تم إيقاف تطور مرض الكلى المزمن غير المصاب بالسكري عن طريق علاج الميتفورمين في الجرذان

استراتيجيات العلاج الحاليةلمرض الكلى المزمن (كد)التركيز بشكل رئيسي علىالسيطرة على عوامل الخطر. الميتفورمين، وهو دواء الخط الأول لمرض السكري من النوع 2، يمارس تأثيرات متعددة التأثيرات مفيدة تتجاوز الاستخدام الموصوف له وقد كشفت البيانات الأولية عن آثار وقائية ضد تطور ضعف الكلى. قيمت هذه الدراسة الفعالية العلاجية للميتفورمين والكاناجليفلوزين، وهو مثبط ناقل الصوديوم والجلوكوز -2 (SGLT2) الذي تمت الموافقة عليه مؤخرًا من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية لعلاج اعتلال الكلية السكري، في إبطاء تطور مرض الكلى المزمن غير المصاب بالسكري. . تم تعيين الفئران المصابة بمرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين إلى مجموعات علاجية مختلفة لتلقي إما 200 ملغم / كغم من الميتفورمين، بعد أربعة أو خمسة أسابيع من بدء نظام الأدينين الغذائي (مرض الكلى المزمن الخفيف إلى المتوسط)، أو 25 ملغم / كغم من كاناجليفلوزين بعد أربعة أسابيع من بدء حمية الأدينين. بداية النظام الغذائي، عن طريق تزقيم الفم يوميا لمدة أربعة أسابيع. وتمت مقارنة كل مجموعة علاجية بمجموعة مركبة. أدت جرعات الأدينين المزمنة إلى مرض الكلى المزمن الشديد في الجرذان المعالجة بالمركبة كما يتبين من ارتفاع ملحوظ في مستويات الكرياتينين في الدم، وانخفاض ملحوظ في تصفية الكرياتينين، واضطراب استقلاب المعادن. الميتفورمين، ولكن ليس كاناجليفلوزين، أوقف التدهور الوظيفي للكلى. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت كلى الحيوانات المعالجة بالميتفورمين مساحة أقل من الأنسجة الخلالية والالتهابات مقارنة بمجموعة المركبات. كشفت التحليلات البروتينية أن تأثير الميتفورمين الوقائي للكلى كان مرتبطًا بتنشيط مسار إشارات فرس النهر. تتحكم سلسلة كيناز متعددة البروتينات المحفوظة للغاية في تطور الأنسجة وحجم العضو وتكاثر الخلايا وموت الخلايا المبرمج. وهكذا، أظهر الميتفورمين فعالية علاجية عن طريق وقف تطور مرض الكلى المزمن في نموذج الفئران. الكلى الدولية (2022) 101، 929-944؛ https://doi.org/10.1016/ j.kint.2022.01.037

الكلمات الرئيسية:كاناجليفلوزين. مرض الكلى المزمن. مسار إشارات فرس النهر; وظيفة الكلى;ميتفورمين; البروتينات

تركيبة عشبية جديدة لـمرض الكلى المزمن (CKD)

بيان مترجم

استراتيجيات العلاج لمرض الكلى المزمن (كد)ينبغي من الناحية المثالية (1) أن تستهدف الكلى بشكل مباشر و(2) أن تكون قادرة على وقف المزيد من التقدم في مرض الكلى المزمن الموجود بالفعل. تشير الدراسات الحديثة حول الأدوية المضادة لمرض السكر، مثل الميتفورمين والكاناجليفلوزين، إلى تأثير مفيد مفترض على انخفاض وظائف الكلى. تعرض هذه الورقة نتائج دراسة الفئران التي تبحث في الفعالية العلاجية للميتفورمين والكاناجليفلوزين في بيئة مرض الكلى المزمن غير المصاب بالسكري. تشير بياناتنا إلى أن الميتفورمين يتمتع بإمكانات وقائية للكلى ويحمل منظورًا لاستخدامه كعلاج لتأخير أو حتى إيقاف تطور مرض الكلى المزمن.

مرض الكلى المزمن(CKD) يتميز بانخفاض وظائف الكلىتدوم أكثر من 3 أشهر. ومن المعترف به حاليًا كمشكلة صحية عامة في جميع أنحاء العالم مع انتشار عالمي يقدر بـ 3٪ إلى 16٪. 1-3 الأسباب الرئيسية لمرض الكلى المزمن في البلدان المتقدمة هي مرض السكري وارتفاع ضغط الدم. 1 بالإضافة إلى ذلك، يساهم مرض الكلى المزمن أيضًا في العبء العالمي لأمراض القلب والأوعية الدموية. الأمراض.1،4 يمكن أن يتطور القصور الكلوي إلى الفشل الكلوي، الأمر الذي يتطلب حتما غسيل الكلى أو زرع الكلى، وبالتالي يقلل بشكل كبير من نوعية الحياة.5 تركز استراتيجيات العلاج الحالية لمرض الكلى المزمن بشكل أساسي على السيطرة على عوامل الخطر وتخفيف الأعراض.

الميتفورمين، وهو دواء بيجوانيد، هو الخط الأول من الأدوية المضادة لمرض السكر عن طريق الفم والذي يستخدمه 200 مليون مريض يعانون من داء السكري من النوع 2.6،7 على الرغم من أن الميتفورمين قد تم استخدامه بالفعل لمدة 6 عقود، إلا أن المسارات الجزيئية التي يخفض الميتفورمين من خلالها نسبة الجلوكوز في الدم لا تزال موجودة. لم يتم توضيحها بشكل كامل.8،9 أظهرت البيانات من مجموعات بحثية مختلفة أن الميتفورمين يمارس العديد من التأثيرات الحميدة متعددة التأثيرات بما يتجاوز الاستخدام الموصوف الأولي. بغض النظر عن حالة المريضة المصابة بالسكري، أظهر استخدام الميتفورمين نتائج واعدة في علاج أمراض القلب والأوعية الدموية 10 ومتلازمة المبيض المتعدد الكيسات 11 وأظهر فعالية كبيرة في أنواع مختلفة من السرطان (البروستاتة 12 والثدي 13).

بالإضافة إلى ذلك، أشارت البيانات الحديثة من الدراسات قبل السريرية في نماذج أمراض الكلى المختلفة أيضًا إلى وجود تأثير وقائي مفترض للميتفورمين على الكلى.14-19 في دراسة تجريبية سابقة، أظهرنا أن العلاج الوقائي للميتفورمين كان قادرًا على التخفيف بقوة من تطور مرض الكلى. مرض الكلى المزمن الشديد.14 في هذا السيناريو وجدنا أن الميتفورمين يحافظ على وظائف الكلى، ويقلل الالتهاب الكلوي، ويمنع التليف المفرط. لسوء الحظ، يتم تشخيص معظم المرضى الذين يعانون من مرض الكلى المزمن عندما يكون معدل الترشيح الكبيبي منخفضًا بالفعل (فئة معدل الترشيح الكبيبي G2-G3a أو حتى G3b-G4) ، وبالتالي فإن علاج مرض الكلى المزمن الذي تم إنشاؤه بالفعل هو نموذج أكثر أهمية من الناحية السريرية للدراسة. لقد تم إعاقة التفسير المحتمل للاستخدام السريري للميتفورمين أثناء مرض الكلى المزمن بسبب الخوف التاريخي من تطور الحماض اللبني.20،21 على الرغم من أن الإرشادات المنقحة تنص على أنه يمكن الآن استخدام الميتفورمين في المرضى الذين يعانون من قصور كلوي خفيف إلى متوسط.22 علاوة على ذلك أشارت دراسة سريرية حديثة أجراها Lalau وآخرون 23 إلى أن علاج الميتفورمين يبدو أيضًا آمنًا ولا يزال فعالًا دوائيًا في حالات مرض الكلى المزمن المتوسطة إلى الشديدة (فئة GFR من G3a-b إلى G4)، بشرط تعديل الجرعة وفقًا لدرجة الكلى. فشل.

ثبت أن مثبطات الناقل المشترك لجلوكوز الصوديوم -2 (SGLT2) تقلل من خطر القصور الكلوي لدى المرضى الذين يعانون من مرض السكري، وبالتالي تمت الموافقة عليها لعلاج اعتلال الكلية السكري. 24 مثبطات SGLT2 هي فئة جديدة من الأدوية المضادة لمرض السكر عن طريق الفم التي تستهدف إعادة امتصاص الجلوكوز الأنبوبي الكلوي. 25،26 علاوة على ذلك، في تجربة معشاة ذات شواهد حديثة (تجربة Dapagliflozin والوقاية من النتائج الضارة في مرض الكلى المزمن [DAPA-CKD]) تبين أن مثبط SGLT2، dapagliflozin، يبطئ تطور مرض الكلى المزمن (CKD) مستقلة عن وجود مرض السكري من النوع 2.27

لهذا السبب، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية مؤخرًا على استخدام داباجليفلوزين للمرضى الذين يعانون من مرض الكلى المزمن بغض النظر عن حالة مرض السكري.28،29 للمساعدة في توضيح هذه البيانات المتعلقة بالتدخلات الخاصة بمرض الكلى المزمن، تهدف دراستنا الحالية إلى تقييم الفعالية العلاجية لمرض الكلى المزمن. الميتفورمين والكاناجليفلوزين على تطور مرض الكلى المزمن في نموذج الفئران غير المصابة بالسكري مع مرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين.

طُرق

تحضير الدواء

تم إذابة الميتفورمين (Merck KGaA) وكاناجليفلوزين (Janssen) في 1% كربوكسي ميثيل السليلوز بتركيز 20 و2.5 ملغم/مل، على التوالي، قبل التزقيم الفموي اليومي. تم استخدام حجم جرعة 10 مل / كجم.

تصميم الدراسة تم إيواء أربعة وتسعين (94) من فئران ويستار الذكور (Iffa، Credo) 2 في كل قفص، وتعرضوا لدورة الضوء والظلام لمدة 12-12 ساعة، مع إمكانية الوصول إلى الماء والنظام الغذائي المخصص لهم. تم تحفيز مرض الكلى المزمن عن طريق تناول نظام غذائي غني بالأدينين (مع محتوى منخفض من فيتامين K، 0. 25% أدنين، 0. 2 ملغم/كغم من البوتاسيوم، 1% Ca، 1% P، 1 IU / جرام فيتامين د، و6% بروتين، SSNIFF Spezialdiäten)، كما هو موضح في مكان آخر، 30 خلال فترات الدراسة بأكملها البالغة 8 و9 أسابيع.

تم توزيع فئران مرض الكلى المزمن عشوائيًا على 6 مجموعات مختلفة لتلقي علاج لمدة 4-أسبوع يتكون من 200 ملغم/كغم من الميتفورمين، أو 25 ملغم/كغم من الكاناجليفلوزين، أو مركبة (1% كربوكسي ميثيل سلولوز) والتي بدأت إما 4 أو 5 أسابيع في نظام CKD الناجم عن الأدينين. تم تضمين نقاط بداية العلاج لمدة 4- و5- في الأسبوع لتقييم ما إذا كانت الفعالية العلاجية تعتمد على الشدة الأولية لمرض الكلى المزمن. لتقييم أنسجة الكلى ووظيفتها عند نقاط البداية هذه، تم إعطاء مجموعتين إضافيتين نظامًا غذائيًا بنسبة 0.25% من الأدينين لمدة 4 و5 أسابيع، على التوالي، وبعد ذلك تم التضحية بهم. كمرجع للدراسة، تم أيضًا تضمين مجموعة من فئران المراقبة ذات وظائف الكلى الطبيعية (الشكل 1). تم إيواء الحيوانات في أقفاص التمثيل الغذائي لمدة 24 ساعة لجمع عينات البول تليها أخذ عينات من الدم من خلال الوريد الذيل في حالة واعية مقيدة. توصي الإرشادات بتخفيض جرعة الميتفورمين لدى المرضى الذين يعانون منضعف وظائف الكلىلتجنب الحماض اللبني.23،31،32 لذلك، استند تعديل الجرعة على تقييم مستويات اللاكتات في الدم ودرجة الحموضة كمؤشرات للحماض اللبني (الجدول التكميلي S1). في المجموعة التي تلقت العلاج لمدة دقيقة بعد 4 أسابيع من مرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين، تم تخفيض الجرعة إلى 150 ملغم / كغم في الأسبوع السابع حتى نهاية الدراسة. عندما بدأ العلاج بعد 5 أسابيع من مرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين، تم تخفيض جرعة الميتفورمين إلى 150 ملغم / كغم في بداية الأسبوع 7 ثم إلى 100 ملغم / كغم في نهاية الأسبوع الثامن. بعد 4 أسابيع من العلاج بالميتفورمين أو كاناجليفلوزين (تعاني من 8 و 9 أسابيع من مرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين)، تم قتل الحيوانات عن طريق الاستنزاف من خلال الضفيرة المدارية الرجعية بعد التخدير من خلال إعطاء 80 ملغم / كغم من الكيتامين (كيتالار، فايزر) و 16 ملغم / كغم زيلازين (رومبون، باير) ). تم إجراء الإجراءات التجريبية وفقًا لدليل المعاهد الوطنية للصحة لرعاية واستخدام حيوانات المختبر 85-23 (1996) وتمت الموافقة عليها من قبل لجنة الأخلاقيات بجامعة أنتويرب (رقم الترخيص 2017-56).

التحليلات البيوكيميائية

كانت ملطخة أقسام الأنسجة منزوعة الكافيين لتقييم الالتهاب (CD45، علامة الكريات البيض عموم) باستخدام طريقة مجمع أفيدين البيوتين. بعد الحظر بمصل الماعز والحضانة طوال الليل باستخدام الجسم المضاد الأولي متعدد النسيلة للأرنب المضاد لـ CD45 (1: 1000، ab10558، Abcam)، الحضانة اللاحقة باستخدام الجسم المضاد IgG المضاد للأرنب للماعز (PK-).

4001، Vector Laboratories)، متبوعًا بمجمع أفيدين-بيوتين بيروكسيديز (AB-complex، Vector Laboratories) يسمح بالكشف البصري عن اللون البني الداكن عند إضافة ديامينوبنزيدين. تم قياس كمية إيجابية CD45 (النسبة المئوية للمساحة) بطريقة عمياء (التكبير الأصلي 100) باستخدام برنامج تحليل الصور Axiovision (Carl Zeiss).

تم استخراج تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي في الوقت الحقيقي إجمالي الرنا المرسال لقسم الكلى المتجمد باستخدام PureLink RNA Mini Kit (Invitrogen) وعكس النسخ إلى cDNA بواسطة مجموعة أرشيف cDNA عالية السعة (النظم البيولوجية التطبيقية). تم إجراء تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي في الوقت الحقيقي باستخدام QuantStudio 3 (Thermo Fisher Scientific). تم شراء مسبار TaqMan والاشعال من شركة Thermo Fisher Scientific (الطرق التكميلية). تم تحليل مستوى التعبير لكل جين تم اختباره في ثلاث نسخ لكل عينة وتم تطبيعه للتعبير عن الجين المرجعي للتدبير المنزلي Gapdh. التحليلات البروتينية تم جمع الكلية اليسرى من فئران CKD المعالجة بالميتفورمين أو السيارة بعد 5 أسابيع من نظام الأدينين الغذائي وإعدادها لقياس الطيف الكتلي والبروتينات الكمية كما هو موضح في الطرق التكميلية. تحليلات المعلومات الحيوية تم شرح البروتينات التي تم تغييرها بشكل كبير في مجموعات البيانات المكتسبة وظيفيًا باستخدام موسوعة كيوتو للجينات والجينوم (KEGG) وتحليل مسار WikiPathways باستخدام مجموعة Enrichr (https://maayanlab.cloud/Enrichr/).33،34 لتوفير تم استخدام تفسير وظيفي لهذه البروتينات، وقاعدة بيانات التعليقات التوضيحية والتصور والاكتشاف المتكامل (DAVID Bio Informatic Resources 6.8: https://david.ncifcrf.gov/). تم توضيح التفاصيل حول تحليلات المعلومات الحيوية الإضافية في الطرق التكميلية. يتم التعبير عن نتائج الإحصائيات كوسيلة SEM. تم إجراء التحليلات الإحصائية اللامعلمية باستخدام Prism (برنامج GraphPad). تم اعتبار P < 0.05 ذات دلالة إحصائية.

نتائج

نموذج الفئران CKD الناجم عن الأدينين ترد تفاصيل عن وزن الجسم وتناول الطعام وناتج البول لجميع مجموعات الدراسة في الأشكال التكميلية S1 و S2. لم يتم تغيير مستويات الجلوكوز في الدم في نموذج مرض الكلى المزمن غير المصاب بالسكري، مقارنة بالعلاج بالمركبات، بواسطة الميتفورمين أو كاناجليفلوزين (الجدول 1). الميتفورمين يوقف التدهور الوظيفي الكلوي أدت جرعات الأدينين المزمنة إلى مرض الكلى المزمن الشديد في الجرذان المعالجة بالمركبة كما يتضح من ارتفاع مستويات الكرياتينين في الدم (الشكلان 2 أ و ب). كانت هذه الزيادة مختلفة بشكل كبير بعد 4 و 5 أسابيع من مرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين، مما يشير إلى نقطتي بداية للعلاج مع شدة مختلفة لمرض الكلى المزمن (P < {{10}}.0001 الشكل التكميلي S3). تم إيقاف الانخفاض التدريجي في وظائف الكلى بالكامل تقريبًا عن طريق تناول الميتفورمين من الأسابيع 4 و 5 كما هو موضح من خلال استقرار مستويات الكرياتينين في المصل عند 8 و 9 أسابيع (P <0.0001 مقابل المركبة)، على التوالي (الشكل 2 أ و ب). كشفت إزالة الكرياتينين، كمقياس لمعدل الترشيح الكبيبي، عن انخفاض بمرور الوقت في فئران مرض الكلى المزمن المعالجة بالمركبة، في حين أن جرعات الميتفورمين خففت من هذا النقصان (P <0.05 مقابل المركبة؛ الشكل 2 ج و د). هنا أيضًا، تم توضيح الفرق في شدة مرض الكلى المزمن عند نقطتي البداية من خلال انخفاض ملحوظ في تصفية الكرياتينين بعد 5 أسابيع مقارنة بـ 4 أسابيع من تحريض مرض الكلى المزمن (P <0.001؛ الشكل التكميلي S3). تماشيًا مع خلل وظائف الكلى، أصبح اضطراب التمثيل الغذائي للمعادن واضحًا في فئران مرض الكلى المزمن المعالجة بالمركبة. زادت مستويات الفوسفور في الدم بشكل ملحوظ من الأسابيع 6 و 7 فصاعدا، في حين انخفض الكالسيوم، وخاصة في نقاط زمنية لاحقة. ألغى علاج الميتفورمين أيضًا هذه الاضطرابات (الجدول 2).

الجدول 1|نسبة الجلوكوز في الدم في نموذج الفئران غير المصابة بالسكري لمرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين والمعالج بالميتفورمين أو كاناجليفلوزين أو مركبة، بعد 4 أو 5 أسابيع من تحريض مرض الكلى المزمن لمدة 4 أسابيع

الميتفورمين يوقف تطور مرض الكلى المزمن النسيجي قدمت فئران مرض الكلى المزمن التي تتغذى على الأدينين فقدان حدود الفرشاة الأنبوبية، وسماكة الغشاء القاعدي، والتوسع الأنبوبي، والتي تم تخفيفها جميعها عند علاج الميتفورمين (الشكل 3 أ). بالمقارنة مع الحيوانات الضابطة ذات وظائف الكلى الطبيعية، زادت النسبة المئوية للمنطقة الخلالية 2- و2.3- أضعاف في الأسابيع 4 و5، على التوالي، بعد تحريض مرض الكلى المزمن (الشكل 3 ب و3 ج). من خلال هذه النتائج، تمت زيادة تعبير mRNA للعلامة الليفية Col1a1 بشكل ملحوظ في النقاط الزمنية الأخيرة (الشكل ثلاثي الأبعاد وهـ). على النقيض من العلاج بالمركبات، لم تكن هناك زيادة كبيرة في النسبة المئوية للمنطقة الخلالية بين بداية علاج الميتفورمين (الأسبوع 4 والأسبوع 5، على التوالي) ونهاية الدراسة (الأسبوع 8 والأسبوع 9، على التوالي)، مما يوفر دليلا على فعالية العلاج بالميتفورمين. قدرة الميتفورمين على تخفيف المزيد من التوسع الخلالي والتحلل النسيجي. تم تعزيز هذه النتائج عن طريق قياس التعبير عن السيتوكينات المصاحبة الرئيسية، TGFb، والتي كانت أقل بشكل ملحوظ في الحيوانات المعالجة بالميتفورمين مقارنة بالحيوانات المعالجة بالمركبة (الشكل 3f و g).

فيما يتعلق بالالتهاب، أدت 4 أسابيع من العلاج بالمركبة إلى زيادة كبيرة في تعبير Cd45 في نهاية الدراسة (أي الأسابيع 8 و 9) مقارنة بفئران التحكم ذات وظائف الكلى الطبيعية (الشكل 4 أ). كانت هذه الزيادة في تعبير Cd45 قد توقفت بشكل ملحوظ (P < 0.01) عند إعطاء الميتفورمين بعد 5 أسابيع من مرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين (الشكل 4 ج). وبالمثل، أدى العلاج بالميتفورمين، الذي بدأ بعد 5 أسابيع من مرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين، إلى انخفاض ملحوظ في التعبير عن السيتوكين الالتهابي Tnfa في نهاية الدراسة مقارنة بالحيوانات المعالجة بالمركبة في نفس النقطة الزمنية (P <0.01؛ الشكل 4 د وه). وشوهدت نتائج مماثلة مع التعبير عن Cd68، الذي اقترح قمع تسلل البلاعم (الشكل 4F وز).

الجدول 2|المعلمات المصلية لاستقلاب المعادن في نموذج الفئران غير المصابة بالسكري لمرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين والمعالج بالميتفورمين أو السيارة، بعد 4 أو 5 أسابيع من تحريض مرض الكلى المزمن لمدة 4 أسابيع

فيما يتعلق بالالتهاب، أدت 4 أسابيع من العلاج بالمركبة إلى زيادة كبيرة في تعبير Cd45 في نهاية الدراسة (أي الأسابيع 8 و 9) مقارنة بفئران التحكم ذات وظائف الكلى الطبيعية (الشكل 4 أ). كانت هذه الزيادة في تعبير Cd45 قد توقفت بشكل ملحوظ (P < 0.01) عند إعطاء الميتفورمين بعد 5 أسابيع من مرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين (الشكل 4 ج). وبالمثل، أدى العلاج بالميتفورمين، الذي بدأ بعد 5 أسابيع من مرض الكلى المزمن الناجم عن الأدينين، إلى انخفاض ملحوظ في التعبير عن السيتوكين الالتهابي Tnfa في نهاية الدراسة مقارنة بالحيوانات المعالجة بالمركبة في نفس النقطة الزمنية (P <0.01؛ الشكل 4 د وه). وشوهدت نتائج مماثلة مع التعبير عن Cd68، الذي اقترح قمع تسلل البلاعم (الشكل 4F وز). يمكن التحكم في خطر الحماض اللبني أثناء علاج الميتفورمين في مرض الكلى المزمن. على الرغم من أن علاج الميتفورمين أظهر القدرة على إبطاء تطور مرض الكلى المزمن الموجود بالفعل، تجدر الإشارة إلى أنه تم العثور على معدل وفيات أعلى في الحيوانات المعالجة بالميتفورمين (الشكل 5). ومع ذلك، لمكافحة وتخفيف خطر الحماض اللبني، أي زيادة مستويات اللاكتات، تم إجراء تعديل جرعة الميتفورمين (انظر الطرق)، مما أدى إلى انخفاض القيم في نهاية الدراسة (الشكل 6).