dc.contributor.author
Brand, Daniel
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:14:49Z
dc.date.available
2015-05-08T10:43:36.371Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11679
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15877
dc.description.abstract
Häufigste Ursache des terminalen Nierenversagens stellen chronisch-progressive
Glomerulonephritiden dar, die durch einen progressiven Funktionsverlust bis
hin zum totalen Versagen des Organs mit Ausprägung eines nephrotischen
Syndroms gekennzeichnet sind. Histologisch lassen sich in derart betroffenen
Nieren zur gleichen Zeit Merkmale der Fibrose, der Inflammation, und der
Proliferation vorfinden. Ziel dieser Arbeit war es, erstmals durch die
selektive Stimulation des AT2-Rezeptors mittels Compound 21 den progressiven
Funktionsverlust im Tiermodell der Anti-Thy1-induzierten, chronisch-
progressiven Glomerulosklerose der Ratte zu verhindern. Des Weiteren sollte
überprüft werden, ob die AT2-Rezeptor Stimulation in vivo tatsächlich mit
aktuell intensiv und kontrovers diskutierten antifibrotischen,
antiinflammatorischen und antiproliferativen Effekten einhergeht. Im
Tiermodell der Anti-Thy1-induzierten, chronisch-progressiven Glomerulosklerose
wurde männliche Wistar-Ratten nach einer Uninephrektomie der monoklonale
Antikörper mAb 1-22-3 intravenös appliziert. Dieser Antikörper ist spezifisch
gegen Thy1-ähnliche Epitope der Mesangialzellen gerichtet und führt zu dessen
Komplementvermittelter Lyse. Dieser initiale Insult geht in einen auto-
progressiven, renalen Schädigungsprozess über, die schließlich im totalen
Versagen des Organs mündet. Da dieses Modell unabhängig von extrarenalen
Reizen ist, eignet es sich besonders zur Untersuchung chronisch-progressiver
Nierenerkrankungen, deren Krankheitsverlauf durch rein intrarenale Prozesse
gesteuert wird. Es wurden 30 männliche Wistar-Ratten in folgender
Gruppeneinteilung verwendet: Kon = gesunde zweinierige Tiere (n=6); cGS = cGS,
Uni nx, keine Therapie (n=12); cGS+C21 = cGS, Uni nx, Compound 21 Behandlung
(n=12). Zwanzig Wochen nach Induktion der cGS wurde den Tieren Blut, Urin und
die verbliebene Niere nach Perfusion entnommen, um darin repräsentative
Parameter der Nierenfunktion, Fibrose, Inflammation und Proliferation zu
bestimmen. Dazu gehört die Proteinurie, der syst. Blutdruck, die Plasma- und
Urinkreatinin- und –harnstoffwerte und die glomeruläre Filtrationsrate. Des
Weiteren wurde histologisch der Matrixscore, die Kol I-Expression, die
Infiltration durch Makrophagen und Lymphozyten, der Anteil proliferierender
Zellen und apoptotischer Zellen jeweils im glomerulären und
tubulointerstitiellen Kompartment bestimmt. Zusätzlich wurde die renale
Expression von TGF-ß1, Fibronektin, Kol I und α-SMA auf mRNS- und Proteinebene
und die renale Expression von PAI-1, TIMP-1, MCP-1, IL 6, TNF-α und des
AT2-Rezeptors auf mRNS-Ebene untersucht. Die Resultate der aufgeführten
Untersuchungen zeigen zusammenfassend, dass Compound 21 als Agonist des
AT2-Rezeptors in einer Langzeittherapie effektiv die Progression der cGS
verlangsamt und dabei sowohl antifibrotische und antiinflammatorische, als
auch antiproliferative Effekte vermittelt. Im Einzelnen führte die Behandlung
der chronischen Glomerulosklerose mit Compound 21 zu einer erheblichen
Verminderung der Fibroseparameter, sowohl auf histologischer Ebene:
glomerulärer (-27% (p < 0,01)), tubulointerstitieller (-61% (p < 0,01))
Matrixscore, glomeruläre (-39% (p < 0,05)) und tubulointerstitielle (-40% (p <
0,05)) Kol I Deposition; auf Ebene der mRNS-Expression: TGF-ß -39%,
Fibronektin -42% (p < 0,05), Kol I -37% (p < 0,05), PAI-1 -49% (p < 0,01) und
TIMP-1 -58%; als auch auf Ebene der Protein-Expression: TGF-ß -77%,
Fibronektin -21% und Kol I -36%. Zudem kommt es durch die selektive
Stimulation des AT2-Rezeptors zu einer deutlichen Reduktion der
inflammatorischen Parameter auf den unterschiedlichen Untersuchungsebenen:
Histologie: Anteil CD3-positiver Zellen glomerulär -55% (p < 0,05),
tubulointerstitiell -77% (p < 0,001) und Anteil ED1-positiver Zellen
glomerulär - 58%(p < 0,01) und tubulointerstitiell -50% (p < 0,01); mRNS-
Expression: IL6 -48% (p < 0,05), TNF-α -35% (p < 0,05) und MCP-1 -59% (p <
0,05). Zudem wird die proliferative und apoptotische Aktivität der renalen
Zellen durch die Compound 21 Behandlungen der Versuchstiere stark vermindert
(Anteil PCNA-positiver Zellen glomerulär -61% (p < 0,01), tubulointerstitielle
-69% (p < 0,001), Anteil TUNEL-positiver Zellen glomerulär -55% (p < 0,01) und
tubulointerstitielle -39% (p < 0,05), α-SMA mRNS-Expression -45% (p < 0,05)
und α-SMA Protein-Expression -30%). Die Gesamtheit dieser Ergebnisse führen zu
einer verzögerten Progression der Erkrankung und dementsprechend weisen die
Tiere eine verbesserte renale Funktion auf: Blutdruck -8% (p < 0,05),
Proteinurie -21%, Kreatininkonzentration im Serum -39% (p < 0,05),
Harnstoffkonzentration im Serum -34% und GFR +42% (p < 0,05). Nebenwirkungen
des Compound 21 konnten an den behandelten Tieren der cGS+C21 Gruppe über den
gesamten Verlauf des Versuches nicht nachgewiesen werden, trotz der täglichen
Kontrollen des Allgemeinbefindens der Tiere und den regelmäßigen Messungen des
Körpergewichtes, des Blutdruckes und der Urinanalyse. Durch die orale
Applikation konnten keine Affektionen des Gastrointestinaltraktes in Form von
Inappetenz, Erbrechen oder veränderter Kotkonsistenz beobachtet werden. In der
Zusammenschau aller Ergebnisse liefert diese Arbeit einen Beitrag zum
Verständnis und der pharmakologischen Interventionsmöglichkeiten bei
chronisch-progressiven Nierenerkrankungen in der Veterinärmedizin und
eventuell in der Humanmedizin durch ihren Modellcharackter. Die
tierexperimentell ermittelten Ergebnisse lassen zudem vermuten, dass eine
Therapie chronisch-progressiver Nierenerkrankungen mit Compound 21, als einem
Agonisten des AT2-Rezeptors, auch im humanmedizinischen Bereich zu
vergleichbaren positiven Effekten führt und so die Progression der Erkrankung
verlangsamt wird. Zukünftige Arbeiten sollten sich mit der Kombination dieses
Wirkstoffes mit den heute etablierten Wirkstoffen und Therapiekonzepten der
chronisch-progressiven Nierenerkrankungen auseinandersetzten, um diese weiter
zu optimieren und um gegebenen Falls neue Therapiekonzepte zu entwickeln.
de
dc.description.abstract
Chronic-progressive glomerular disease represents one of the most common
causes of endstage renal failure worldwide. The disease course is generally
characterized by a progressive loss of renal function up to terminal organ
failure and often of nephrotic proteinuria. In affected kidneys, histology is
characterised typically by fibrosis, inflammation and proliferation. This
study was designed to explore the preventive potential of selective
AT2-receptor stimulation by Compound 21 on the progressive loss of function in
the animal model of the anti-thy1-induced, chronic-progressive
glomerulosclerosis of the rat. Furthermore it was analyzed, whether benefical
actions of AT2-receptor stimulation is associated with the antifibrotic, anti-
inflammatory and antiproliferative effects, all of which are under
controversial discussion. The animal model of the anti-thy1-induced, chronic-
progressive glomerulosclerosis is based on male Wistar-rats, which undergo
uninephrectomy and subsequent intravenous injection of mAb 1-22-3 antibody.
This antibody is specifically directed against thy1-like epitopes of mesangial
cells and leads to a complement-dependent cell lysis. In the course of the
disease, this initial iatrogenic insult develops into an autoprogressive
process of renal damage that ends in terminal uremia. This animal model is
independent from extrarenal injurious stimuli and so it is especially suitable
for investigations of chronic–progressive kidney diseases, which course is
primarily controlled by intrarenal processes. Thirty male Wistar-rats were
arranged in three experimental groups: con = normal control animals (n=6); cGS
= animals with uninephrectomy and injection of mAb 1-22-3 antibody, but
without Compound 21 treatment (n=12); cGS+C21 = animals with uninephrectomy,
antibody injection and Compound 21 treatment (n=12). Twenty weeks after the
induction of the cGS, blood, urine and the remaining kidney were collected
from the rats in order to measure representative parameters of renal function,
fibrosis, inflammation and proliferation. The representative parameters of
renal function were proteinuria, systolic blood pressure, plasma concentration
of urea and creatinine and glomerular filtration rate. Furthermore, analysis
involved histological matrix score, deposition of collagen I, renal
infiltration by macrophages and lymphocytes and number of proliferative and
apoptotic renal cells. In addition to these parameters, renal expression of
TGF-ß1, fibronectin, col I and α-SMA were measured on level of mRNA and
proteins. Expression of PAI-1, TIMP-1, MCP-1, IL6, TNF-α and the AT2-receptor
was determined at the level of mRNA-expression. In summary, the results of
this investigation show that treatment with Compound 21 as a selective agonist
of the AT2-receptor leads to an effective slow down of progression in rats
with cGS. Thereby, protective actions of Compound 21 involved antifibrotic,
antiinflammatory and antiproliferative effects. In particular, treatment of
cGS with Compound 21 led to a significant decrease of fibrotic parameters. At
histological level: glomerular (-27% (p < 0.01)), tubulointerstitial (-61% (p
< 0.001)) matrix score; glomerular (-39% (p < 0.005)), tubulointerstitial
(-40% (p < 0.005)) col I deposition. At the level of mRNA-expression: TGF-ß1
-39%, fibronectin -42% (p < 0.005), col I -37% (p < 0.005), PAI-1 -49% (p <
0.01) and TIMP-1 -58%. And at the level of protein-expression: TGF-ß1 -77%,
fibronectin -21% and col I -36%. Selective stimulation of the AT2-receptor led
to a decreases of the inflammatory parameters at the different investigation
levels, too: histology: glomerular (-55% (p < 0.05)), tubulointerstitial (-77%
(p < 0.001)) number of CD3-positive cells and glomerular (-58% (p < 0.01)),
tubulointerstitial (-50% (p < 0.01)) number of ED1-positive cells; mRNA-
Expression: IL6 - 48% (p < 0.05), TNF-α -35% (p < 0.05) and MCP-1 -59% (p <
0.05). Furthermore the proliferative and apoptotic activity of renal cells was
significantly reduced by Compound 21 treatment at the different levels:
histology: glomerular (-61% (p < 0.01)), tubulointerstitial (-69% (p < 0i001)
number of PCNA- positive cells and glomerular (-55% (p < 0.01)),
tubulointerstitial (-39% (p < 0.05)) number of TUNEL-positive cells. mRNA-
expression: α-SMA -45% (p < 0.05). Protein-expression: α-SMA -30%. Via these
pathways, AT2-receptor stimulation led to a substantial decrease of diseases
progression and accordingly the animals showed improved renal function: plasma
concentration of creatinine -39% (p < 0.05) and urea -34% and glomerular
filtration rate -42% (p < 0.05). Systolic blood pressure was decreased by -8%
(p <0.05) and proteinuria by -21%, respectively. The results of this work
provide an important contribution in the understanding in the progression of
glomerular renal disease in veterinary medicine. Furthermore, they establish
AT2 receptor stimulation as novel and effective treatment opportunity. These
findings suggest that that AT2-receptor stimulation may be beneficial in human
chronic-progressive glomerular disease as well. In future investigations the
combination of Compound 21 with the established agents and therapy concepts of
the chronic-progressive kidney diseases should be examined in order to
optimize those and potentially even to develop new ones.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
kidney diseases
dc.subject
glomerulopathy
dc.subject
tissue proliferation
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Nephroprotektive Effekte des Angiotensin II Rezeptor Agonisten Compound 21 im
Modell der Anti-Thy1-induzierten chronisch-progressiven Glomerulosklerose der
Ratte
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. med. vet. Achim Gruber, Ph.D.
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. med. Harm Peters
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. a. D. Dr. Michael Schmidt
dc.date.accepted
2015-03-19
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000099185-8
dc.title.translated
Nephroprotective effects of the angiotensin II type2-receptor agonist Compound
21 in the animal model of the anti -thy1-induced, chronic-progressive
glomerulosclerosis of the rat
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000099185
refubium.note.author
Mensch und Buch Verlag
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000016974
dcterms.accessRights.dnb
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open access