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Título: Injúria renal induzida pelo veneno de Bothrops insularis e o papel da molécula KIM-1 como biomarcador precoce
Título em inglês: Renal injury induced by the Bothrops insularis venom and the role of the kim-1 molecule as an early biomarcer
Autor(es): Dantas, Rodrigo Tavares
Orientador(es): Martins, Alice Maria Costa
Palavras-chave: Farmacologia
Bothrops
Lesão Renal Aguda
Data do documento: 29-Ago-2016
Citação: DANTAS, R. T. ; MARTINS, A. M. C. (2016)
Resumo: A lesão renal aguda (LRA) é uma das mais importantes complicações do envenenamento botrópico, sendo considerada uma das principais causas de morte nestes acidentes. A creatinina plasmática vem sendo utilizada como biomarcador de injúria renal há mais de 90 anos, entretanto tem baixa sensibilidade e especificidade para a lesão renal aguda. A demanda por um teste capaz de detectar os estágios desta lesão tem estimulado a busca de novas ferramentas diagnósticas. Uma vez que células tubulares epiteliais são os principais alvos dos efeitos tóxicos dos venenos, este trabalho avaliou as ações do veneno de Bothrops insulairs (BiVT) sobre a função renal de camundongos, examinando o papel da proteína KIM-1 como biomarcador precoce de LRA. Também foram avaliados os efeitos do BiVT após incubação com linhagens celulares renais de túbulos proximais de macaco e humana, LLC-MK2 e HK2, respectivamente; na ausência e na presença das enzimas fenantrolina e catalase. Camundongos Swiss machos pesando entre 25-30 g foram inoculados com o BiVT por via intramuscular (3,5 mg/Kg) e observados por 24 horas no modelo de gaiola metabólica. Urina, sangue e os rins dos animais foram coletados para análise dos seguintes parâmetros: níveis urinário e sérico de creatinina, nível urinário da proteína KIM-1, análise histológica dos rins e avaliação do equilíbrio óxido-redutor no tecido renal. No estudo com células tubulares renais foram avaliados a viabilidade celular, o perfil de morte celular através da marcação com os marcadores anexina/7-AAD para avaliação de necrose/apoptose, rodamina para avaliação do potencial transmembrânico mitocondrial e DCF para avaliação da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). O BiVT promoveu um aumento da creatinina plasmática, reduziu a taxa de filtração glomerular e aumentou os níveis urinários do biomarcador KIM-1. A análise histológica do tecido renal revelou tumefação mesangial, degeneração e tumefação glomerulares, degeneração hidrópica, tumefação tubular e edema intersticial no córtex renal dos animais tratados com o BiVT. Na medula foram visualizadas as seguintes alterações: infiltração de células inflamatórias, pequenos vasos congestos, degeneração tubular hidrópica com secreção da proteína Tamm-Hosrsfall; e no interstício, presença de células inflamatórias. Células LLC-MK2 incubadas com o BiVT, tiveram redução de viabilidade, com bloqueio parcial deste efeito na presença da enzima catalase. Houve um aumento do número de células marcadas com 7-AAD, efeito não observado quando na presença de fenantrolina ou catalase; entretanto, a fenantrolina promoveu um aumento no número de células com dupla marcação e a catalase, um aumento no número de células não-marcadas. O BiVT induziu perda de potencial transmembrânico mitocondrial que não sofreu alteração quando incubado com fenantrolina, mas apresentou reversão parcial deste efeito na presença da catalase. Na presença do BiVT foi vista uma redução da viabilidade das células HK2, efeito parcialmente bloqueado na presença da fenantrolina ou catalase. Houve redução do potencial transmembrânico mitocondrial, efeito exacerbado pela fenantrolina e parcialmente bloqueado pela catalase. Também foi visto um aumento na produção de EROs, efeito parcialmente bloqueado na presença de fenantrolina ou catalase. Esses dados sugerem toxicidade do BiVT sobre o tecido renal e células tubulares proximais.
Abstract: Acute kidney injury (AKI) is one of the most important complications of bothropic envenomation, being considered one of the main causes of death in these accidents. Plasma creatinine has been used as a renal injury biomarker for more than 90 years; however, it has low sensitivity and specificity for acute kidney injury. The demand for a test capable of detecting injury stages has stimulated the search for new diagnostic tools. As epithelial tubule cells are the main targets for the toxic effects of venoms, this study evaluated the actions of Bothrops insularis venom toxin (BinsV) on the renal function of mice by evaluating the role of the KIM-1 protein as an early AKI biomarker. The effects of BinsV were also evaluated after incubation with renal cell lines of proximal tubules of monkeys and humans, LLC-MK2 and HK2, respectively; in the absence and presence of phenanthroline and catalase enzymes. Male Swiss mice weighing between 25 and 30 g were inoculated with BinsV intramuscularly (3.5 mg / kg) and observed for 24 hours in the metabolic cage model. The animals’ urine, blood, and kidneys were collected for analysis of the following parameters: urinary and serum levels of creatinine, urinary levels of the KIM-1 protein, histological analysis of the kidneys and oxidoreductive balance evaluation in renal tissue. In the renal tubular cell study, cell viability and cell death profile were evaluated for necrosis/apoptosis using annexin/7-AAD markers, whereas rhodamine was used for evaluation of mitochondrial transmembrane potential and dichlorofluorescein (DCF) for the evaluation of reactive oxygen species (ROS) production. BinsV promoted an increase in plasma creatinine, reduced glomerular filtration rate, and increased urinary levels of the biomarker KIM-1. Histological analysis of renal tissue disclosed mesangial swelling, glomerular degeneration and swelling, hydropic degeneration, tubular swelling, and interstitial edema in the renal cortex of animals treated with BinsV. In the medulla, the following alterations were identified: inflammatory cell infiltration, small congested vessels, hydropic tubular degeneration with Tamm-Horsfall protein (THP) secretion, as well as the presence of inflammatory cells in the interstitium. LLC-MK2 cells that were incubated with BinsV had viability reduction, with partial blocking of this effect in the presence of the catalase enzyme. There was an increase in the number of cells labeled with 7-AAD, an effect not observed in the presence of phenanthroline or catalase; however, phenanthroline promoted an increase in the number of cells with double labeling, whereas catalase caused an increase in the number of non-labeled cells. BinsV induced loss of mitochondrial transmembrane potential, which did not change when incubated with phenanthroline, whereas this effect was partially reversed in the presence of catalase. A reduction in the viability of HK2 cells was observed in the presence of BinsV, an effect that was partially blocked in the presence of phenanthroline or catalase. There was a reduction in the mitochondrial transmembrane potential, an effect exacerbated by phenanthroline and partially blocked by catalase. An increase in ROS production was also observed, an effect that was partially blocked in the presence of phenanthroline or catalase. These data suggest BinsV toxicity on renal tissue and proximal tubular cells.
Descrição: DANTAS, R. T. Injúria renal induzida pelo veneno de Bothrops insularis e o papel da molécula KIM-1 como biomarcador precoce. 2016. 115 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) - Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/22601
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