LA RAPAMICINA INIBISCE LA DISFUNZIONE ENDOTELIALE ED IL DANNO RENALE ACUTO (AKI) SECONDARI A SEPSI

Introduzione

La patofisiologia dell’AKI indotto da sepsi è caratterizzata da cambiamenti intra-renali emodinamici, dalla disfunzione endoteliale, dall’infiltrazione di cellule infiammatorie nel parenchima renale, dalla trombosi intra-glomerulare, e dall’ostruzione dei tubuli con cellule necrotiche/apoptotiche [1] (full text).
Il termine “disfunzione endoteliale” è usato per descrivere il cambiamento fenotipico da uno stato quiescente a uno stato attivo e disfunzionale della cellula [2] (full text).

L’infezione batterica da Gram negativi e il rilascio del LPS giocano un ruolo centrale nello sviluppo della sepsi. LPS esplica la sua azione biologica legando un recettore di membrana specifico, il Toll Like Receptor-4 (TLR-4) espresso sulle cellule degli organi parenchimatosi  [3] e su cellule dell’apparato cardiovascolare [4] (full text)(endotelio e cellule muscolari lisce).

Le cellule endoteliali (EC) disfunzionali che hanno legato LPS presentano l’attivazione della pathway PI3K/AKT [5] (full text), che regola mTOR e possono sviluppare un fenotipo pro-fibrotico [6].

Scopo del nostro studio è stato valutare l’efficacia degli inibitori di mTOR nel contrastare l’AKI indotto da LPS.

Materiali e Metodi

Topi C57BL/6 sono stati randomizzati in 4 gruppi: controllo (CTR, infusione di PBS; i.p.), settico (LPS, 10mg/kg; i.p.), Rapamicina (RAPA 5mg/kg; i.p.) e settico trattato con Rapamicina (RAPA LPS). Dopo 24h dall’infusione, i reni sono stati processati per studi di immunofluorescenza (IF) ed immunositochimica (IHC). I dati sono espressi come mediana ± interquartile range (IQR) e analizzati mediante Mann–Whitney test.

Risultati

Nei topi settici, lo studio con tricromica di Masson (Figura 1 A-D) rilevava la presenza di numerosi depositi di collagene a livello tubulo-interstiziale, indice di precoce fibrosi associata a diffusi trombi intra-glomerulari (B). L’Immunofluorescenza (Figura 1 E-H) evidenziava un aumento a livello interstiziale del marcatore miofibroblastico α-SMA nei topi settici (F) rispetto ai controlli (E). Le EC mostravano evidenti segni di disfunzione endoteliale (Figura 2-3), dimostrata dalla presenza significativa di EC CD31+/α-SMA+ rispetto al gruppo controllo. Il trattamento con RAPA determinava una significativa riduzione dei depositi di collagene tubulo-interstiziali, con assenza di trombi glomerulari (Figura 1 C-D). L’espressione di α-SMA nel tubulo-interstizio era significativamente ridotta (Figura 1 G-H), con inibizione della disfunzione endoteliale (Figura 2, 3 B). Studi in vitro, confermavano l’effetto protettivo della RAPA in EC attivate con LPS dopo 24h, mediate analisi citofluorimentrica, con inibizione completa della disfunzione endoteliale (Figura 4 A) e senza effetti negativi sulla vitalità cellulare (Figura 4 B).

Conclusioni

Il trattamento con RAPA in corso di sepsi potrebbe rappresentare un nuovo supporto farmacologico in grado di contrastare lo sviluppo dell’AKI, inibendo la disfunzione endoteliale, la trombosi intra-glomerulare e la fibrosi tubulo-interstiziale.