Caracterización de nuevos mecanismos moleculares implicados en el daño renal por mioglobina

Resumen

La rabdomiólisis es un síndrome caracterizado por la ruptura del músculo esquelético que provoca la liberación masiva de mioglobina al torrente sanguíneo, y una de las principales consecuencias es el fracaso renal agudo (FRA). Aunque el pronóstico del FRA es relativamente benigno, éste incrementa el riesgo de desarrollar enfermedad renal crónica (ERC). Puesto que el FRA asociado a rabdomiólisis está relacionado con la aparición de estrés oxidativo, resulta de gran interés modular este proceso, y la curcumina podría ser un posible candidato. Por otro lado, el estudio de la inflamación presente en este síndrome puede resultar de gran interés para determinar nuevas estrategias terapéuticas. La citoquina TWEAK y su receptor Fn14 regulan la inflamación y la muerte de células tubulares, mecanismos implicados en el FRA. Por último, la proteína antienvejecimiento Klotho se expresa principalmente en el riñón, protege contra el estrés oxidativo, la inflamación y la fibrosis. Sin embargo, se desconoce el papel que pueden jugar las distintas rutas de muerte celular, Klotho y el eje TWEAK/Fn14, en este contexto. Para abordar el estudio de distintos agentes terapéuticos en el FRA asociado a rabdomiólisis se llevó a cabo un modelo experimental mediante la inyección intramuscular de glicerol al en ratones C57BL/6. Una de las estrategias terapéuticas consistió en el tratamiento de los ratones con curcumina. Para el estudio del eje TWEAK/Fn14, realizamos modelos experimentales en ratones deficientes en TWEAK o Fn14, así como el uso de un anticuerpo neutralizante de TWEAK en ratones C57BL/6. Por último, se realizó un abordaje terapéutico mediante el tratamiento con Klotho recombinante. Se tomaron muestras de sangre y de riñón entre 3 horas y 30 días después de la inducción del daño. También se realizaron estudios in vitro con células tubulares murinas (MCT) tratadas con mioglobina (Mb). La rabdomiólisis aumentó los niveles de creatinina sérica, el daño endotelial, la expresión de citoquinas inflamatorias, el estrés oxidativo y la muerte celular. El tratamiento con curcumina mejoró todos estos efectos nocivos. Aunque la apoptosis o la necroptosis se activaron, es la ferroptosis la que tiene un papel clave. Así, el tratamiento con un inhibidor de la ferroptosis, mejoró la función renal, mientras que no se observaron efectos beneficiosos con el inhibidor general de caspasas o en ratones deficientes en RIPK3 (implicado en la necroptosis). Asimismo, la Mb aumentó la expresión de Fn14 in vivo e in vitro. El uso de antioxidantes e inductores del factor de transcripción Nrf2 redujeron la expresión de Fn14 in vitro e in vivo. Cabe destacar que la activación de Nrf2 aumentó la expresión de Klotho y evitó la disminución de Klotho mediada por Mb. Tanto la deficiencia de TWEAK como de Fn14 disminuyeron la respuesta inflamatoria. Además, los ratones deficientes de TWEAK y de Fn14 estaban protegidos contra la muerte celular. La rabdomiólisis promovió la transición de FRA a ERC ya que se observó un aumento de la fibrosis renal y del infiltrado inflamatorio en ratones 30 días después de la inyección de glicerol; sin embargo, estos parámetros se redujeron en los ratones deficientes de TWEAK y de Fn14. El tratamiento con un anticuerpo bloqueante de TWEAK revirtió el daño renal, la muerte celular, la infiltración de macrófagos y la aparición de fibrosis. Finalmente, el tratamiento con Klotho mejoró la función renal al reducir el estrés oxidativo y la inflamación, así como también redujo la fibrosis y la inflamación crónica. En conclusión, demostramos por primera vez el papel de la ferroptosis en el FRA asociado a la rabdomiólisis y su sensibilidad al tratamiento con curcumina. También hemos descrito el papel crucial del eje TWEAK/Fn14 y Klotho durante este síndrome y su relación con Nrf2. En este sentido, la curcumina, el anticuerpo bloqueante de TWEAK y la administración de Klotho podrían ser nuevos abordajes terapéuticos para los pacientes con este síndrome.