O papel do exercício físico resistido na modulação da via de sinalização STAT-3 e seus efeitos nas lesões renais, musculares e ósseas relacionadas ao modelo de nefropatia induzida por doxorrubicina

Abstract

Resumo: Além das lesões renais, os pacientes com doença renal crônica (DRC) também são frequentemente acometidos com sarcopenia. Nesse sentido, a via de sinalização STAT-3 se destaca por atuar tanto na progressão da DRC quanto na perda muscular. Em contrapartida, o exercício físico resistido (EFR) age na hipertrofia muscular e melhora do prognóstico geral dos pacientes. Por isso, este trabalho teve como objetivo compreender o papel do EFR em uma possível modulação da via STAT-3 e os efeitos nas lesões associadas ao modelo de nefropatia induzida pelo cloridrato de doxorrubicina, vendido comercialmente sob o nome de adriamicina (ADM). Para tanto, camundongos BALB/c foram divididos nos grupos sedentário e EFR, os quais foram subdivididos nos grupos controle, ADM, ADM+ST e ST. O grupo EFR realizou 12 semanas de treinos, enquanto que os grupos ST receberam o inibidor stattic. Ao longo do experimento, os animais foram pesados e sua urina foi coletada e ao final foi realizada a coleta dos tecidos. Foram quantificados marcadores relacionados à lesão renal característica do modelo, tais como a proteinúria, perda de peso e fibrose túbulointersticial. Além disso, foram realizadas análises bioquímicas e o músculo gastrocnêmio foi pesado para, em conjunto ao teste de força, determinar a sarcopenia. Ademais, foram realizadas análises moleculares para determinar a expressão de genes ligados ao crescimento e atrofia muscular e de marcadores de lesão renal, bem como análises histomorfométricas do tecido muscular e ósseo. A proteinúria foi quantificada pela relação albuminúria/creatininúria, sendo observado que o grupo ADM sedentário teve aumento desta razão em todos os pontos analisados quando comparados aos grupos que não receberam a droga. Além disso, no sétimo dia após a indução da lesão o grupo sedentário teve proteinúria significativamente mais alta do que o EFR. Ademais, foi constatado que os animais sedentários tiveram maior perda de peso do que o EFR e que este apresentou aumento da capacidade de suporte de carga, mesmo na presença da nefropatia.Também foi verificado que os animais que receberam ADM e realizaram o EFR apresentaram músculos significativamente mais pesados do que o grupo ADM sedentário e que a administração da droga prejudicou a transição de fibras musculares em resposta ao EFR. Verificou-se que o grupo ADM sedentário teve fibrose tubulointersticial significativamente maior do que o controle, fato que não foi observado quando os animais realizaram o EFR. Por fim, as análises moleculares evidenciaram que a administração de ADM na ausência de exercício físico levou ao aumento da expressão de IL-6 renal, bem como o tratamento com ADM+ST em animais sedentários causou o aumento da expressão de TRIM63 e que ambas as situações são mitigadas pela realização do EFR. Assim, podemos concluir que o EFR possui papel relevante na manutenção da massa muscular, além de ser capaz de minimizar as lesões renais causadas pela administração da ADM. Também foi possível inferir que a sarcopenia do modelo se relaciona com a via de sinalização STAT-3 e que esta, por sua vez, pode ser modulada pelo EFR. Desta maneira, a via de sinalização STAT-3 se mostra como um alvo terapêutico em potencial no que se refere ao tratamento da DRC, bem como o EFR pode ser um excelente aliado na atenuação da progressão das lesões associadas à doença

Abstract: In addition to kidney injuries, patients with chronic kidney disease (CKD) are also frequently affected by sarcopenia. In this sense, the STAT-3 signaling pathway stands out for acting both in the progression of CKD and in muscle loss. In contrast, resistance exercise (RE) acts on muscle hypertrophy and improves the general prognosis of patients. Therefore, this study aimed to understand the role of EFR in a possible modulation of the STAT-3 pathway and the effects on lesions associated with the model of nephropathy induced by doxorubicin hydrochloride, commercially sold under the name Adriamycin (ADM). For this purpose, BALB/c mice were divided into sedentary and EFR groups, which were subdivided into control, ADM, ADM+ST and ST groups. The EFR group performed 12 weeks of training, while the ST groups received the stattic inhibitor. Throughout the experiment, the animals were weighed and their urine was collected, and at the end, tissue collection was performed. Markers related to the renal injury characteristic of the model were quantified, such as proteinuria, weight loss and tubulointerstitial fibrosis. In addition, biochemical analyses were performed and the gastrocnemius muscle was weighed to determine sarcopenia in conjunction with the strength test. Furthermore, molecular analyses were performed to determine the expression of genes linked to muscle growth and atrophy and markers of kidney injury, as well as histomorphometric analyses of muscle and bone tissue. Proteinuria was quantified by the albuminuria/creatinine ratio, and it was observed that the sedentary ADM group had an increase in this ratio at all points analyzed when compared to the groups that did not receive the drug. Furthermore, on the seventh day after injury induction, the sedentary group had significantly higher proteinuria than the EFR. Furthermore, it was found that the sedentary animals had greater weight loss than the EFR and that the latter showed increased load-bearing capacity, even in the presence of nephropathy. It was also found that animals that received ADM and performed EFR had significantly heavier muscles than the sedentary ADM group and that drug administration impaired the transition of muscle fibers in response to EFR. It was found that the sedentary ADM group had significantly greater tubulointerstitial fibrosis than the control, a fact that was not observed when the animals performed EFR. Finally, molecular analyses showed that the administration of ADM in the absence of physical exercise led to an increase in the expression of renal IL-6, as well as the treatment with ADM+ST in sedentary animals caused an increase in the expression of TRIM63 and that both situations are mitigated by performing EFR. Thus, we can conclude that EFR plays a relevant role in maintaining muscle mass, in addition to being able to minimize kidney damage caused by ADM administration. It was also possible to infer that the sarcopenia in the model is related to the STAT-3 signaling pathway and that this, in turn, can be modulated by EFR. Thus, the STAT-3 signaling pathway appears to be a potential therapeutic target for the treatment of CKD, and EFR may be an excellent ally in attenuating the progression of lesions associated with the disease