Expresión de genes de respuesta Foro de Investigación Expresión de genes de respuesta inflamatoria en la Nefropatía Diabética Juan F. Navarro Hospital Universitario Nuestra Señora de Candelaria Santa Cruz de Tenerife

Inflamación y Diabetes tipo 2 ¿Marcador de riesgo o Factor de riesgo?

Inflammation and type 2 diabetes 1 2 3 4 5 6 Controls Diabetics P<0.001 TNFa CRP TNFa CRP Navarro et al. Am J Kidney Dis 2003

John C. Pickup Diabetes Care 2004

What about inflammation on diabetic compliactions?                                                                                                 

Role of Neuropoietic Cytokines in Development and Progression of Diabetic Polyneuropathy: From Glucose Metabolism to Neurodegeneration D.S. Skundric and R.P. Lisak. Department of Neurology, Division of Neuroimmunology, and Department of Immunology and Microbiology, Wayne State University School of Medicine, Detroit Medical Centre, Detroit, Michigan, USA Exp Diabesity Res 2003; 4:303-312. Abstract: Diabetic neuropathy develops as a result of hyperglycemia-induced local metabolic and microvascular changes in both type I and type II diabetes mellitus. Diabetic neuropathy shows slower impulse conduction, axonal degeneration, and impaired regeneration. Diabetic neuropathy affects peripheral, central, and visceral sensorimotor and motor nerves, causing improper locomotor and visceral organ dysfunctions. The pathogenesis of diabetic neuropathy is complex and involves multiple pathways. Lack of success in preventing neuropathy, even with successful treatment of hyperglycemia, suggests the presence of early mediators between hyperglycemia-induced metabolic and enzymatic changes and functional and structural properties of Schwann cells (SCs) and axons. It is feasible that once activated, such mediators can act independently of the initial metabolic stimulus to modulate SC-axonal communication. Neuropoietic cytokines, including interleukin-1 (IL-1), interleukin-6 (IL-6), leukemia inhibitory factor (LIF), ciliary neurotrophic factor (CNTF), tumor necrosis factor alpha (TNF-), and transforming growth factor beta (TGF-g), exhibit pleiotrophic effects on homeostasis of glia and neurons in central, peripheral, and autonomic nervous system. These cytokines are produced locally by resident and infiltrating macrophages, lymphocytes, mast cells, SCs, fibroblasts, and sensory neurons. Metabolic changes induced by hyperglycemia lead to dysregulation of cytokine control. Moreover, their regulatory roles in nerve degeneration and regeneration may potentially be utilized for the prevention and/or therapy of diabetic neuropathy.                                                                                         

A central role for inflammation The FASEB Journal Express Article doi:10.1096/fj.03-1476fje A central role for inflammation in the pathogenesis of diabetic retinopathy Joussen AM, Poulaki V, Le ML, Koizumi K, Esser C, Janicki H, Schraermeyer U, Kociok N, Fauser S, Kirchhof B, Kern TS, Adamis AP.

Normal kidney Diabetic kidney CD68+ macrophages Chow et al. NDT 2004 Ratones diabéticos (18 sem. de evolución). A. Ratones normales. B. Ratones diabéticos: cambios histológicos (hipertrofia glomerular, hipercelularidad y expansión mesangial). C y D. Inmunohistoquimia CD68+ macrófagos aumentado en riñón diabético (D). CD68+ macrophages Chow et al. NDT 2004

Monocyte chemoattractant protein-1 expression in diabetic rats Figure 1. * * * p < 0.05 Kato et al. Kidney Int 1999

Tubular NF-kB activation in human DN 2500 5000 7500 10000 12500 15000 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 r = 0.83 p = 0.002 NF-B (dens/mm) 2 Proteinuria (g/24h) NF-κB Mezzano et al. NDT, 2004

CYTOKINE NETWORK

Basal glomerular membranes induce TNF and IL-1 synthesis in macrophage cultures Diabetic Diabetic Control Control Hasegawa et al. KI 1991

Acciones de las citoquinas proinflamatorias a nivel renal Citotoxicidad directa Inducción de apoptosis Contracción celular Efectos proliferativos Producción y acúmulo de matriz extracelular Engrosamiento de membranas basales glomerulares Alteraciones de la microcirculación glomerular Alteraciones de la barrera de permeabilidad glomerular Estímulos para la producción de factores quimiotácticos y de crecimiento, moléculas de adhesión y mediadores inflamatorios Retención de sodio Hipertrofia renal

TNF and proteinuria in Diabetic Nephropathy Am J Kidney Dis 1999

EXPRESIÓN DE GENES DE RESPUESTA INFLAMATORIA EN LA NEFROPATÍA DIABÉTICA Juan F. Navarro Félix Claverie Carmen Mora Candelaria León Antonio Perera Francisco Milena

OBJETIVOS Estudiar la expresión de citoquinas proinflamatorias (TNF, IL-1, IL-6) en el riñón diabético. Establecer posibles correlaciones fisiopatológicas. Analizar potenciales implicaciones terapéuticas.

Inflamación y Nefropatía Diabética Animales control 8 sem. Factor de necrosis tumoral  Interleukina-1 Interleukina-6 Animales diabéticos (estreptozotocina) 8 sem.

Peso renal Figure 1. p < 0.001 *

Excreción urinaria de albúmina Figure 1. p < 0.001

Urinary excretion of pro-inflammatory cytokines * * * p < 0.001 *

Renal expression of proinflammatory cytokine genes Figure 1. Control Diabetes TNF IL-1 IL-6

Renal expression of proinflammatory cytokines * * * P < 0.05 *

Implicaciones fisiopatológicas Figure 1. Expresión vs excreción urinaria TNF r = 0.84, p<0.01 IL-1 r = 0.88, p<0.01 IL-6 r= 0.78, p<0.01

Implicaciones fisiopatológicas Figure 1. Peso renal Expresión TNF r = 0.72, p=0.01 Excreción urinaria TNF r = 0.59, p=0.06 Excreción urinaria de albúmina Expresión TNF r = 0.76, p<0.05 Excreción urinaria TNF r = 0.70, p=0.052

Implicaciones del TNF-alfa TNF-alfa urinario (pg/mL) Albuminuria (g/min) ** * * * * Días tras inducción de la DM * p<0.01, ** p<0.001 versus Pre-DM * p<0.05 versus Pre-DM Kalantarina et al. KI 2003

Inflammatory parameters vs Urinary albumin excretion C-reactive protein vs Albuminuria Urinary TNF- vs Albuminuria r = 0.69, p < 0.001 r = 0.71, p < 0.001 Navarro et al. Am J Kidney Dis 2003

Inflammatory parameters vs Urinary albumin excretion Multiple regression analysis Duration of diabetes p < 0.001 C-reactive protein p < 0.001 Urinary TNF- p < 0.001 Glycated hemoglobin p < 0.05 R2 = 0.73, p < 0.001 Navarro et al. Am J Kidney Dis 2003

Inflamación y Nefropatía Diabética Animales control 8 sem. Animales diabéticos (estreptozotocina) 8 sem. Animales diabéticos + Enalapril 8 sem. Animales diabéticos + Pentoxifilina 8 sem.

Urinary excretion of pro-inflammatory cytokines * * * p < 0.001 *

Renal expression of proinflammatory cytokines * * * * p<0.05 # p<0.05 vs Control #

Peso renal (g) Figure 1. p < 0.001 NS vs Control

Excreción urinaria de albúmina (mg/día) Figure 1. p < 0.001 NS vs Control

CONCLUSIONES-REFLEXIONES Carmen Mora, MD, and Juan F. Navarro, MD TNF IL-1 IL-6 Control DM Control DM Control DM The Role of Inflammation as a Pathogenic Factor in the Development of Renal Disease in Diabetes Carmen Mora, MD, and Juan F. Navarro, MD Servicio de Nefrología, Hospital Universitario Nuestra Señora de Candelaria Santa Cruz de Tenerife, Spain.   Current Diabetes Reports 2005 Current Science Inc. ISSN 1534–4827 Copyright © 2005 by Current Science Inc.

CONCLUSIONES-REFLEXIONES

CONCLUSIONES-REFLEXIONES Implications for Diabetic Nephropathy

CONCLUSIONES-REFLEXIONES RENAAL Circulation 2004;110:1103-1107. El porcentaje de pacientes que llega al objetivo primario (desarrollo de proteinuria franca) se cifra en aproximadamente 15%, 10%, y 5% para los grupos control (placebo junto a otros tratamientos antihipertensivos), irbesartan 150 mg e irbesartan 300 mg, respectivamente. Esto se corresponde con reducciones del riesgo relativo del 39% para irbesartan 150 mg vs. el grupo control (p=0,085) y del 70% para irbesartan 300 mg vs. el grupo control (p=0,0004). Los dos objetivos secundarios importantes en el IRMA 2 incluían cambios en la tasa de excreción de albúmina urinaria (TEA) y variaciones en el aclaramiento de creatinina. La TEA disminuyó en los dos grupos de irbesartan a través del estudio (-24% y –38% a los 24 meses, en comparación con los niveles iniciales, en los grupos irbesartan 150 mg y 300 mg, respectivamente). La TEA se mantuvo invariable en el grupo control (-2% a los 24 meses en comparación con los niveles iniciales ) p=0,001, al comparar entre los grupos de irbesartan y el grupo control. El aclaramiento de creatinina se mantuvo estable, en un rango normal en todos los grupos a través del estudio.

CONCLUSIONES-REFLEXIONES                                                                                         

CONCLUSIONES-REFLEXIONES Tumor necrosis factor- Pentoxifylline                                                                                         

Pentoxifilina en Nefropatía Diabética Excreción urinaria de albúmina (mg/day) NS p<0.001 Pentoxifilina Control

Pentoxifilina en Nefropatía Diabética Factor de necrosis tumoral- (niveles urinarios, pg/ml) NS p < 0.01 Pentoxifilina Control

Pentoxifilina en Nefropatía Diabética