to untrained ones. Tubular proximal cells under hypoxia and exposed to BM-MSC sEV demonstrate accumulation in HIF-1 and NFR-2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2), possibly to mediate the response to hypoxia and oxidative stress, under these conditions. Conclusion: The BM-MSC sEV from trained animals presented an increased nephroprotective potential compared to untrained vesicles by carrying 296-angiomiR and contributing to angiogenesis in UUO model.

BM-MSC-derived small extracellular vesicles (sEV) from trained animals presented nephroprotective potential in unilateralureteral obstruction model

Background: The efficacy of bone marrow mesenchymal stromal cells (BM-MSC) and its extracellular vesicles has been demonstrated for a broad spectrum of indications, including kidney diseases. However, BM-MSC donor characteristics and their potential are not usually considered. Therefore, the present work aims to evaluate the nephroprotective capacity of sEV secreted by BM-MSC from trained rats inunilateral ureteral obstruction (UUO) model. Methods: BM-MSC was characterized by their differentiation potential and immunophenotypic markers. The sEV were isolated by ultracentrifugation and characterized by nanoparticle tracking analysis and western blot. Its miRNA cargo was examined by quantitative PCR analysis for miR-26a, 126a, and 296. Wistar rats were submitted to UUO procedure and concomitantly treated with sEV secreted by BM-MSC from the untrained andtrained rats. The kidney tissue from all groups was evaluated for fibrosis mediators (transforming growth factor beta1 and collagen), CD34-angiogenesis marker, and hypoxia-inducible factor 1 alpha (HIF-1α). Results: Treadmill training stimulated in BM-MSC the production of sEV loaded with pro-angiogenic miR-296. The treatment with this sEVin UUO-rats was able to attenuate collagen accumulation and increase CD34 and HIF-1α in the kidney tissue when compared to untrained ones. Tubular proximal cells under hypoxia and exposed to BM-MSC sEV demonstrate accumulation in HIF-1α and NFR-2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2), possibly to mediate the response to hypoxia and oxidative stress, under these conditions. Conclusion: The BM-MSC sEV from trained animals presented an increased nephroprotective potential compared to untrained vesicles by carrying 296-angiomiR and contributing to angiogenesis in UUO model.(AU)

Antioxidant effect of endothelin-1 receptor antagonist protects the rat kidney against chronic injury induced by hypertension and hyperglycemia / Efeito antioxidante de antagonista dos receptores de endotelina-1 protege ratos contra lesão renal crônica induzida por hipertensão e hiperglicemia

ABSTRACT Hypertension and Diabetes mellitus are the two main causes of chronic kidney disease that culminate in the final stage of kidney disease. Since these two risk factors are common and can overlap, new approaches to prevent or treat them are needed. Macitentan (MAC) is a new non-selective antagonist of the endothelin-1 (ET-1) receptor. This study aimed to evaluate the effect of chronic blockade of ET-1 receptor with MAC on the alteration of renal function observed in hypertensive and hyperglycemic animals. Genetically hypertensive rats were divided into control hypertensive (HT-CTL) group, hypertensive and hyperglycemic (HT+DIAB) group, and hypertensive and hyperglycemic group that received 25 mg/kg macitentan (HT-DIAB+MAC25) via gavage for 60 days. Kidney function and parameters associated with oxidative and nitrosative stress were evaluated. Immunohistochemistry for neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL), ET-1, and catalase in the renal cortex was performed. The HT+DIAB group showed a decrease in kidney function and an increase in NGAL expression in the renal cortex, as well as an increase in oxidative stress. MAC treatment was associated with attenuated ET-1 and NGAL production and increases in antioxidant defense (catalase expression) and nitric oxide production. In addition, MAC prevented an increase in oxidant injury (as measured by urinary hydroperoxide and lipid peroxidation), thus improving renal function. Our results suggest that the antioxidant effect of the ET-1 receptor antagonist MAC is involved in the improvement of kidney function observed in hypertensive and hyperglycemic rats.

RESUMO Hipertensão e Diabetes Mellitus figuram como as duas principais causas de doença renal crônica que culmina em doença renal terminal. Uma vez que os dois fatores de risco são comuns e podem se sobrepor, novas abordagens preventivas e terapêuticas se fazem necessárias. O macitentan (MAC) é um novo antagonista não-seletivo dos receptores da endotelina-1 (ET-1). O presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do bloqueio crônico dos receptores da ET-1 com MAC sobre a alteração da função renal em animais hipertensos e hiperglicêmicos. Ratos geneticamente hipertensos foram divididos em grupos com animais hipertensos de controle (HT-CTL), hipertensos e hiperglicêmicos (HT+DIAB) e hipertensos e hiperglicêmicos tratados com 25 mg/kg de macitentan (HT-DIAB+MAC25) via gavagem por 60 dias. Foram avaliados função renal e parâmetros associados ao estresse oxidativo e nitrosativo. Exames de imunoistoquímica foram realizados para lipocalina associada à gelatinase neutrofílica (NGAL), ET-1 e catalase no córtex renal. O grupo HT+DIAB exibiu diminuição da função renal e aumento na expressão de NGAL no córtex renal, bem como estresse oxidativo aumentado. O tratamento com MAC foi associado a atenuação da produção de ET-1 e NGAL e maior ativação das defesas antioxidantes (expressão de catalase) e elevação da produção de óxido nítrico. Além disso, o MAC evitou exacerbação da lesão oxidante (medida por hidroperóxidos urinários e peroxidação lipídica), melhorando assim a função renal. Nossos resultados sugerem que o efeito antioxidante do antagonista dos receptores da ET-1 MAC esteja imbricado no aprimoramento da função renal observada em ratos hipertensos e hiperglicêmicos.

Priming previne a insuficiência renal aguda nefrotóxica através da estimulação do mecanismo de defesa antioxidante / Priming prevent nephrotoxic acute renal failure through stimulation of antioxidant defense mechanism

RESUMO Introdução: Priming é um mecanismo de proteção induzida pela exposição anterior de uma célula ou órgão a baixas ou mesmas concentrações de uma substância tóxica. Objetivo: analisar o mecanismo de priming induzido pela exposição a gentamicina em células tubulares proximais humanas e na insuficiência renal aguda (IRA). Métodos: Células tubulares foram expostos a 2 mM de gentamicina durante 24 horas, enquanto ratos Wistar foram expostas a 40 mg/kg durante 3 dias. Depois de uma semana, as células foram expostas à mesma concentração durante 24h e os ratos durante dez dias. Os animais condicionados foram comparados com ratos controle e tratados com gentamicina durante 10 dias. Foram analisados parâmetros bioquímicos, o estresse oxidativo foi analisado por hidroperóxidos e proteínas carboniladas urinárias, enquanto a defesa antioxidante foi estudada pela atividade antioxidante do plasma e imunomarcação e atividade da catalase, superóxido dismutase, heme oxigenase-1 (HO-1) nos rins. Necrose, apoptose, proliferação e expressão da endotelina-1 (ET-1) e HO-1 foram estudadas em células. Resultados: o condicionamento dos animais inibiu o aumento da creatinina, ureia, excreção urinária de sódio e de proteína induzida por gentamicina. Bosentana, antagonista do receptor ET-1, e hemin, indutor de HO-1, potencializaram a inibição. O mecanismo de proteção foi mediado pela indução de enzimas antioxidantes HO-1, catalase e SOD atividade e redução do estresse oxidativo. O condicionamento inibiu a morte celular e induziu a proliferação via produção de ET-1. Conclusão: o mecanismo de condicionamento é persistente e multifactorial, o estímulo da defesa antioxidante poderia mimetizar o processo de condicionamento e impedir a IRA.

ABSTRACT Introduction: Priming is the mechanism of protection induced by a previous exposition of a cell or organ to low or equal concentrations of a toxic substance. Objective: To analyze the mechanism of priming induced by the previous exposition to gentamicin in human proximal tubular cells and nephrotoxic acute renal failure (ARF). Methods: Wistar rats and tubular cells were exposed to gentamicin 2mM during 24h or 40 mg/kg during 3 days and after one rest week were exposed to the same concentration during 24h in cells and additional ten days in rats. The primed animals were compared to control rats receiving vehicle and GENTA animals treated with the gentamicin during the same period. Biochemical parameters were analyzed. The oxidative stress was analyzed by urinary hydroperoxides and carbonylated protein while antioxidant defense was studied by antioxidant activity of the plasma (FRAP), catalase, superoxide dismutase, heme-oxygenase 1 (HO-1) immunostaining and enzymatic activity in kidney. Necrosis, apoptosis, proliferation, endothelin 1 (ET-1) and HO-1 expression were studied in cells. Results: Priming of the animals inhibited the increase in creatinine, urea, sodium excretion and urinary protein induced by gentamicin. Bosentan, ET-1 receptor antagonist, and hemin, HO-1 inducer, potentiate the inhibition. The mechanism of protection was mediated by induction of the antioxidant enzymes HO-1, catalase and SOD activity and oxidative stress reduction. Priming inhibited cell death and induced proliferation through ET-1 production. Conclusion: Priming is a persistent and multifactorial mechanism, the stimulation of the antioxidant defense could mimics partially the priming process and prevent the ARF.

Nephrotoxicity Of Polymyxin B: Experimental Study In Cells And Implications For Nursing Practice / La Nefrotoxicidad De Polimixina B: Estudio Experimental En Las Células Y Implicaciones Para La Práctica De Enfermería / Nefrotoxicidade da polimixina B: estudo experimental em células e implicações para a prática de enfermagem

The aim of the study was to characterize the cell damage mechanisms involved in the pathophysiology of cytotoxicity of polymyxin B in proximal tubular cells (LLC - PK1) and discuss about the nurses interventions to identify at risk patients and consider prevention or treatment of nephrotoxicity acute kidney injury. This is a quantitative experimental in vitro study, in which the cells were exposed to 375μM polymyxin B sulfate concentration. Cell viability was determined by exclusion of fluorescent dyes and morphological method with visualization of apoptotic bodies for fluorescence microscopy. Cells exposed to polymyxin B showed reduced viability, increased number of apoptotic cells and a higher concentration of the enzyme lactate dehydrogenase. The administration of polymyxin B in vitro showed the need for actions to minimize adverse effects such as nephrotoxicity.
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El objetivo del estudio fue caracterizar los mecanismos de daño celular implicado en la fisiopatología de la citotoxicidad de la polimixina B en las células tubulares proximales (LLC-PK1) y discutir las propuestas de intervención de enfermería para identificar a los pacientes de riesgo y considerar la prevención o el tratamiento de la lesión renal aguda nefrotóxica. Corresponde a un estudio experimental cuantitativo in vitro, en el cual las células fueron expuestas a sulfato de polimixina B. La viabilidad celular se determinó por exclusión de los colorantes fluorescentes y el método morfológico con la visualización de cuerpos apoptóticos a la microscopía de fluorescencia. Las células expuestas a polimixina B demostraron reducción de la viabilidad, aumento de células apoptóticas y mayor concentración de la enzima lactato deshidrogenasa. La administración de polimixina B in vitro demostró la necesidad de realizar acciones en la práctica clínica para minimizar los efectos adversos como la nefrotoxicidad.

O objetivo do estudo foi caracterizar os mecanismos de lesão celular envolvidos na fisiopatologia da citotoxicidade da polimixina B em células tubulares proximais (LLC-PK1) e discutir as proposições de intervenção do enfermeiro para identificar os pacientes de risco e considerar a prevenção ou o tratamento para lesão renal nefrotóxica. Estudo experimental in vitro , onde as células foram expostas ao sulfato de polimixina B. A viabilidade celular foi determinada pela exclusão dos corantes fluorescentes e o método morfológico com visualização de corpos apoptóticos à microscopia de fluorescência. As células expostas à polimixina B apresentaram redução de viabilidade, aumento do número de células em apoptose e maior concentração da enzima desidrogenase láctea. A administração de polimixina B in vitro demonstrou a necessidade de ações na prática clínica para minimizar os efeitos adversos como a nefrotoxicidade.

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The effect of hypoxia and reoxygenation in the response of mesangial cells to angiotensin II in vitro / Efeito da hipóxia e reoxigenação na resposta à angiotensina II em células mesangiais in vitro

INTRODUCTION: Mesangial cells (MC) may be involved in the glomerular alterations induced by ischemia/reperfusion injury. OBJECTIVE: To evaluate the response of immortalized MC (IMC) to 30 minutes of hypoxia followed by reoxygenation periods of 30 minutes (H/R30) or 24 hours (H/R24). METHODS: The intracellular calcium concentration ([Ca+2]i) was measured before (baseline) and after adding angiotensin II (AII, 10-5 M) in the presence and absence of glybenclamide (K ATP channel blocker). We estimated the level of intracellular ATP, nitric oxide (NO) and PGE2. RESULTS: ATP concentration decreased after hypoxia and increased after reoxygenation. Hypoxia and H/R induced increases in basal [Ca+2]i. AII induced increases in [Ca+2]i in normoxia (97 ± 9%), hypoxia (72 ± 10%) or HR30 (85 ± 17%) groups, but there was a decrease in the response to AII in group H/R24 since the elevation in [Ca+2]i was significantly lower than in control (61 ± 10%, p < 0.05). Glybenclamide did not modify this response. It was observed a significant increase in NO generation after 24 hours of reoxygenation, but no difference in PGE2 production was observed. Data suggest that H/R injury is characterized by increased basal [Ca+2]i and by an impairment in the response of cells to AII. Results suggest that the relative insensibility to AII may be at least in part mediated by NO but not by prostaglandins or vasodilator K ATP channels. CONCLUSION: H/R caused dysfunction in IMC characterized by increases in basal [Ca+2]i during hypoxia and reduction in the functional response to AII during reoxygenation.

INTRODUÇÃO: Células mesangiais (CM) podem estar envolvidas na lesão glomerular induzida por hipoxia/reperfusão (H/R). OBJETIVO: Avaliar a resposta de CM imortalizadas (CMI) à hipoxia por 30 minutos seguida de reoxigenação por 30 minutos (H/R30) ou 24 horas (H/R24). MÉTODOS: Concentração de cálcio intracelular ([Ca+2]i) foi avaliada antes (basal) e após a adição de angiotensina II (AII, 10-5 M), na presença e na ausência de glibenclamida (bloqueador de canais K ATP). Foram estimados o nível de ATP intracelular, de óxido nítrico (NO) e de PGE2. RESULTADOS: Nível de ATP diminuiu após hipóxia e aumentou após a reoxigenação. H/R induziu aumento na [Ca+2]i basal. A AII elevou a [Ca+2]i nas condições de normoxia (97 ± 9%), hipoxia (72 ± 10%) ou HR30 (85 ± 17%), porém no grupo H/R24, houve diminuição significativa na resposta à AII, uma vez que a elevação da [Ca+2]i foi mais baixa do que no controle (61 ± 10%, p < 0,05). Glibenclamida não alterou esta resposta. Houve um aumento significativo na geração de NO após 24 horas de reoxigenação, mas não foi observada nenhuma diferença na produção de PGE2. Os dados indicam que a injuria celular causada pela hipoxia/reoxigenação é caracterizada pelo aumento na [Ca+2]i basal e por uma diminuição na reatividade celular à AII. Resultados sugerem que a insensibilidade ao agonista constritor pode ser pelo menos em parte, mediada pelo NO, mas não pelas prostaglandinas ou por canais K ATP. CONCLUSÃO: H/R resultou em disfunção das CMI, caracterizada pelo aumento na [Ca+2]i basal durante a hipóxia e redução da resposta funcional a AII durante a reoxigenação.

Interação entre células tubulares renais, cristais de oxalato de cálcio e íons oxalato: efeitos sobre a síntese de glicosaminoglicanos / Interaction between tubular epithelial cells, calcium oxalate crystals and oxalate ions: effects upon the synthesis of glycosaminoglycans

A interação entre as células tubulares renais, os cristais de oxalato de cálcio (CaOx) e os íons oxalato é um evento precoce na litogênese. A urina contém íons, glicoproteínas e glicosaminoglicanos que inibem o processo de cristalização e protegem o rim contra a litogênese. Examinamos o efeito dos cristais de oxalato de cálcio e íons oxalato sobre a síntese de glicosaminoglicanos em células tubulares distais (MDCK) e proximais (LLCPK1). A síntese de glicosaminoglicanos foi analisada por meio de marcação metabólica com 35S-sulfato e degradação enzimática com mucopolissacaridases específicas. 0 tipo de morte celular (necrose ou apoptose) foi detectado por meio de sondas fluorescentes e a endocitose dos cristais de CaOx foi analisado por meio de citometria de fluxo. Os principais glicosaminoglicanos sintetizados em ambas as células foram condroitim sulfato e heparam sulfato, a maioria secretada para o meio de cultura ou presente na superfície celular. Pequenas quantidades de ácido hialurônico também foram detectadas. A exposição de células MDCK aos íons oxalato aumentou a porcentagem de apoptose e a incorporação de 35S-sulfato no condroitim sulfato e heparam sulfato, além de induzir um pequeno aumento na concentração de ácido hialurônico. Os cristais de CaOx foram endocitados pelas células LLC-PK1, induziram morte celular por necrose, aumentaram a incorporação de 35S-sulfato nos glicosaminoglicanos. Estes feitos parecem ser específicos para estes sais porque a hidroxiapatita e outro ácido carboxílico não induziram morte celular ou aumento na síntese de glicosaminoglicanos. Adicionalmente estes efeitos podem ser atribuídos ao aumento da biossíntese, pois não foram detectados mudanças no grau de sulfatação ou no peso molecular dos glicosaminoglicanos. Tapsigargina bloqueou o aumento no condroitim sulfato e heparam sulfato induzido pelo CaOx em LLC-PK1, sugerindo que a síntese de glicosaminoglicanos estimulada pelo CaOx é sensível ao aumento do cálcio intracelular. As células do epitélio tubular renal são o alvo principal dos efeitos induzidos pela hiperoxalúria e pela incorporação de cristais CaOx. Uma vez que o dano às células tubulares predispõe a nucleação, talvez o aumento na síntese de glicosaminoglicanos proteja o epitélio tubular contra a adesão dos cristais e o efeito tóxico da hiperoxalúria, o que poderia limitar a formação do cálculo renal