Oamenii de știință au descoperit o cale cheie care stă la baza bolilor de rinichi

Oamenii de știință au descoperit o cale cheie care stă la baza bolilor de rinichi
mai 18 13:54 2023
Articol scris de:
Timp citire articol: 9 minut(e)

Boala de rinichi este asociată cu inflamația și funcționarea deficitară a mitocondriilor, organite implicate în producerea de energie. Un studiu recent publicat în revista Nature Metabolism raportează că boala de rinichi este asociată cu niveluri mai scăzute de nicotinamidă adenină dinucleotidă (NAD), o moleculă care joacă un rol vital în metabolismul energetic.

Funcționarea normală a rinichilor necesită un nivel ridicat de energie, iar bolile renale se caracterizează prin perturbarea acestui metabolism energetic.

Nicotinamida adenină dinucleotidă (NAD) este o moleculă care joacă un rol-cheie în metabolismul energetic și în semnalizarea celulară, studiile sugerând modificări ale metabolismului NAD în cazul bolilor renale.

Un nou studiu realizat cu ajutorul unor probe de rinichi de la oameni și șoareci sugerează că deficitul de NAD joacă un rol central în medierea inflamației și a modificărilor metabolice observate în cazul bolilor de rinichi.

Studiul raportează, de asemenea, că suplimentarea cu precursori utilizați de organism pentru sinteza NAD a contribuit la protejarea șoarecilor împotriva bolii renale.

Aceste constatări ar putea ajuta la dezvoltarea unor terapii pentru bolile renale.

Mai mult, cercetătorii spun că au descoperit că utilizarea suplimentară a precursorilor sau a blocurilor de construcție pentru sinteza NAD ar putea restabili nivelurile de NAD și ar ajuta la prevenirea leziunilor renale la șoareci.

Aceste efecte protectoare ale precursorilor NAD asupra sănătății rinichilor au fost mediate prin ameliorarea disfuncției mitocondriale, reducând ulterior inflamația și leziunile renale.

Studiul relevă că pacienții cu afecțiuni renale, precum și modelele de șoareci cu afecțiuni renale, prezintă niveluri scăzute de nicotinamidă adenină dinucleotidă (NAD) în rinichi, spune dr. Katalin Susztak, autor al studiului și profesor de medicină la Universitatea din Pennsylvania.

„Descoperirile sugerează o potențială legătură între deficitul de NAD și dezvoltarea bolilor de rinichi”, a declarat ea pentru Medical News Today (MNT).

Mai mult, potrivit cercetătoarei, studiul preclinic a constatat că suplimentarea cu ribozidă de nicotinamidă (NR) și mononucleotidă de nicotinamidă (NMN) a protejat șoarecii de progresia bolii renale. NR și NMN sunt precursori ai NAD și s-a demonstrat că stimulează nivelurile de NAD în cercetări anterioare.

„Rezultatele promițătoare obținute la modelele de șoareci au stârnit interesul pentru realizarea unor studii suplimentare pentru a investiga beneficiile potențiale ale suplimentării cu NR și NMN pentru pacienții cu boli renale”, a adăugat Susztak.

Analizând efectele acestor suplimente pe subiecți umani, cercetătorii speră să înțeleagă mai bine potențialul lor terapeutic și să afle dacă acestea pot atenua în mod eficient dezvoltarea și progresia bolii renale.

Boala de rinichi și metabolismul energetic

Rinichii sunt responsabili de menținerea echilibrului electrolitic și al fluidelor și de filtrarea sângelui pentru a elimina deșeurile și toxinele.

Aceste procese sunt efectuate de nefroni, care sunt unitățile structurale și funcționale din rinichi.

Fiecare dintre cei aproximativ 1 milion de nefroni prezenți în rinichi este alcătuit dintr-o structură asemănătoare unei cupe numită glomerul și un sistem tubular complex.

Sângele este filtrat inițial în glomerul, iar ultrafiltratul format din apă și molecule mici trece apoi în tubii renali.

Tubulii renali sunt implicați în reabsorbția nutrienților și a altor molecule mici utile înapoi în fluxul sanguin, eliminând în același timp deșeurile și toxinele prin urină.

Aceste procese necesită multă energie, iar expunerea la toxine sau privarea de oxigen poate duce la perturbarea metabolismului energetic în tubulii renali.

Mitocondriile sunt organite celulare responsabile de transformarea nutrienților în energie chimică necesară pentru toate procesele celulare. În concordanță cu cererea lor ridicată de energie, rinichii au un număr mare de mitocondrii.

Studiile anterioare au arătat că bolile renale sunt asociate cu perturbareaSursa de încredere a funcției mitocondriale.

Nicotinamida adenină dinucleotidă (NAD) este o moleculă cheie care joacă un rol central în metabolismul energetic în mitocondrii. NAD ajută, de asemenea, la funcționarea mai multor enzime din celulă.

Studiile de până acum au arătat că metabolismul NAD este afectat în cazul leziunilor renale.

NAD poate fi produs din nou prin calea de sinteză de novo cu ajutorul aminoacidului triptofan.

În plus, NAD poate fi reciclat și prin intermediul unei căi de salvare din nicotinamidă (NAM) și nicotinamidă ribozidă (NR). NAM și NR sunt transformate în nicotinamidă mononucleotidă (NMN), care este ulterior transformată în NAD.

Studiile efectuate pe rozătoare au arătat că suplimentarea cu NAM, NMN și NR poate proteja împotriva efectelor dăunătoare ale leziunilor renale.

În mod similar, există date care sugerează efecte protectoare similare ale NMN și NR la oamenii cu afecțiuni renale.

Cu toate acestea, mecanismele care stau la baza acțiunilor acestor precursori NAD la persoanele cu afecțiuni renale nu sunt bine cunoscute.

În studiul de față, cercetătorii au examinat în continuare modul în care modificările metabolismului NAD contribuie la boala de rinichi.

Impactul asupra metabolismului NAD

Studiul a constat în examinarea probelor de rinichi de la 25 de subiecți cu afecțiuni renale cauzate de diabet sau hipertensiune arterială.

Cercetătorii au comparat diferențele de expresie a metaboliților, care sunt produse intermediare sau secundare ale metabolismului, și a genelor din probele provenite de la indivizii cu boli de rinichi cu cele obținute de la 25 de persoane fără boli de rinichi.

Cercetătorii au raportat că o cale de semnalizare, calea NAD, a fost reglată în sens negativ la persoanele cu boli de rinichi, prezentând niveluri mai scăzute de NAD, NR și NAM.

Cu toate acestea, persoanele cu boli de rinichi nu au prezentat niveluri mai scăzute de NMN.

În plus față de aceste modificări în calea de salvare a NAD, cercetătorii spun că au găsit, de asemenea, modificări în calea de sinteză de novo.

Studiile de expresie genetică au arătat că nivelurile de expresie a NAD au fost corelate pozitiv cu nivelurile de expresie a genelor implicate în căile metabolice din mitocondrii.

În plus, nivelurile mai scăzute de expresie a genelor NAD au fost asociate cu niveluri mai ridicate ale unei gene implicate în moartea celulară, cunoscută și sub numele de apoptoză.

Cercetătorii au examinat apoi dacă modificări similare au fost observate la șoarecii cu sau fără leziuni renale.

Ei au injectat șoarecilor cu medicamentul chimioterapic cisplatin pentru a induce leziuni renale.

Șoarecii cu leziuni renale au prezentat, de asemenea, niveluri mai scăzute de NAD și modificări ale metaboliților implicați în căile de sinteză a NAD, care au fost similare cu cele observate la om.

Examinarea căilor de expresie genetică la șoareci a evidențiat o expresie redusă a enzimelor implicate în calea de sinteză de novo a NAD. În schimb, modificări similare au fost absente în calea de salvare.

Efectele protectoare ale precursorilor NAD

Cercetătorii spun că aceste rezultate sugerează că leziunea renală nu a avut un impact asupra funcției căii de salvare a NAD.

Astfel, ei sugerează că suplimentarea cu precursori de NAD utilizați de calea de salvare ar putea ameliora potențial efectele leziunilor renale.

Într-adevăr, tratamentul cu NMN sau NR, care a început imediat înainte de injectarea cisplatinului, a contribuit la reducerea efectelor leziunilor renale la șoareci.

Mai exact, suplimentarea cu NMN sau NR a dus la mai puține semne patologice de deteriorare a tubulilor și la o expresie mai scăzută a markerilor de leziuni tisulare și moarte celulară în tubulii renali.

În plus, acești precursori de NAD au contribuit la normalizarea nivelurilor de NAD în rinichi.

Tratamentul șoarecilor cu cisplatin a dus la disfuncții mitocondriale, iar suplimentarea cu precursori NAD a protejat împotriva afectării mitocondriale și a contribuit la atenuarea modificărilor căilor metabolice.

Leziunile renale induse de cisplatin au dus la creșterea expresiei genelor asociate cu inflamația și la infiltrarea țesutului renal cu celule imune.

Suplimentarea cu precursori NAD a contribuit la diminuarea acestor răspunsuri inflamatorii la șoarecii cu leziuni renale induse de cisplatin.

Printre genele asociate inflamației care au prezentat o expresie crescută se numără genele pentru proteine precum RIG-I, care pot detecta ARN-ul viral în celulă în timpul infecției virale și ajută la declanșarea unui răspuns imunitar.

Un studiu anterior a demonstrat că scurgerea ARN-ului din mitocondrii poate stimula, de asemenea, expresia genei DDX58 care codifică proteina RIG-I.

În concordanță cu acest lucru, au declarat cercetătorii, ei au descoperit că leziunile renale induse de cisplatin au dus la scurgerea ARN-ului din mitocondrii, stimulând ulterior expresia DDX58.

Mai mult, reducerea nivelului de NAD în celulele de rinichi de șoarece cultivate prin inhibarea unei enzime implicate în sinteza NAD a dus la o creștere a expresiei DDX58.

În schimb, precursorii NAD au restabilit nivelurile de NAD și au împiedicat scurgerea ARN-ului din mitocondrii în citoplasmă, inhibând astfel activarea RIG-I.

Cercetătorii au descoperit că nivelurile de NAD din rinichii umani au fost asociate cu nivelurile de expresie ale DDX58, gena care codifică RIG-I și alte gene implicate în detectarea de ARN citosolic.

În plus, nivelurile de expresie ale genei DDX58 au fost asociate cu un declin al funcției renale și cu semne de leziuni renale.

Cercetătorii au declarat că aceste rezultate sugerează că boala de rinichi la om poate duce, de asemenea, la o scădere a nivelului de NAD, provocând ulterior activarea unei căi similare care implică activarea căii de detectare a ARN citosolic și inflamația.

Implicații ale studiului privind boala de rinichi

Aceste constatări ar putea informa potențial dezvoltarea de terapii pentru bolile renale, potrivit dr. Diane Triolo, nefrolog la un centru medical din New Jersey, Statele Unite.

„Acest studiu are potențialul de a schimba modul în care abordăm tratamentul bolilor de rinichi”, a declarat ea pentru MNT.

„Până în prezent, tratamentele noastre s-au concentrat pe tratarea bolilor care afectează rinichiul – de exemplu, îmbunătățirea controlului diabetului și al tensiunii arteriale – dar nefrologii au fost limitați în ceea ce privește resursele pentru tratarea rinichiului în sine”, a menționat medicul.

Potrivit acesteia, rezultatele studiului au demonstrat o nouă cale potențială în tratament prin identificarea epuizării NAD, precum și a eliberării citosolice de ARN mitocondrial și a activării RIG-I ca fiind o cauză a leziunilor renale.

Prin identificarea acestor căi, tratamentul viitor al bolilor de rinichi s-ar putea îmbunătățit dramatic prin vizarea acestor domenii și aduce speranță și potențiale tratamente pentru milioanele de persoane afectate.

„Această cercetare revoluționară deschide noi căi de explorare a rolului NAD în bolile renale și deschide potențial calea pentru tratamente noi”, a remarcat dr. Suztak.

Cercetătorii spun că, deși sunt necesare investigații suplimentare, aceste descoperiri oferă speranțe pentru viitoarele progrese în gestionarea și prevenirea bolilor renale.

scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu