Influência da uremia na resposta celular e expressão da quimiocina CXCL 12 em pacientes em hemodiálise

Abstract

Resumo: O acúmulo de toxinas urêmicas gerado pela diminuição da taxa de filtração glomerular no paciente com doença renal crônica (DRC) vem acompanhado por alterações metabólicas e vasculares no organismo que predispõem esses pacientes ao desenvolvimento de doença cardiovascular (DCV). O Stromal cell-derived factor 1 (SDF-1/CXCL12), é uma quimiocina de ação pleiotrópica, com expressão alterada em tecidos inflamados e lesionados, capaz de mobilizar células da medula óssea para o local da lesão, mediando o reparo e regeneração tecidual. No presente trabalho, através de uma combinação de estudos in vivo e in vitro, investigamos o efeito da uremia na expressão de CXCL12 e proliferação celular. Para isso, amostras provenientes de um estudo anterior com dados publicados por Stinghen et al. 2010 foram utilizadas. No presente estudo foram analisados marcadores de inflamação sistêmica como proteína C reativa (PCR) e interleucina-6 (IL-6), em níveis plasmáticos. Além da inflamação, foi feita a avaliação da disfunção endotelial pelos níveis plasmáticos de Interleucina-8 (IL-8) e verificada a sinalização de regeneração vascular pelos níveis plasmáticos e em sobrenadante celular de CXCL12. O modelo experimental foi realizado com células endoteliais humanas extraídas de veia de cordão umbilical (HUVECs). Tratamentos específicos utilizando meio de cultivo acrescido de plasma urêmico de pacientes em hemodiálise (pool de plasmas urêmicos) ou com plasma normal (pool de plasma de indivíduos saudáveis) foram feitos com cinética de 0 h, 6 h e 12 h. As concentrações plasmáticas médias de PCR, IL-6, IL-8 e CXCL12 foram respectivamente 4,9 ±4,8 mg/mL, 6,76±8,1 pg/mL, 128,2±206,2 pg/mL e 2625,87±1288,58 pg/mL. Foi observado uma correlação positiva entre PCR e a IL-6 (?=0,57, P<0,005) e CXCL12 com IL-8 (?=0,4462, P<0,05). A análise da expressão de CXCL12 em sobrenadante de cultura revelou que após 6 horas de tratamento as células em ambiente saudável expressam mais CXCL12 do que as tratadas com plasma urêmico (54,5 x 15,7%). As análises do ciclo celular revelaram que células endoteliais submetidas a tratamento com plasma saudável, apresentam um padrão de crescimento celular regular (cresce, duplica e com o passar do tempo, morre). Diferentemente das células submetidas ao tratamento com plasma urêmico que apresentam uma alta porcentagem de morte celular. Nossos dados demonstram que os níveis plasmáticos das quimiocinas CXCL12 e IL-8 estão correlacionados em pacientes em HD. Tal correlação ocorre em paralelo ao aumento dos marcadores de inflamação sistêmica. A literatura descreve que tanto IL-8 quanto CXCL12 atuam em conjunto na manutenção e reparo de lesões teciduais, e que a produção de CXCL12 pode estar relacionada a biodisponibilidade do óxido nítrico (NO) e ligação a seus receptores (CXCR4 e CXCR7) na superfície celular. Assim, sugerimos que os níveis de CXCL12 e IL-8 encontrados nestes pacientes podem refletir um sistema de reparo ativado, e que a toxicidade urêmica esteja inibindo a produção de CXCL12, seja pela diminuição de NO ou pela saturação da ligação a seus receptores CXCR4 e CXCR7, entretanto estudos adicionais são necessários para comprovação de tais hipóteses.

Abstract: The accumulation of uremic toxins generated by reduction of glomerular filtration in patients with chronic kidney disease (CKD) is accompanied by metabolic and vascular changes in the body that predispose these patients to the development of cardiovascular disease (CVD). The stromal cell-derived factor 1 (SDF-1/CXCL12) is a pleiotropic chemokine action, with altered expression in injured and inflamed tissues, capable of mobilizing bone marrow cells to the site of injury, mediating tissue repair and regeneration. In this study, with a combination of in vivo and in vitro we investigated the effect of expression of CXCL12 uremia and cell proliferation. For this, samples from a previous study published by Stinghen et al. (2010) were used. In the present study, we analyzed markers of systemic inflammation such as C-reactive protein (CRP) and interleukin-6 (IL-6) in plasma levels. In addition to inflammation, was made by assessing endothelial dysfunction plasma levels of Interleukin-8 (IL-8) and checked for signal regeneration vascular the plasma supernatant and cell CXCL12. The experimental model was carried out with human endothelial cells derived from umbilical vein (HUVECs). Specific treatments using culture medium supplemented plasma of uremic patients on hemodialysis (uremic plasma pooled) or with normal plasma (pooled plasma from healthy individuals) were made with kinetics 0 h, 6 h and 12 h. The mean plasma concentrations of CRP, IL-6, IL-8 and CXCL12 was respectively 4.9 ± 4.8 mg / ml, 6.76 ± 8.1 pg / ml at 128.2 ± 206.2 pg / mL and 2625.87 ± 1288.58 pg / mL. We observed a positive correlation between CRP and IL-6 (? = 0.57, P <0.005) and CXCL12 with IL-8 (? = 0.4462, P <0.05). Analysis of the expression of CXCL12 in culture supernatant showed that after six hours of treatment in healthy environment cells express more than CXCL12-treated plasma uremic (54.5 x 15.7%). Cell cycle analyzes showed that endothelial cells subjected to plasma treatment healthier, they have a regular pattern of cell growth (grows, and doubles over time, die). Unlike the cells subjected to treatment with uremic plasma that have a high percentage of cell death. Our data demonstrate that plasma levels of chemokines CXCL12 and IL-8 are correlated in HD patients. This correlation occurs in parallel with the increase in markers of systemic inflammation. The literature indicates that both IL-8 as CXCL12 act together to maintain and repair of tissue damage, and the production of CXCL12 that can be related to the bioavailability of nitric oxide (NO) and binding to its receptor (CXCR4 and CXCR7) on the surface cell. We therefore suggest that levels of CXCL12 and IL-8 found in these patients may reflect a repair system activated, and the uremic toxicity is inhibiting the production of CXCL12, or by reduction of NO, or by saturation binding to its receptors CXCR4 and CXCR7, however further studies are needed to prove such hypotheses.