5/6th Nephrectomy em combinação com uma dieta alta de sal e Óxido Nítrico Sintase inibição para induzir o Doença Renal Crônica no Rato Lewis
Summary
Um método de duas fases para estabelecer a doença renal crónica (IRC) em ratos Lewis por remoção cirúrgica da massa renal 5/6th é descrito. Combinação do procedimento cirúrgico, NOS-inibição e uma dieta rica em sal leva a um modelo semelhante CKD humano, permitindo estudo dos mecanismos causais e desenvolvimento de intervenções terapêuticas.
Abstract
A doença renal crônica (DRC) é um problema global. Retardar a progressão da doença renal crônica é uma das principais prioridades de saúde. Desde DRC é caracterizada por desarranjos complexos de homeostase, os modelos animais integrativos são necessárias para estudar o desenvolvimento e progressão de DRC. Para estudar o desenvolvimento de intervenções terapêuticas com DRC e romance em CKD, usamos o modelo de ablação nefrectomia 5/6th, um modelo experimental bem conhecido de doença renal progressiva, assemelhando-se vários aspectos da CKD humano. A redução bruta da massa renal provoca glomerular progressiva e lesão túbulo-intersticial, perda de néfrons remanescentes e desenvolvimento de hipertensão arterial sistêmica e glomerular. Também está associada com a perda progressiva intra capilar, inflamação e glomeruloesclerose. Fatores de risco para DRC invariavelmente impacto sobre a função endotelial. Para simular isso, nós combinamos remoção de 5/6th da massa renal com o óxido nítrico (NO) exaustão e uma dieta rica em sal. Após a chegada e aclimatação, os animais receber um inibidor da sintase de NO (NG-nitro-L-arginina) (L-NNA), suplementado com a água de beber (20 mg / L) durante um período de 4 semanas, seguido de uninefrectomia no lado direito. Uma semana mais tarde, uma nefrectomia subtotal (SNX) é realizada no lado esquerdo. Após SNX, os animais são deixados a recuperar durante dois dias seguidos por LNNA na água de beber (20 mg / L) por um período adicional de 4 semanas. Uma dieta rica em sal (6%), complementado em terra de comida (veja linha do tempo Figura 1), continua durante todo o experimento. A progressão da insuficiência renal é seguida ao longo do tempo medindo a ureia plasmática, pressão arterial sistólica e proteinúria. Por seis semanas após SNX, insuficiência renal desenvolveu. A função renal é medida usando inulina "padrão ouro" e ácido para-amino hipúrico (PAH), tecnologia de apuramento. Este modelo de DRC é caracterizada por uma redução na taxa de filtração glomerular (TFG) e do fluxo plasmático renal eficaz (FPER), hipertensão (pressão sanguínea sistólica> 150 mm Hg), a proteinúria (> 50 mg/24 hr) E uremia leve (> 10 mM). As características histológicas incluem danos túbulo-intersticial reflectida pela inflamação, atrofia tubular, e fibrose e glomeruloesclerose focal conduzindo a enorme redução dos glomérulos saudáveis na população remanescente (<10%). Follow-up até 12 semanas após SNX mostra a progressão da DRC.
Introduction
Devido ao seu caráter progressivo, resultante final da doença renal em estágio, e morbidade cardiovascular e mortalidade associadas, DRC é um problema crescente de saúde pública 1. Retardar a progressão da doença renal crônica é, portanto, uma prioridade de saúde. Desde DRC é caracterizada por desarranjos complexos de homeostase, os modelos animais integrativos são necessárias para estudar o desenvolvimento e progressão de DRC. O rim é composto de uma ampla gama de diferentes tipos de células que interagem uns com os outros. Esta complexidade não pode ser mimetizado in vitro.
Para estudar as intervenções terapêuticas em CKD, usamos o modelo 5/6th nefrectomia ablação, um modelo experimental bem conhecido de doença renal progressiva, assemelhando-se vários aspectos da CKD humano 2,3. A redução bruta da massa renal provoca glomerular progressiva e lesão túbulo-intersticial, perda de néfrons remanescentes e desenvolvimento de hipertensão arterial sistêmica e glomerular. Ela está associada com progrperda essive intrarenal capilar 4, inflamação e glomeruloesclerose. Fatores de risco para DRC invariavelmente impacto sobre a função endotelial 5. Usamos uma estirpe de rato (Lewis) que é relativamente resistente ao desenvolvimento de DRC e, portanto, a remoção combinada de 5/6th da massa renal com óxido nítrico (NO) depleção 6, 7, 8 e uma dieta rica em sal 9. Após a chegada e de aclimatação, os animais recebem um inibidor da NO-sintase (L-NNA), suplementado com a água de beber (20 mg / L) durante um período de 4 semanas, seguido de uninefrectomia lado direito (UNX), com continuação da L-NNA após dois dias . Uma semana depois, a nefrectomia subtotal (SNX), ou seja remoção de 2/3rds de massa renal é realizado no lado esquerdo. Após SNX, os animais são deixados a recuperar durante 2 dias, seguido novamente por 20 mg / L na água de beber LNNA por um período de 4 semanas. Uma dieta rica em sal (6%), complementado em terra de comida (veja linha do tempo Figura 1), continua durante todo o experimento. Tele razão para realizar o UNX no lado direito e a SNX no lado esquerdo é que os vasos renais são mais longos no lado esquerdo, que torna mais fácil o acesso ao rim sem esticar os vasos muito quando o rim é exposto fora do corpo . Na literatura, os modelos são descritos em que os pólos do rim esquerdo são removidos em primeiro lugar, seguido por UNX do rim direito, uma semana depois 10,11,12. Nas nossas mãos este modelo mostrou um desenvolvimento muito mais rápido de insuficiência renal, mas também uma variação muito maior na perda da função renal. A progressão da insuficiência renal é seguida ao longo do tempo medindo a ureia plasmática, pressão arterial sistólica e proteinúria. Por seis semanas após SNX, insuficiência renal desenvolveu, caracterizada pela diminuição acentuada na taxa de filtração glomerular (69%) e do fluxo plasmático renal eficaz (62%) 13 de hipertensão (pressão sanguínea sistólica> 150 mm Hg), a proteinúria (> 50 mg/24 hr) e leve uremia (> 10 mM). Características histológicas incluem Tubuldanos o-reflectida pela inflamação intersticial, atrofia tubular e fibrose e glomeruloesclerose focal conduzindo a enorme redução dos glomérulos saudáveis na população remanescente (<10%). Follow-up até 12 semanas após SNX mostra a progressão da DRC, proporcionando uma janela de oportunidade para a avaliação de intervenções terapêuticas.
Protocol
Representative Results
Discussion
A remoção cirúrgica do 5/6th da massa renal em ratos Lewis, combinada com uma dieta rica em sal e inibição temporária NOS leva a um modelo de doença renal crônica que se assemelha CKD humana e permite o estudo dos mecanismos causais e eficácia de intervenções terapêuticas em CKD.
O modelo de nefrectomia 5/6th é um modelo bem conhecido e descrito extensivamente para DRC. No entanto, a simples remoção 5/6th da massa renal não levar à insuficiência renal imediato em todas as c…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos Krista den Ouden pelo seu excelente assistência técnica. Esta técnica foi apoiado financeiramente pela Fundação do Rim holandês, concessão C06.2174. MCV é apoiada pela organização Holandesa para Pesquisa Científica (NWO) Vidi-concessão 016.096.359.
Materials
| Reagent | |||
| L-NNA | Sigma-aldrich | N5501 | |
| Spongostan dental: gel foam pads 1x1x1 cm | Johnson&Johnson | Ms0005 | |
| Ethicon Vicryl FS-2S naald 4/0 V392H p/36 | Ethicon | V303H | |
| Ethicon Vicryl RB-1+ naald 5/0 V303H p/36 | Ethicon | V392H | |
| Buprenorphine (0.3 mg/ml) | Via local pharmacist ordered by Reckitt Benckiser pharmaceuticals | unknown | |
| Equipment | |||
| Student Tissue Forceps – 1×2 Teeth 12 cm | Fine Science Tools (FST) | 91121-12 | |
| Student Standard Pattern Forceps | FST | 91100-12 | |
| Mayo Scissors | FST | 14010-15 | |
| 2X Semken Forceps | FST | 11008-13 | |
| Student Iris Scissors | FST | 91460-11 | |
| Olsen-Hegar Needle Holder | FST | 12002-14 |
References
- AS, G. o., Chertow, G. M., Fan, D., McCulloch, C. E., Hsu, C. Y. Chronic kidney disease and the risks of death, cardiovascular events, and hospitalization. N. Engl. J. Med. 351 (13), 1296-1305 (2004).
- Fleck, C., Appenroth, D., et al. Suitability of 5/6 nephrectomy (5/6NX) for the induction of interstitial renal fibrosis in rats–influence of sex, strain, and surgical procedure. Exp. Toxicol. Pathol. 57 (3), 195-205 (2006).
- Griffin, K. A., Picken, M. M., Churchill, M., Churchill, P., Bidani, A. K. Functional and structural correlates of glomerulosclerosis after renal mass reduction in the rat. J. Am. Soc. Nephrol. 11 (3), 497-506 (2000).
- Kang, D. H., Kanellis, J., et al. Role of the microvascular endothelium in progressive renal disease. J. Am. Soc. Nephrol. 13 (3), 806-816 (2002).
- Baylis, C. Nitric oxide synthase derangements and hypertension in kidney disease. Curr. Opin. Nephrol. Hypertens. 21 (1), 1-6 (2012).
- Bongartz, L. G., Braam, B., et al. Transient nitric oxide reduction induces permanent cardiac systolic dysfunction and worsens kidney damage in rats with chronic kidney disease. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 298 (3), 815-823 (2010).
- Fujihara, C. K., De N, G., Zatz, R. Chronic nitric oxide synthase inhibition aggravates glomerular injury in rats with subtotal nephrectomy. J. Am. Soc. Nephrol. 5 (7), 1498-1507 (1995).
- Fujihara, C. K., Sena, C. R., Malheiros, D. M., Mattar, A. L., Zatz, R. Short-term nitric oxide inhibition induces progressive nephropathy after regression of initial renal injury. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 290 (3), F632-F640 (2006).
- Dikow, R., Kihm, L. P., et al. Increased infarct size in uremic rats: reduced ischemia tolerance?. J. Am. Soc. Nephrol. 15 (6), 1530-1536 (2004).
- Elrashidy, R. A., Asker, M. E., Mohamed, H. E. Pioglitazone attenuates cardiac fibrosis and hypertrophy in a rat model of diabetic nephropathy. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther. 17 (3), 324-333 (2012).
- Haylor, J., Schroeder, J., et al. Skin gadolinium following use of MR contrast agents in a rat model of nephrogenic systemic fibrosis. Radiology. 263 (1), 107-116 (2012).
- Moriguchi, Y., Yogo, K., et al. Left ventricular hypertrophy is associated with inflammation in sodium loaded subtotal nephrectomized rats. Biomed. Res. 32 (2), 83-90 (2011).
- van Koppen, A., Joles, J. A., et al. Healthy bone marrow cells reduce progression of kidney failure better than CKD bone marrow cells in rats with established chronic kidney disease. Cell Transplant. , (2012).
- Baylis, C., Corman, B. The aging kidney: insights from experimental studies. J. Am. Soc. Nephrol. 9 (4), 699-709 (1998).
- Szabo, A. J., Muller, V., Chen, G. F., Samsell, L. J., Erdely, A., Baylis, C. Nephron number determines susceptibility to renal mass reduction-induced CKD in Lewis and Fisher 344 rats: implications for development of experimentally induced chronic allograft nephropathy. Nephrol. Dial Transplant. 23 (8), 2492-2495 (2008).
- Darling, I. M., Morris, M. E. Evaluation of “true” creatinine clearance in rats reveals extensive renal secretion. Pharm. Res. 8 (10), 1318-1322 (1991).
- Levey, A. S. Measurement of renal function in chronic renal disease. Kidney Int. 38 (1), 167-184 (1990).
- Myers, G. L., Miller, W. G., et al. Recommendations for improving serum creatinine measurement: a report from the Laboratory Working Group of the National Kidney Disease Education Program. Clin. Chem. 52 (1), 5-18 (2006).
- Hostetter, T. H., Meyer, T. W. The development of clearance methods for measurement of glomerular filtration and tubular reabsorption. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 287 (5), F868-F870 (2004).
- Koeners, M. P., Racasan, S., Koomans, H. A., Joles, J. A., Braam, B. Nitric oxide, superoxide and renal blood flow autoregulation in SHR after perinatal L-arginine and antioxidants. Acta. Physiol. (Oxf). 190 (4), 329-338 (2007).
- van den Brandt, J., Wang, D., Kwon, S. H., Heinkelein, M., Reichardt, H. M. Lentivirally generated eGFP-transgenic rats allow efficient cell tracking in vivo. Genesis. 39 (2), 94-99 (2004).
- Kreutz, R., Kovacevic, L., Schulz, A., Rothermund, L., Ketteler, M., Paul, M. Effect of high NaCl diet on spontaneous hypertension in a genetic rat model with reduced nephron number. J. Hypertens. 18 (6), 777-782 (2000).
- Liu, Z. C., Chow, K. M., Chang, T. M. Evaluation of two protocols of uremic rat model: partial nephrectomy and. 25 (6), 935-943 (2003).
- Griffin, K. A., Picken, M., Bidani, A. K. Method of renal mass reduction is a critical modulator of subsequent hypertension and glomerular injury. J. Am. Soc. Nephrol. 4 (12), 2023-2031 (1994).
- Meyer, F., Ioshii, S. O., et al. Laparoscopic partial nephrectomy in rats. Acta. Cir. Bras. 22 (2), 152-156 (2007).
