Introduction: The outbreak of the COVID-19 infection triggered many concerns regarding the intake of SGLT2-blockers empagliflozin, the RAAS-blocker telmisartan and the DPP4-inhibitor linagliptin among chronic kidney disease (CKD) patients while the safety of the listed medicine has been awaiting testification. At the same time, it is also unknown whether these three medicines increase the risk of SARS-CoV-2 infection. This research, hence, is intended to shed lights on the above issues. Previous clinical evidence has, by and large, proven that SARS-CoV-2 can infect humans through the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) and transmembrane protease, serine-subtype 2 (TMPRSS2). Clinical and pre-clinical studies show that RAAS-blocking agents are safe in dealing with SARS-CoV-2 infection, but it remains unclear whether DPP-4 inhibitors or SGLT2-blockers may exacerbate the infection through adding the host viral entry enzymes ACE2 and TMPRSS2 in the presence of the virus. Methods: We adopted 5/6 nephrectomized rats under high-salt-diet condition to model CKD patients. Those rats were then under the administration of telmisartan, linagliptin, and empagliflozin. By doing so, we examined the effects of the listed medicines on the renal and cardiac expression of ACE2, TMPRSS2, and key RAAS enzymes (REN, AGTR2, AGT) in a non-diabetic experimental 5/6 nephrectomy (5/6 Nx) model. To determine the gene expression of Ace2, Tmprss2, Ren, Agtr2, and Agt, we used qRT-PCR. In addition, the protein expression of ACE2 and TMPRSS2 was determined using immunohistochemistry in the following experimental groups: Sham + normal diet (ND) + placebo (PBO); 5/6Nx + ND + PBO; 5/6Nx + high salt-diet (HSD) + PBO; 5/6Nx + HSD + telmisartan (TELM); 5/6Nx + HSD + linagliptin (LINA); and 5/6N + HSD + empagliflozin (EMPA). Results: Based on our observation, HSD decreased renal and cardiac ACE2 protein expression. ACE2 expression was not altered at the mRNA level in the kidney despite the influence of disease and treatment. LINA lowered cardiac ACE2 mRNA levels. The mRNA levels of TMPRSS2 in kidneys were unaffected compared with the 5/6Nx + HSD + PBO group. Notably, TELM, LINA and EMPA did not alter renal TMPRSS2 mRNA levels compared with PBO-treated group but the cardiac TMPRSS2 mRNA levels were not detectable. Besides, the renal TMPRSS2 protein expression was not altered, and the elevated TMPRSS2 protein expression levels were lowered in heart under the administration of the listed three types of medicines. The renal ACE2 protein levels with LINA treatment witnessed a significant increase and did not induce other alterations in the TELM and EMPA treatments compared with PBO-treated group. Conclusion: It is concluded that no upregulation of ACE2 and TMPRSS2 that facilitate SARS-CoV-2 virus entering into host cells was identified when the high-salt diet, SGLT2-blockers empagliflozin and the RAAS-blocker telmisartan are used. The DPP4-inhibitor linagliptin may potentially enhance the risk of renal SARS-CoV-2 infection. Also, an ongoing clinical trial is required to confirm the preliminary findings from a preclinical experimental model of non-diabetic kidney failure.
Einleitung: Der Ausbruch der COVID-19-Infektion löste viele Bedenken hinsichtlich der Einnahme des SGLT2-Blockers Empagliflozin, des RAAS-Blockers Telmisartan und des DPP4-Hemmers Linagliptin bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung (CKD) aus, während die Sicherheit der aufgeführten Arzneimittel noch nicht geprüft wurde. Gleichzeitig ist es auch nicht bekannt, ob diese drei Arzneimittel das Risiko einer SARS-CoV-2-Infektion erhöhen. Die Untersuchung soll die oben genannten Fragen klarstellen. Frühere klinische Nachweise haben gezeigt, dass SARS-CoV-2 den Menschen über das Angiotensin-konvertierende Enzym 2 (ACE2) und die Transmembranprotease, Serin-Subtyp 2 (TMPRSS2) infizieren kann. Klinische und präklinische Studien zeigen, dass RAAS-Blocker sicher bei der Behandlung von SARS-CoV-2-Infektionen sind, aber es ist noch nicht klar, ob DPP-4-Hemmer oder SGLT2-Blocker die Infektion verstärken können, durch Zugabe der viralen Wirtseingangsenzyme ACE2 und TMPRSS2 in Gegenwart des Virus. Methoden: Wir haben 5/6 nephrektomierte Ratten mit einer salzreichen Diät als Modell für CKD-Patienten verwendet. Diese Ratten wurden dann mit Telmisartan, Linagliptin und Empagliflozin behandelt. Auf diese Weise untersuchten wir die Auswirkungen der aufgeführten Medikamente auf die renale und kardiale Expression von ACE2, TMPRSS2 und wichtigen RAAS-Enzymen (REN, AGTR2, AGT) in einem nicht-diabetischen experimentellen 5/6-Nephrektomie-Modell (5/6 Nx). Um die Genexpression von Ace2, Tmprss2, Ren, Agtr2 und Agt festzustellen, verwendeten wir qRT-PCR. Darüber hinaus wurde die Proteinexpression von ACE2 und TMPRSS2 in den folgenden Versuchsgruppen mittels Immunhistochemie festgestellt: Sham + normale Diät (ND) + Placebo (PBO); 5/6Nx + ND + PBO; 5/6Nx + salzreiche Diät (HSD) + PBO; 5/6Nx + HSD + Telmisartan (TELM); 5/6Nx + HSD + Linagliptin (LINA); und 5/6N + HSD + Empagliflozin (EMPA). Ergebnisse: Auf Grundlage unserer Beobachtungen verringerte HSD die renale und kardiale ACE2-Proteinexpression. Die ACE2-Expression auf mRNA-Ebene wurde in der Niere trotz des Einflusses von Krankheit und Behandlung nicht verändert. LINA senkte die mRNA-Levels von kardialem ACE2. Die mRNA-Levels von TMPRSS2 in den Nieren blieben im Vergleich zur 5/6Nx + HSD + PBO-Gruppe unbeeinflusst. Bemerkenswerterweise veränderten TELM, LINA und EMPA die renalen TMPRSS2-mRNA-Levels im Vergleich zur mit PBO behandelten Gruppe nicht, jedoch waren die kardialen TMPRSS2-mRNA-Levels nicht nachweisbar. Darüber hinaus wurde die renale TMPRSS2-Proteinexpression nicht verändert, und die erhöhten TMPRSS2-Proteinexpressionen wurden im Herzen unter der Verabreichung der genannten drei Arten von Medikamenten gesenkt. Die renalen ACE2-Proteinlevels zeigten mit LINA-Behandlung einen signifikanten Anstieg und induzierten im Vergleich zur mit PBO behandelten Gruppe keine anderen Veränderungen in den TELM- und EMPA-Behandlungen. Fazit: Es wird festgestellt, dass keine Hochregulierung von ACE2 und TMPRSS2 identifiziert wurde, die das Eindringen des SARS-CoV-2-Virus in Wirtszellen erleichtern, wenn eine salzreiche Diät, SGLT2-Blocker wie Empagliflozin und der RAAS-Blocker Telmisartan verwendet werden. Der DPP4-Inhibitor Linagliptin könnte potenziell das Risiko einer renalen SARS-CoV-2-Infektion erhöhen. Eine laufende klinische Studie ist ebenfalls erforderlich, um die vorläufigen Ergebnisse aus einem präklinischen experimentellen Modell für nicht-diabetisches Nierenversagen zu bestätigen.
