Papel de la vía de Ras en un modelo de nefrotoxicidad inducida por cadmio. Efecto protector del antioxidante quercetina / Role of Ras signalling pathway in a model of cadmium-induced nephrotoxicity. Protective effect of the antioxidant quercetin

RESUMEN

El cadmio (Cd) es un tóxico presente en el medio ambiente que afecta a los sistemas biológicos por varias rutas. Los mecanismos moleculares de su toxicidad no están bien definidos. Nosotros hemos demostrado recientemente en un modelo de administración crónica de Cd en ratas, que la quercetina, un potente “scavenger" de radicales libres de oxígeno, tiene un efecto protector sobre la nefrotoxicidad inducida por Cd. La potente actividad antioxidante de la quercetina pudiera ser la responsable de este efecto protector. Sin embargo, el Cd activa múltiples rutas de señalización relacionadas con respuestas celulares frente al estrés. Ras es un miembro de la familia de las pequeñas GTPasas, con una gran variedad de funciones que incluyen la regulación de genes de expresión y proliferación celular. Nuestro objetivo en este trabajo fue estudiar el efecto del cadmio y la quercetina en el proceso proliferativo relacionado con las vías de señalización mediadas por Ras. El estudio se realizó durante nueve semanas con ratas Wistar. Se dividieron en cuatro grupos 1) Grupo control, 2) Grupo cadmio 1,2 mg/Kg/día, s.c., 3) Grupo quercetina 50 mg/Kg/día, i.p., 4) Grupo cadmio-quercetina animales tratados con cadmio y quercetina a las dosis y vías de administración anteriormente descritas. Para valorar la toxicidad renal se determinó la excreción urinaria de proteínas y enzimas marcadoras de necrosis tubular, así como las concentraciones plasmáticas de creatinina y urea. La expresión y activación renal de Ras se evaluó mediante Western blot e inmunohistoquímica. La proliferación celular se determinó por detección del antígeno Ki-67. Los resultados mostraron que la co-administración de cadmio y quercetina mejoró la función renal alterada por la exposición a cadmio. Por otra parte, se observó una mayor activación de Ras y una mayor proliferación celular en los riñones de los animales tratados con cadmio. El tratamiento con quercetina redujo la activación renal de Ras y el número de células en proliferación. Nuestros resultados sugieren que el efecto protector de la quercetina sobre la nefrotoxicidad inducida por cadmio pudiera deberse a la inhibición de esta ruta de señalización (AU)

ABSTRACT

Cadmium (Cd) is an ubiquitous environmental toxicant that affects biological systems in various ways. The molecular mechanisms of its toxicity are not yet well defined. We have recently reported in an experimental model of chronic cadmium administration in rats, that quercetin, a potent oxygen free radical scavenger, has a protective effect on cadmium-induced nephrotoxicity. Quercetin´s strong antioxidant activity could be responsible for the protective effect. However, Cd activates multiple signal transduction pathways related to cellular responses to stress. Ras is a member of a family of small GTPases with a great variety of functions including regulation of gene expression and cell proliferation. Our aim in this work was to study the effect of Cd and quercetin on the proliferation related to Ras-mediated signal transduction pathways. Experiments were carried out in male Wistar rats during nine weeks. Rats were distributed in four experimental groups 1) control rats; 2) cadmium group (1,2 mg Cd/Kg/day s.c.); 3) quercetin group (50 mg/Kg/day, i.p.) and 4) cadmium-quercetin group (Cd and quercetin at the same doses as in the groups 2 and 3 respectively). Renal toxicity was evaluated by measuring urinary excretion of proteins and enzyme markers of tubular necrosis, as well as plasma concentrations of creatinine and urea. Renal expression of Ras and Ras activation was assessed by Western blot and inmuhistochemistry. Assessment of cell proliferation was evaluated by detection of the Ki-67 antigen. Animals that received both Cd and quercetin showed a better renal function than those receiving Cd alone. On the other hand, Cd increased renal Ras activation and cell proliferation. Quercetin treatment reduced Ras activation and the number of cells in proliferation. Our results suggest that the protective effect of quercetin on cadmium-induced nephrotoxicity could be associated with the inhibition of Ras signal transduction pathway (AU)