Veränderungen der Expression von Rhodanese, SOD-1 und gp91phox bei Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz unter Hämodialysetherapie

Abstract

Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz haben ein erhöhtes kardiovaskuläres Morbiditäts- und Mortalitätsrisiko. Neben klassischen Risikofaktoren könnte dabei der oxidative Stress eine wesentliche Rolle spielen. In der vorliegenden Untersuchung wurden die Expression der Thiosulfat-Sulfurtransferase Rhodanese, der Superoxiddismutase 1 (SOD-1) und einer Untereinheit der NAD(P)H-Oxidase gp91phox in CD14-positiven Monozyten von 66 Hämodialysepatienten, 43 Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz und 40 gesunden Kontrollpersonen untersucht. Die Transkripte wurden mittels quantitativer RT-PCR und die Protein-Expression wurde mittels quantitativen In-Cell Western Assay bestimmt. Weiterhin wurde die gesamte antioxidative Kapazität im Plasma mit Hilfe eines Total Antioxidant Status Assay Kits photometrisch bestimmt. Kontrollpersonen hatten signifikant erhöhte Transkripte für Rhodanese und SOD-1 im Vergleich mit Hämodialysepatienten und mit Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz. Die Rhodanese-Transkripte waren 13,4 ± 2,8 (Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwertes; n=25) für Hämodialysepatienten, 16,5 ± 2,9 (n=33) für Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz und 24,8 ± 3,3 (n=40) für Kontrollpersonen (p<0,0001 mittels ANOVA). Die SOD-1-Transkripte waren 18,00 ± 2,1 (Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwertes; n=50) für Hämodialysepatienten, 18,1 ± 2,7 (n=33) für Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz und 30,8 ± 4,2 (n=40) für Kontrollpersonen (p<0,0004 mittels ANOVA). Die gp91phox-Transkripte waren nicht unterschiedlich zwischen den Gruppen. Während einer Hämodialysebehandlung kam es zu einer signifikanten Veränderung der Expression der Rhodanese-Transkripte 13,4 ± 2,8 vs. 7,4 ± 1,2 (n=25; p=0,04), jedoch zu keiner signifikanten Veränderung bei SOD-1 und gp91phox auf Transkriptionsebene. Im Gegensatz zu den Transkripten war die Expression von SOD-1 Proteinen signifikant geringer bei Hämodialysepatienten (12,60 ± 1,1) im Vergleich zu Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz (22,94 ± 3,71 p<0,05). Während einer Hämodialysebehandlung kam es zu keiner signifikanten Veränderung der Expression von Rhodanese-Protein, SOD-1-Protein oder gp91phox- Protein. Hämodialysepatienten und Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz hatten eine signifikant erhöhte gesamte antioxidative Kapazität im Plasma im Vergleich mit Kontrollpersonen. Während der Hämodialyse kam es zu einer signifikanten Verminderung der gesamten antioxidativen Kapazität von 0,9 ± 0,03 mM auf 0,6 ± 0,03 mM (p<0,0001). Die signifikante Verminderung von Rhodanese auf Transkriptionsebene während einer Hämodialyse und die signifikant verringerten Rhodanese- und SOD-1 Transkripte sowie die Verminderung der SOD-1-Proteine und die gesteigerte antioxidative Kapazität bei Hämodialysepatienten belegt die Bedeutung des oxidativen Stress bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz.

Patients with end-stage renal disease have an increased risk of cardiovascular morbidity and mortality. In addition to traditional risk factors, oxidative stress could play a major contributing role. In the present study we investigated the expression of the Thiosulphate-Sulfurtransferase Rhodanese, the Superoxide-Dismutase 1 (SOD-1) and a subunit of NAD (P) H-Oxidase gp91phox in CD 14-positive monocytes from 66 patients with haemodialysis, 43 patients with chronic renal failure without haemodialysis and 40 healthy control subjects. For determination of the transcripts quantitative RT-PCR was used and protein expression was characterized by means of quantitative In-Cell Western Assay. Furthermore, the total antioxidant capacity in plasma using a Total Antioxidant Status Assay was photometrically determined. Control subjects had significantly elevated transcripts for Rhodanese and SOD-1 in comparison with patients undergoing haemodialysis and in patients with chronic renal failure. The Rhodanese transcripts were 13.4 ± 2.8 (mean ± standard error of the mean, n = 25) for patients with haemodialysis, 16.5 ± 2.9 (n = 33) for patients with chronic renal failure, and 24.8 ± 3, 3 (n = 40) for control subjects (p <0.0001 using ANOVA). The SOD-1-transcripts were 18.00 ± 2.1 (mean ± standard error of the mean, n = 50) for Patients with haemodialysis, 18.1 ± 2.7 (n = 33) for patients with chronic renal failure, and 30.8 ± 4.2 (n = 40) and for control subjects (p <0.0004 using ANOVA). The gp91phox transcripts were not different between groups. During a haemodialysis session there was a significant change in the expression of Rhodanese transcripts 13.4 ± 2.8. vs.7.4 ± 1.2 (n = 25, p = 0.04), but no significant change in SOD-1 and gp91phox at transcriptional level. In contrast to the transcripts, the expression of SOD-1 proteins in patients undergoing haemodialysis was significantly lower (12.60 ± 1.1) compared to patients with chronic renal failure without haemodialysis (22.94 ± 3.71 p <0.05). During a haemodialysis session there was no significant change in the expression of Rhodanese protein, SOD-1-protein or protein gp91phox. Patients with haemodialysis and patients with chronic renal failure without haemodialysis had a significantly increased total antioxidant capacity in plasma compared with control subjects. During haemodialysis, there was a significant reduction of total antioxidant capacity of 0.9 ± 0.03 mM to 0.6 ± 0.03 mM (p <0.0001). The significant reduction of Rhodanese at transcription level during haemodialysis and significantly reduced Rhodanese and SOD-1 transcripts as well as the reduction of SOD-1-proteins and the increased antioxidant capacity in Patients with haemodialysis confirms the importance of oxidative stress in patients with end-stage renal disease.