Czy DAPA chroni komórki HK-2 przed apoptozą?
Badanie in vitro przeprowadzone na linii komórek nabłonka kanalików proksymalnych nerki człowieka (HK-2) miało na celu ocenę wpływu dapagliflozyny (DAPA) na nikotynowo-indukowaną apoptozę poprzez modulację szlaku sygnałowego ASK1/p38/JNK MAPK.
Badacze zastosowali model komórkowy HK-2, w którym komórki poddawano działaniu nikotyny (NIC) w stężeniu 200 μM przez 24 godziny, z jednoczesnym podaniem lub bez dapagliflozyny (10 μM) oraz selektywnych inhibitorów MAPK (SP600125, SB203580). Populacja badana obejmowała komórki HK-2 podzielone na grupy: kontrolną, traktowaną DAPA, traktowaną NIC, oraz grupy traktowane kombinacjami NIC z DAPA lub inhibitorami MAPK. Do oceny efektów zastosowano szereg metod, w tym test żywotności komórek CCK-8, analizę apoptozy z wykorzystaniem cytometrii przepływowej, pomiar wewnątrzkomórkowych i mitochondrialnych ROS, immunoblotting do oceny ekspresji białek oraz testy ELISA do pomiaru poziomów cytokin prozapalnych.
Jakie korzyści przynosi leczenie dapagliflozyną?
Wyniki badania wykazały, że dapagliflozyna znacząco zmniejsza nikotynowo-indukowaną apoptozę komórek HK-2. Analiza cytometryczna wykazała, że DAPA redukuje śmierć apoptotyczną komórek stymulowanych nikotyną i poprawia ich żywotność. Efektom tym towarzyszył wzrost ekspresji antyapoptotycznego białka Bcl-2 oraz zmniejszenie ekspresji proapoptotycznych białek Bax i Kaspazy-3. Badanie immunoblotting wykazało, że nikotyna aktywuje ASK1 (kinazę regulującą sygnał apoptozy 1) i zwiększa ekspresję kinaz MAP, w tym p-MEK3/p-MEK4 oraz p-JNK/p-p38, podczas gdy leczenie dapagliflozyną lub inhibitorami MAPK hamowało ich ekspresję.
Dapagliflozyna istotnie zmniejszała wewnątrzkomórkowy poziom reaktywnych form tlenu (ROS) oraz nadprodukcję MitoSOX w komórkach HK-2 stymulowanych nikotyną. Jednocześnie DAPA przeciwdziałała stresowi oksydacyjnemu poprzez zwiększenie ekspresji MnSOD i TRX przy jednoczesnym zmniejszeniu ekspresji TXNIP. Podobne renoprotektywne efekty DAPA zaobserwowano wcześniej w nefropatii cukrzycowej i niediabetycznych chorobach nerkowo-sercowych, co sugeruje jej potencjał jako zmiatacza stresu oksydacyjnego.
Ponadto, leczenie dapagliflozyną odwracało indukowany przez nikotynę wzrost poziomów IL-1β i TNF-α w komórkach HK-2, wskazując na działanie przeciwzapalne. Wyniki te są zgodne z wcześniejszymi badaniami nad nefropatią cukrzycową i jednostronnym zamknięciem moczowodu, potwierdzając przeciwzapalne działanie DAPA.
- Zmniejsza nikotynowo-indukowaną apoptozę komórek HK-2
- Redukuje stres oksydacyjny poprzez obniżenie poziomu ROS i zwiększenie ekspresji białek ochronnych (MnSOD, TRX)
- Wykazuje działanie przeciwzapalne poprzez obniżenie poziomów IL-1β i TNF-α
- Poprawia funkcje mitochondrialne, w tym produkcję ATP i oddychanie komórkowe
Jak DAPA wpływa na funkcje mitochondriów?
Analiza immunoblotting wykazała również, że DAPA łagodziła zaburzenia ekspresji genów kontroli jakości mitochondriów (Pink1 i Parkin-1) oraz genów regulujących stres retikulum endoplazmatycznego (CHOP i Xbp1) w komórkach HK-2 traktowanych nikotyną. Co więcej, DAPA poprawiała funkcję mitochondriów poprzez zwiększenie wskaźnika zużycia tlenu (OCR), oddychania podstawowego, produkcji ATP, oddychania maksymalnego i zapasowej pojemności oddechowej w komórkach HK-2 traktowanych nikotyną.
- DAPA działa poprzez hamowanie szlaku ASK1/p38/JNK MAPK
- Zwiększa ekspresję antyapoptotycznego białka Bcl-2, zmniejszając ekspresję proapoptotycznych Bax i Kaspazy-3
- Wyniki sugerują potencjalne zastosowanie DAPA w leczeniu przewlekłej choroby nerek u palaczy
- Konieczne są dalsze badania in vivo dla potwierdzenia klinicznego znaczenia odkryć
Czy DAPA może stać się przełomem w ochronie nerek?
Mechanizm przeciwapoptotycznego działania DAPA w komórkach HK-2 traktowanych nikotyną pozostaje nie w pełni wyjaśniony, jednak stres oksydacyjny jest prawdopodobnym czynnikiem przyczyniającym się do tego efektu. Liczne dowody sugerują, że nikotyna wywołuje uszkodzenie nerek poprzez stres oksydacyjny i apoptozę. Przeciwapoptotyczne i antyoksydacyjne efekty DAPA obserwowane w tym badaniu mogą również obejmować sygnalizację cAMP, która jak wiadomo reguluje aktywność NF-κB, produkcję ROS i odpowiedzi zapalne w komórkach nerkowych. Choć poziomy cAMP nie były mierzone w tym badaniu, przyszłe badania powinny sprawdzić, czy DAPA zmienia sygnalizację cAMP, aby hamować aktywację ASK1/p38/JNK indukowaną przez nikotynę.
Wyniki tego badania wskazują, że dapagliflozyna skutecznie łagodzi uszkodzenia komórek HK-2 indukowane nikotyną, potencjalnie poprzez hamowanie apoptozy zależnej od szlaku ASK1/p38/JNK MAPK. Efekt protekcyjny DAPA obejmuje redukcję stresu oksydacyjnego, działanie przeciwzapalne oraz zachowanie integralności organelli wewnątrzkomórkowych. Obserwacje te dostarczają dowodów wspierających potencjalne zastosowanie kliniczne dapagliflozyny w leczeniu przewlekłej choroby nerek u palaczy, wykraczające poza jej klasyczne działanie przeciwcukrzycowe.
Dapagliflozyna została pierwotnie zatwierdzona do leczenia cukrzycy typu 2 na wszystkich etapach. Jednak wykazano również, że obniża ryzyko poważnych niekorzystnych zdarzeń nerkowych i sercowo-naczyniowych, a także śmiertelności z wszystkich przyczyn u pacjentów z cukrzycową i niecukrzycową przewlekłą chorobą nerek. Wczesne leczenie DAPA u pacjentów z nefropatią cukrzycową może zapewnić dodatkowe korzyści wykraczające poza kontrolę glikemii.
Badanie ma pewne ograniczenia, w tym przeprowadzenie eksperymentów wyłącznie na linii komórkowej HK-2 oraz brak pełnej analizy alternatywnych szlaków sygnałowych, które mogą przyczyniać się do ochronnego działania DAPA. Chociaż komórki HK-2 są dobrze ugruntowanym modelem uszkodzenia ludzkiego nabłonka kanalików proksymalnych nerki i były szeroko wykorzystywane w badaniach toksyczności nikotyny i interwencji lekowych, zastosowanie pojedynczej linii komórkowej może ograniczać możliwość uogólnienia naszych wyników. Przyszłe badania powinny uwzględniać dodatkowe linie komórek nerkowych (np. HEK293, NRK-52E) i modele in vivo w celu potwierdzenia tych wyników i zbadania odpowiedzi specyficznych dla tkanki. Ponadto, badanie koncentrowało się na szlaku ASK1/p38/JNK jako kluczowym mechanizmie, podczas gdy nikotyna moduluje również inne szlaki sygnalizacyjne, takie jak Akt i ERK, które mogą przyczyniać się do apoptozy i stresu oksydacyjnego w komórkach HK-2. Konieczne są dalsze badania in vivo, aby potwierdzić kliniczne znaczenie tych odkryć i ustalić, czy dapagliflozyna może stanowić skuteczną strategię terapeutyczną w łagodzeniu uszkodzeń nerek indukowanych nikotyną.
Podsumowanie
Przeprowadzone badanie in vitro na komórkach nabłonka kanalików proksymalnych nerki człowieka (HK-2) wykazało, że dapagliflozyna (DAPA) skutecznie chroni przed nikotynowo-indukowaną apoptozą poprzez hamowanie szlaku ASK1/p38/JNK MAPK. DAPA wykazała znaczące działanie przeciwapoptotyczne, antyoksydacyjne i przeciwzapalne, zwiększając ekspresję białek ochronnych (Bcl-2, MnSOD, TRX) przy jednoczesnym zmniejszeniu ekspresji białek proapoptotycznych. Lek poprawił również funkcje mitochondrialne, w tym produkcję ATP i oddychanie komórkowe. Wyniki sugerują potencjalne zastosowanie DAPA w leczeniu przewlekłej choroby nerek u palaczy, wykraczające poza jej standardowe działanie przeciwcukrzycowe. Mimo pewnych ograniczeń metodologicznych, badanie dostarcza istotnych dowodów na renoprotektywne działanie dapagliflozyny.
