Cilastina en la prevención y tratamiento del fracaso renal agudo parenquimatoso de origen endotóxico.: Sepsis y rabdomiólisis

• Autores: María Ángeles González-Nicolás González
• Directores de la Tesis: Alberto Lázaro Fernández (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Oscar Palomares Gracia (presid.), Maria Angeles Goicoechea Diezhandino (secret.), Ricardo José Bosch Martínez (voc.), Pablo Martín Vasallo (voc.), Sonia Camaño Páez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
      • Biología molecular
  • Ciencias médicas
    • Patología
      • Endotoxinas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    El fracaso renal agudo (FRA) parenquimatoso se define como un síndrome clínico secundario a múltiples causas caracterizado por un deterioro brusco de las funciones renales, alterando la homeostasis y la composición del medio interno. La sepsis y la rabdomiólisis son dos síndromes incluidos dentro del FRA parenquimatoso endotóxico debido a que el daño es producido por el lipopolisacárido y la mioglobina, que se comportan como endotoxinas. Ambos producen daño por vasoconstricción renal, inflamación, estrés oxidativo (EO), muerte celular y obstrucción tubular. Actualmente no existe ningún fármaco específico para la prevención o el tratamiento del FRA, por lo que la búsqueda de novedosas estrategias protectoras es una tarea prioritaria. Cilastatina, un inhibidor competitivo de la enzima renal dehidropeptidasa-I (DHP-I) localizada en las balsas de colesterol (BDC) de las células epiteliales del túbulo proximal, ha demostrado tener un efecto protector en estudios previos de nuestro grupo. En modelos de FRA inducido por diferentes nefrotóxicos, el efecto protector de cilastatina era debido en parte a la interferencia con las BDC que cancelaba pasos clave de la señalización auto y paracrina de la ruta extrínseca de la apoptosis. Esto llevó al desarrollo de nuestra hipótesis en la cual FRA endotóxicos pueden también beneficiarse del mismo tipo de protección con cilastatina. El objetivo es la demostración de que la inhibición de la DHP-I con el fármaco cilastatina, es una alternativa terapéutica segura y eficaz para reducir el daño renal provocado por un FRA endotóxico, como el inducido por sepsis y rabdomiólisis. Para ello se llevaron a cabo dos modelos experimentales en rata, uno de FRA inducido por sepsis mediante ligadura y punción cecal, y otro inducido por rabdomiólisis mediante la administración de glicerol. Para valorar el efecto de cilastatina como nefroprotector, analizamos la morfología tisular, la capacidad antiapoptótica y antioxidante, así como mecanismos de daño inflamatorios y profibróticos. También determinamos la interferencia sobre las BDC y su efecto sobre los receptores localizados en ellas.

    Cilastatina fue capaz de recuperar la función renal y la morfología tisular tras el daño producido en ambos modelos. También fue capaz de reducir los mediadores apoptóticos y de EO, así como la respuesta inflamatoria interfiriendo en la activación del inflamasoma. Evitó la síntesis de mediadores profibróticos que aparecen de manera precoz amplificando la señal de daño hacia el desarrollo de fracaso renal crónico (FRC). El análisis específico de vías de señalización apoptóticas, inflamatorias e inductoras de daño que parten de las BDC mostró que cilastatina era capaz de bloquear pasos claves en las mismas, específicamente a nivel del receptor Fas, los TLR y megalina, disminuyendo respectivamente la activación de la vía extrínseca de la apoptosis, la activación de las vías inflamatorias, la entrada de mioglobina al interior celular, que en conjunto protegen a las células tubulares proximales.

    El tratamiento con cilastatina es capaz de prevenir y proteger del FRA inducido por sepsis y rabdomiólisis, por interferencia con las vías apoptóticas, oxidativas e inflamatorias de daño. Además, evita el desarrollo de fibrosis impidiendo la transición hacia el FRC en etapas muy precoces del FRA. El mecanismo de protección ejercido por cilastatina ocurre en parte tras su unión con la DHP-I a nivel de las BDC, proceso que altera la membrana a nivel de estas estructuras interfiriendo en la acción de los receptores localizados en ellas quedando por tanto bloqueados. Nuestros resultados muestran que cilastatina es un fármaco seguro que puede representar una importante alternativa terapéutica, eficaz y prometedora en el tratamiento del FRA de origen endotóxico como los inducidos por sepsis y rabdomiólisis, dos de las complicaciones más graves del FRA parenquimatoso.

  • English

    Parenchymal acute renal failure (ARF) is defined as a clinical entity secondary to multiple causes in which an abrupt deterioration of renal functions alters homeostasis and the composition of the internal environment. Sepsis and rhabdomyolysis are two complex syndromes that causes endotoxic parenchymal ARF due to the presence of lipopolysaccharide (LPS) and myoglobin respectively, which act as endotoxins. Both produce damage by inducing renal vasoconstriction, inflammation, oxidative stress, cell death and tubular obstruction. There is currently no specific drug for the prevention or treatment of ARF in the context of sepsis and rhabdomyolysis so, the search for novel protective strategies with Clinical application is a priority task. In previous studies by our group that cilastatin, a competitive inhibitor of the renal dehydropeptidase-I (DHP-I) enzyme located in the cholesterol rafts (CR) of proximal tubule epithelial cells, protects renal tubule from damage. In models of ARF induced by different compounds commonly used in the clinic with nephrotoxic properties, the protective effect of cilastatin was due in part to interference with the CR, which either reduced or halted key steps in the auto- and paracrine signaling of the extrinsic pathway of apoptosis...