Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Induction de Syndrome néphrotique chez la souris par Injection rétrooculaire de la doxorubicine et la prévention de la rétention de Volume par LIBERATION PROLONGEE aprotinine

Published: May 6, 2018 doi: 10.3791/57642

Summary

Nous décrivons ici l’induction de syndrome néphrotique expérimental chez la souris 129S1/SvImJ par injection rapide rétrooculaire de la doxorubicine. Nous traitons également néphrotiques souris avec des boulettes de libération prolongée contenant aprotinine pour inhiber l’activité de la protéase sérine urinaire et prévenir la rétention sodée.

Abstract

Syndrome néphrotique est la manifestation la plus extrême de la maladie rénale protéinurie et caractérisée par la forte protéinurie, hypoalbuminémie et œdème dû à une rétention de sodium et l’hyperlipidémie. Afin d’étudier la physiopathologie de ce syndrome, rongeur modèles ont été développés basée sur l’injection de substances toxiques comme la doxorubicine podocyte endommageant. Chez les souris, seulement quelques souches sont sensibles à ce modèle. Chez les souris de type sauvage de 129S1/SvImJ, l’administration de la doxorubicine par une injection intraveineuse rapide pour le sinus rétrooculaire induit un syndrome néphrotique expérimental qui présente tous les symptômes de la maladie humaine, y compris l’oedème et la rétention de sodium. Après l’apparition d’une protéinurie, pièce souris augmenté activité de protéase de sérine urinaire qui aboutit à l’activation du canal sodique épithélial (ENaC) et rétention sodique. Inhibition pharmacologique des protéases à sérine urinaire par le traitement avec LIBERATION PROLONGEE aprotinine abroge l’activation de l’ENaC et empêche la rétention sodée. Ce modèle est idéal pour étudier la physiopathologie de la proteasuria, i.e., l’excrétion des protéases à sérine active qui provoquent l’activation de l’ENaC de la protéolyse de la sous-unité γ. Cela peut être considéré comme le principal mécanisme d’activation de l’ENaC et rétention sodique dans la maladie de rein albuminuriques.

Introduction

Syndrome néphrotique est caractérisé par l’hyperlipidémie, hypoalbuminémie, œdème et protéinurie lourde et peut être considéré comme la manifestation la plus extrême de la maladie rénale protéinurie. Chez les rongeurs, syndrome néphrotique expérimental peut être induit par une injection unique d’anthracyclines ou puromycine qui entraîne des dommages podocyte et ressemble à la maladie humaine changement minimal et glomérulosclérose segmentaire (FSG)1. Après sa première description en 1955 par Frenk et al. 2, néphrose de nucléosides de puromycine (PAN) chez le rat est devenu un modèle standard pour enquêter sur la pathophysiologie du syndrome néphrotique dans nombreuses études3,4,5,6. Chez la souris, le modèle correspondant peut être induit par les anthracyclines doxorubicine7. Cependant, il y a une forte dépendance-souche génétiquement déterminé par au moins deux loci génétiques8. En outre, il y a des différences dans la réponse de protéinurie et cours du syndrome néphrotique9,10. En utilisant 129S1/SvImJ souris et une injection intraveineuse rapide de la doxorubicine via le sinus rétrooculaire, réponses de protéinurie atteignent des valeurs qui sont suffisants pour induire les caractéristiques typiques du syndrome néphrotique, particulièrement des rétention de volume caractérisée par ascite et presque sans sodium urinaire7. Rétention de sodium dans le syndrome néphrotique expérimental a été présumée être le résultat de l’activation du canal sodium épithélial (ENaC) dans le tubule distal par des protéases de sérine aberrantly filtrée comme la plasmine provoquant la protéolyse de la sous-unité γ4 ,11,12. Récemment, ce concept a été prouvé chez les souris néphrotiques étaient protégés du protéolytique ENaC activation et rétention sodée par traitement avec l’aprotinine d’inhibiteur de protéase sérine qui était tout aussi efficace que l’ENaC bloqueur amiloride13. Afin d’assurer la distribution en continu pour le tubule distal, aprotinine a été administré par l’intermédiaire de granulés à libération prolongée par voie sous-cutanée implantée. Les études à venir sont tenus d’identifier les protéases à sérine qui sont responsables de l’activation protéolytique de ENaC dans le syndrome néphrotique qui semble parallèle à la situation de l’homme. À cette fin, un syndrome néphrotique induite par la doxorubicine est un modèle précieux qui peut être utilisé chez les souris de type sauvage ou élargi à des souris génétiquement modifiées. Ses avantages sont le faible coût du médicament, moins complexe, de gestion et de la bonne reproductibilité14.

Dans cet article, nous démontrons l’induction de syndrome néphrotique expérimental par injection intraveineuse rapide de doxorubicine pour le sinus rétrooculaire et l’implantation de pellets de libération prolongée contenant aprotinine pour inhiber la protéase de sérine urinaire activité mesurée avec un dosage chromogénique.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Toutes les méthodes ont été réalisées selon les instituts nationaux de Guide de santé pour les soins et utilisation des animaux de laboratoire et la législation allemande pour le bien-être des animaux, et elles ont été approuvées par les autorités locales (Regierungspräsidium Tübingen).

1. l’induction de Syndrome néphrotique expérimental par Injection de doxorubicine pour le Sinus rétrooculaire

  1. Préparez une seringue 0,5 mL avec une canule de 30G monté en marquant la butée du piston.
  2. Calculer le volume d’injection de la doxorubicine pour mâle (7,25 µL/g poids corporel (PC) égale à la doxorubicin bw 14,5 µg/g) et les souris femelles (6.9 µL/g p.c. égal à 13,8 doxorubicine de bw µg/g) selon le poids du corps depuis le matin.
    Remarque : La dose donnée convient pour l’induction de syndrome néphrotique. Des modifications mineures en posologie conduisent à un cours différent crucial de la néphropathie, atteint d’une maladie rénale chronique légère avec seulement de petits changements dans le taux de filtration glomérulaire (doxorubicine de bw 12,6 µg/g) d’insuffisance rénale aiguë insuffisance (doxorubicine de bw 15,4 µg/g)7, 15.
  3. Réchauffer la quantité calculée de doxorubicine solution (2 µg/µL) dans une chambre chaude à 37 ° C.
    ATTENTION : La doxorubicine est nocive si avalé et peuvent causer le cancer. Toujours porter des gants si vous travaillez avec la doxorubicine et éviter tout contact avec la peau.
  4. Pré-remplir la seringue avec la solution de doxorubicine jusqu’au point de marquage et de régler la balance à zéro. Remplir la seringue avec le volume d’injection et vérifier le volume de la seringue de pesage.
  5. Narcotize la souris profondément avec 5 vol % isoflurane à l’aide d’un vaporisateur et le débit d’oxygène de 2 L/min.
    1. N’utilisez pas de pommade sur les yeux avant l’injection. L’opérateur a besoin d’une vision claire de la cavité orbitale pour effectuer une injection rétrooculaire sûre et réussie.
    2. Évaluer le niveau de l’anesthésie par réflexe pédale et ajuster les anesthésique livraison si nécessaire avant de commencer l’injection.
  6. Placez la souris à un décubitus latéral droit avec le dos tourné vers le corps de l’opérateur et sa tête face à main injection de l’opérateur.
    Remarque : La procédure est décrite pour un droitier, gaucher personnes exécutant l’injection avec la main gauche, il est plus facile de faire la position et injection inversée à droite à gauche.
  7. Saillie avec soin oculaire gauche de la souris de l’orbite en appliquant une pression douce sur la peau, dorsale et ventrale à le œil.
  8. Perforation du sinus gauche rétrooculaire sous l’angle de le œil intérieur (commissure palpébral médial). Éviter tout contact avec le globe oculaire mouse´s.
  9. Légèrement inclinez la seringue et injecter un volume entier en une seule fois. Assurez-vous que le volume est injecté sans résistance et sans aucun signe d’extravasation tels qu’exopthalmus ou fuite au site d’injection.
  10. Étant donné que la doxorubicine est une substance hautement toxique, vérifier bien-être au moins une fois par jour à l’aide d’une feuille de pointage selon Morton et Griffiths et al. 16 et payer une attention particulière au site d’injection. Si des signes d’extravasation aiment exopthalmus, fermeture de la paupière avec facultés affaiblies ou n’importe quel signe de nécrose comme occure de lésions cutanées ou un gonflement après injection ou dans les jours qui suivent la souris doit être euthanasiée.

2. implantation de Pellets de libération prolongée contenant aprotinine

  1. Commander des granulés avec la dose voulue par durée de jour et communiqué à l’avance. Dans le cas d’aprotinine, choisissez une dose de 1 mg par jour d’être libéré sur une période de 10 jours.
    Remarque : Dans cette étude, les granules d’aprotinine contient une dose de 10 mg.
    1. Stocker les granulés dans des conditions sèches et d’éviter toute exposition à l’humidité.
  2. Préparer les éléments nécessaires pour la chirurgie, y compris une paire de ciseaux de cheveux, une paire de ciseaux de préparation de la peau, un scalpel, pinces chirurgicales, deux paires de pinces de tissu, un porte-aiguille et la 15 cm monofile suture non résorbable.
    1. Stérilisation des instruments à l’aide d’un stérilisateur à chaleur pendant 5 min à 240 ° C. Avant d’utiliser les instruments, attendre 5 min avant d’avoir atteint la température de la pièce.
      1. Eviter tout contact des conseils instrument stérilisé aux surfaces non stériles.
      2. Éviter les brûlures par des instruments chauds.
  3. Narcotize souris avec l’isoflurane 5 % suivie de 1,5 % en volume à l’aide d’un vaporisateur et oxygène débit de 2 L/min.
  4. Placez votre souris dans une position couchée sur un dispositif de réchauffement recouverte d’une couche de gaze pour éviter des blessures thermiques à la souris. Température de surface est d’environ 37 ° C.
  5. Protéger les yeux avec l’onguent.
  6. Enlever les poils sur le milieu dans une superficie d’environ 0,5 cm2 à l’aide de ciseaux ou une tondeuse à cheveux et désinfecter la peau glabre avec un désinfectant approprié pour la désinfection de la peau. Supprimer le moins de cheveux que possible afin qu’il reste plus difficile pour la souris atteindre la plaie et le thread se termine plus tard et pour maintenir la température du corps.
  7. Inciser la peau glabre avec un scalpel dans un sens cranio-caudale dans une longueur d’environ 5 mm. préparer une pochette latérale gauche d’environ 1 cm de profondeur dans le tissu conjonctif sous-cutané en utilisant une préparation émoussée.
    1. Évaluer le niveau de l’anesthésie par réflexe pédale et ajuster les anesthésique livraison si nécessaire avant de commencer la chirurgie.
  8. Insérez un pellet de sortie de 10 jours dans la pochette latérale gauche préparée, avec une pincette tissu stérile. Laissez le culot en bas de la poche en position plane.
    1. Eviter tout contact de la pastille de fluide et de l’humidité jusqu'à placé dans la pochette préparée.
  9. Fermer la peau avec des sutures de 2-3. Quitter le filetage très court afin de rendre plus difficile pour la souris ouvrir les sutures en rongeant.
  10. Placez les souris individuellement pour réduire la détresse postopératoire et empêche l’ouverture de la suture en rongeant. Garder en vue la souris jusqu'à ce qu’il a repris connaissance suffisante après la narcose.
    Remarque : Il est inutile pour la gestion de la douleur postopératoire étant donné que cette intervention est bien tolérée sans aucun signe d’inconfort ou de douleur. Sinon, nous vous recommandons les analgésiques topiques, par exemple une goutte de bupivacaïne sur l’incision avant la fermeture qui fournirait jusqu'à 8 h d’analgésie.

3. évaluation pour modèle Induction, signes de Syndrome néphrotique et bien-être

  1. Recueillir des urines du matin (08:00) dans une tasse de réaction (1,5 mL) tous les jours de la journée de l’injection en massant la vessie.
    1. Mesurer une protéinurie à l’aide d’analyse de protéine de Bradford et normaliser à la créatinine.
      Remarque : Pour l’induction du syndrome néphrotique, protéinurie doit atteindre un seuil de 120 mg/mg de créatinine entre 7 et 10 jours après l’injection de la doxorubicine.
  2. Coup d’oeil pour le développement de l’ascite. Cocher pour l’augmentation de la circonférence abdominale ou flancs surplombantes.
  3. Peser la souris, les boulettes de nourriture et la boisson bouteille dans la matinée (08:00) tous les jours.
  4. Vérifiez bien-être au moins une fois par jour en utilisant une feuille de pointage selon Morton et Griffiths et al. 16

4. mesure de protéase de sérine urinaire avec un dosage chromogénique

  1. Préparer la solution de travail substrat en ajoutant 15 mL de solution saline stérile tamponnée au phosphate (PBS) à une bouteille de 25 mg de substrat chromogène lyophilisé S-2251, ce qui donne une concentration de 2 mM. Dissoudre l’aprotinine dans du PBS pour obtenir une solution d’aprotinine avec une concentration de 2 mg/mL.
    1. Stocker des solutions préparées à-20 ° C. Cela ralentit considérablement l’auto-dégradation de S-2251. N’utilisez pas de vieilles solutions avec une forte teinte de jaune.
  2. Utiliser la solution de travail substrat fraîchement préparé ou décongelées et le réchauffer dans une chambre de chaleur de 37 ° C.
  3. Décongeler les échantillons d’urine à la température ambiante.
    1. Prévenir la dégradation de la protéase en évitant le dégel répétés et la congélation. Conserver les échantillons d’urine à-20 ° C.
  4. Utiliser une plaque 96 puits microwell pour la mesure photométrique. Ajouter 3 µL d’urine non dilué dans chacune des deux puits et ajouter 50 µL de solution de travail substrat avec 3 µL de solution de PBS ou aprotinine dans les puits. Couvrir la plaque avec un film adhésif.
  5. Incuber la plaque de microtitration couverte pendant 60 minutes dans une chambre de chaleur de 37 ° C.
  6. Mesurer la densité optique de chaque puits à 450 nm en utilisant un lecteur de microplaques.
  7. Prendre la différence entre le diamètre extérieur sans aprotinine et aprotinine comme l’activité urinaire aprotinine sensibles sérine protéase.
    Remarque : Mesure d’un échantillon apparié avec et sans l’aprotinine augmente la spécificité du test car le substrat puisse également être clivé par des autres protéases qui ne jouent pas un rôle physiopathologique.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Après l’induction de la narcose isoflurane, doxorubicine a été rapidement injectée via le sinus gauche rétrooculaire. La totalité du volume de 7,25 µL/g poids corporel a été injecté sans aucune résistance et prouver l’extravasation corriger emplacement par voie intraveineuse de la canule. La souris récupéré de narcose rapidement et n’avaient aucun réduite ce jour-là et par la suite. En particulier, il n’y avait aucun signe de dommages à l’oeil gauche. Après doxorubicine injection, fluide consommation d’aliments et a largué sur les 3 premiers jours en raison d’un effet toxique général de la doxorubicine et récupéré par la suite (Figure 1 a). Durant les 3 premiers jours après l’injection, la souris a perdu 3,4 % de sa masse corporelle en raison de l’inappétence (Figure 1 b). Dès le 5ème jour, la souris mis au point une protéinurie marquée (Figure 1C) qui a été suivie d’une baisse massive de l’excrétion urinaire de sodium malgré l’apport d’une nourriture suffisante (Figure 1 a, b). Cette rétention sodée entraîner un énorme gain de poids corporel de 22,2 % du jour 3 au jour 10 et était accompagnée d’une ascite. Par suite de la protéinurie, la souris a développé une hypoalbuminémie (Figure 1C). Dans un échantillon de plasma prélevé au jour 10, hyperlipidémie n’était visible. Ces données montrent que la doxorubicine donnée par le sinus rétrooculaire rapidement et de manière impressionnante provoque un véritable syndrome néphrotique chez les souris de type sauvage 129S1/SvImJ.

Rétention de sodium dans le syndrome néphrotique expérimental a été liée à l’activation de l’ENaC par filtration aberrante des sérine protéases comme la plasmine11,12. Si ce concept est vrai, l’inhibition des protéases à sérine urinaire par aprotinine devrait protéger de l’activation de l’ENaC et de rétention sodée. Pour étudier l’effet de l’aprotinine lors de l’activation de l’ENaC, nous avons traité une souris néphrotique avec aprotinine. Comme l’aprotinine est rapidement éliminé par filtration glomérulaire, nous avons choisi de médicaments avec une boulette de libération prolongée afin d’assurer la disponibilité permanente d’aprotinine dans le tubule distal pendant 10 jours. Le troisième jour après l’injection de la doxorubicine, une souris a été implantée avec un pellet contenant de l’aprotinine et un contrôle de la souris a reçu une boulette de placebo sous narcose isoflurane. Animaux récupérés rapidement narcose de forme et la plaie guérit sans aucun problème. Du jour 5, protéinurie mis au point dans les deux souris de manière similaire (Figure 2 a). Toutefois, seules les souris de néphrotiques ceux traités par placebo ont connu rétention sodique (Figure 2 b) et le gain de poids corporel (Figure 2c) indiquant l’activation de l’ENaC. En revanche, la souris traitées aprotinine était protégée contre la rétention de sodium, et le gain de poids de corps (Figure 2 b, c). Cela démontre clairement que l’activité protéase sérine urinaire est la cause de la rétention sodique dans le syndrome néphrotique.

La concentration d’aprotinine réalisée dans l’urine et le plasma a été mesurée par une technique ELISA. Comme le montre la Figure 3 a, concentration urinaire aprotinine a culminé peu après l’implantation et c’est constante. Moyenne de concentration urinaire aprotinine était 207 ± 29 µg/mL (32 ± 4 µM) tandis que l’aprotinine plasmatique après 10 jours de traitement était de 13 µg/mL (2 µM), qui est comparable à la concentration plasmatique atteindre dans les patients traités par aprotinine17. L’effet de l’aprotinine sur l’activité urinaire sérine protéase a été mesurée avec un dosage chromogénique à l’aide de prélèvements d’urine au cours du syndrome néphrotique expérimental. Cette analyse est basée sur l’hydrolyse de la liaison peptidique dans le substrat libérant p-nitroaniline qui peut être facilement détecté par photométrie à 450 nm. Comme le montre la Figure 3 b, l’activité sérine protéase a augmenté rapidement dans l’urine de la souris néphrotique ceux traités par placebo, en parallèle de l’apparition d’une protéinurie. En revanche, l’activité de protéase de sérine urinaire est complètement inhibée chez la souris néphrotique imprégnées d’aprotinine, coïncidant avec la prévention de l’activation de l’ENaC et rétention sodée, illustré à la Figure 2 b, c.

Figure 1
Figure 1 : parcours de l’apport alimentaire et liquide (un), sodium urinaire excrétion et corps poids (b) et une protéinurie et albumine la concentration plasmatique (c) avant et après l’induction de syndrome néphrotique expérimental. Après une baisse dans l’alimentation et l’apport liquidien pendant les trois premiers jours après doxorubicine, souris montrent un apport presque constant. Après cinq jours, le développement d’une protéinurie commence et atteint un seuil néphrotique entre 7 et 10, conduisant à un syndrome néphrotique avec formation d’un œdème, rétention sodique et hypoalbuminémie day. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : cours de protéinurie (a), l’excrétion urinaire de sodium (b) et du poids corporel (c) dans une souris traités chacun avec une boulette d’aprotinine ou un placebo au jour 3 après injection de doxorubicine. Malgré le développement de la protéinurie dans une mesure similaire aprotinine protège contre la formation de rétention et oedème de sodium provoquée par l’activation ENaC au cours du syndrome néphrotique. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : parcours de concentration urinaire aprotinine après l’implantation de la pastille avec la concentration plasmatique de l’aprotinine. Cours de l’activité de la protéase sérine urinaire mesuré avec le dosage chromogénique décrit à l’étape 4. Concentration urinaire aprotinine pics peu après l’implantation et est constante par la suite. L’activité sérine protéase augmente rapidement dans l’urine au cours d’un syndrome néphrotique, parallèle à l’apparition d’une protéinurie. Aprotinine en vivo prévient contre l’augmentation dans l’activité de la protéase sérine urinaire. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Ici, nous démontrons que doxorubicine injectable par injection de sinus rétrooculaire induit un syndrome néphrotique expérimental chez la souris 129S1/SvImJ avec protéinurie, rétention sodique, hypoalbumenia et l’hyperlipidémie. Cependant, il y a deux questions cruciales qui doivent être prises en compte lors de l’utilisation de ce modèle. Tout d’abord, la modèle induction est strictement dose-dépendante et déviations de dose doxorubicine aussi petite que 0,3 µg/g affectent la réponse de la souris15. Lorsqu’elle est injectée avec une dose plus faible comme 14 µg/g de poids corporel ou en dessous, doxorubicine provoque seulement non-néphrotique protéinurie qui n’est pas associée à une rétention sodique manifeste, une ascite et l’hyperlipidémie. En revanche, l’injection d’une dose plus élevée conduit à une insuffisance rénale aiguë et de la forte mortalité aiguë. Selon la dose et la réponse des souris, causes doxorubicine, un parcours ressemblant à des lésions rénales aiguës humaines (AKI), insuffisance rénale chronique avec préservé filtration glomérulaire taux (stade CKD G1-3) ou une néphropathie chronique progressive avec réduit taux de filtration glomérulaire (CKD G4-5) conduisant à l’urémie7,15.

Deuxièmement, ce modèle est limité à certaines souches de souris et la souche C57Bl/6 largement utilisée est résistant à8. En outre, contamination génétique comme ils pourraient être présents pendant un rétrocroisement peut-être conduire à un taux de réponse significativement plus faible. Dans une certaine mesure, cela peut être évité en augmentant la dose de doxorubicine. Cependant, la dose de doxorubicine utilisé pour l’induction de modèle (14,5 µg/g poids corporel) est déjà proche de la DL50 décrit entre 15-17 µg/g p.c. dans cette souche7,18.

L’utilisation de ce modèle de souris ouvre la possibilité d’étudier les différentes questions hautement innovantes concernant le syndrome néphrotique, allant de la formation de protéinurie et oedème à dysregulations endocrinologiques et anémie rénale15. En ce sens, la néphropathie induite par la doxorubicine couvre le spectre large de CKD humain et est une bonne alternative aux modèles actuels utilisés en néphrologie recherche ces 5/6 néphrectomie19,20 ou l’uretère unilatérale ligature21. En outre, il est possible d’appliquer le modèle de souris génétiquement modifiées pour étudier le rôle d’un certain gène d’intérêt dans le cadre du modèle tels que le manque de la kinase sérique-et-glucocorticoïdes 1 (SGK1)7 ou bien d’autres.

La particularité du modèle présenté est la présence de proteasuria, i.e., l’excrétion des protéases à sérine active qui provoquent l’activation de l’ENaC par protéolyse de sa sous-unité γ. Cela entraîne l’excrétion d’un presque sans sodium urinaire et le volume de rétention caractérisée par le gain de poids rapide et le développement de l’ascite après l’apparition de proteasuria. Cependant, ce phénomène est transitoire et après 15 jours, souris spontanément ascite en vrac et de poids même si la protéinurie persiste. La raison, cependant, reste insaisissable. Ce comportement paradoxal a aussi observé dans les études avec les rats néphrotiques4 et semble représenter une caractéristique générale du syndrome néphrotique expérimental chez les rongeurs.

Activité de protéase de sérine urinaire a été mesurée avec un dosage chromogénique qui est simple et rapide. Il est issu de l’hydrolyse de la liaison amide de la p-nitroaniline liée à un peptide de longueur de 4 acides aminés qui peut être clivé par des protéases différentes. Généralement, les substrats chromogènes ne sont pas spécifiques pour certaine une protéase et il y a un chevauchement considérable des protéases qui coupent un substrat particulier. Le substrat utilisé ici est un substrat préféré de trypsine sérines protéases comme la plasmine ou plasma kallikréine22. Pour augmenter la spécificité, une activité protéase doit toujours être déterminée auprès d’un échantillon apparié avec et sans un inhibiteur23,24. Dans cette étude, aprotinine a été utilisé pour définir l’activité des protéases de sérine de trypsine. En calculant l’activité de l’aprotinine sensible de la différence, l’activité des autres protéases est annulées. Chez la souris néphrotique traitée avec l’aprotinine in vivo, activité de protéase de sérine urinaire ne était pas augmentée et surtout a coïncidé avec l’abrogation de la rétention sodique. Ainsi, l’activité protéase sérine urinaire n’est pas seulement causale pour la rétention de sodium dans le syndrome néphrotique, mais peut également être considérée un biomarqueur pour prédire l’efficacité d’un inhibiteur de protéase de sérine dans le syndrome néphrotique, qui pourrait devenir une nouvelle thérapeutique approche dans traitement du syndrome néphrotique. Dans l’étude de Bohnert et al. 13, la sérine protéase inhibiteur camostat et le plasminogène conversion inhibiteur acide tranexamique n’étaient pas efficaces pour prévenir la rétention de sodium qui a coïncidé avec un échec de normaliser l’activité de protéase de sérine urinaire.

Bien que la doxorubicine est une substance hautement toxique, rétrooculaire injection est sécuritaire et n’entraînent pas tout dommage qui a compromis le bien-être de l’animal. On pourrait argumenter qu’injection dans la veine queue serait une approche plus adaptée réduisant la détresse animale. Dans une étude comparative, nous avons découvert qu’induction par injection dans la veine de la doxorubicine queue était inférieure à rétrooculaire itinéraire en raison d’un taux plus élevé de souris qui n’ont pas développé un syndrome néphrotique (non-répondeur 34 %) par rapport à ceux induits par la (route de rétrooculaire 0-15 % non-répondeur). En outre, une protéinurie par injection dans la veine queue était plus faible entraînant une rétention sodique atténué. Cela pourrait s’expliquer par les différences de propriétés pharmacocinétiques et une concentration plus élevée de la crête de la doxorubicine obtenu après injection rapide rétrooculaire qui est essentielle pour l’induction de modèle par podocyte dommages. Toutefois, il convient de souligner que rétrooculaire injection a besoin d’un opérateur hautement qualifié et expérimenté pour éviter les complications liées à l’extravasation des quantités même infimes de la doxorubicine.

En conclusion, syndrome néphrotique expérimental de doxorubicine est un modèle polyvalent d’une maladie rénale protéinurie chez les souris 129S1/SvImJ qui permet d’étudier des questions scientifiques hautement actuelles, surtout proteasuria.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Cette étude a été financée par une subvention de la Fondation de recherche allemande (DFG, AR 1092/2-1).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
supplies
BD Micro FINE + U-40 (0.30 mm x 8 mm) BD Deutschland GmbH, Heidelberg, Germany PZN: 07468060 syring
ETHILON*II (5/0, 16 mm, 3/8c, 45 cm) Johnson&Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany) EH7823H suture
Name Company Catalog Number Comments
reagents
aprotinin (6000 KIU/mg) LOXO, Heidelberg, Germany CAS 9087-70-1
Bepanthen, Augen- und Nasensalbe Bayer Vital GmbH, Leverkusen, Germany PZN: 1578681 ointment
Chromogenix S-2251 HAEMOCHROM DIAGNOSTICA GmbH, Essen, Germany 82 0332 39 chromogenic substrate
doxorubicin (2.0 µg/µL) Cell Pharm, Bad Vilbel, Germany CAS 25316-40-9 doxorubicin
isofluran CP (1 mL/mL) CP-Pharma, Burgdorf, Germany CAS 26675-46-7 isofluran
pellets with matrix-driven sustained release (custom-made) Innovative Research of America, Sarasota, FL X-999 pellet
Name Company Catalog Number Comments
equipment
ELx808 Absorbance Mikroplate Reader BioTek, Bad Friedrichshall, Germany ELx808 microplate reader
MICROSTERIL - 436 B.M.S., Trescore Balneario, Italy GAL/436 sterilizer
Hybridization oven/shaker GE Healthcare UK Limited, Amersham LIFE SCIENCE, Little Chalfont, UK RPN 2511 heat chamber
Thermo MAT Pro 10 W, 15x25 cm, Lucky Reptile Import Export Peter Hoch GmbH, Waldkirch, Germany 61201 mouse warming device

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lee, V. W., Harris, D. C. Adriamycin nephropathy: a model of focal segmental glomerulosclerosis. Nephrology (Carlton). 16 (1), 30-38 (2011).
  2. Frenk, S., Antonowicz, I., Craig, J. M., Metcoff, J. Experimental nephrotic syndrome induced in rats by aminonucleoside; renal lesions and body electrolyte composition. Proc Soc Exp Biol Med. 89 (3), 424-427 (1955).
  3. Ichikawa, I., et al. Role for intrarenal mechanisms in the impaired salt excretion of experimental nephrotic syndrome. J Clin Invest. 71, (1983).
  4. Deschenes, G., Wittner, M., Stefano, A., Jounier, S., Doucet, A. Collecting duct is a site of sodium retention in PAN nephrosis: a rationale for amiloride therapy. J Am Soc Nephrol. 12 (3), 598-601 (2001).
  5. Lourdel, S., et al. Hyperaldosteronemia and activation of the epithelial sodium channel are not required for sodium retention in puromycin-induced nephrosis. J Am Soc Nephrol. 16 (12), 3642-3650 (2005).
  6. Seigneux, S., Kim, S. W., Hemmingsen, S. C., Frokiaer, J., Nielsen, S. Increased expression but not targeting of ENaC in adrenalectomized rats with PAN-induced nephrotic syndrome. Am J Physiol Renal Physiol. 291 (1), F208-F217 (2006).
  7. Artunc, F., et al. Serum- and glucocorticoid-inducible kinase 1 in doxorubicin-induced nephrotic syndrome. Am J Physiol Renal Physiol. 295 (6), F1624-F1634 (2008).
  8. Zheng, Z., et al. A Mendelian locus on chromosome 16 determines susceptibility to doxorubicin nephropathy in the mouse. Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (7), 2502-2507 (2005).
  9. Kimura, M., et al. Interstrain differences in murine daunomycin-induced nephrosis. Nephron. 63 (2), 193-198 (1993).
  10. Wang, Y., Wang, Y. P., Tay, Y. C., Harris, D. C. Progressive adriamycin nephropathy in mice: sequence of histologic and immunohistochemical events. Kidney Int. 58 (4), 1797-1804 (2000).
  11. Svenningsen, P., et al. Plasmin in nephrotic urine activates the epithelial sodium channel. Journal of the American Society of Nephrology : JASN. 20 (2), 299-310 (2009).
  12. Passero, C. J., Hughey, R. P., Kleyman, T. R. New role for plasmin in sodium homeostasis. Curr Opin Nephrol Hypertens. 19 (1), 13-19 (2010).
  13. Bohnert, B. N., et al. Aprotinin prevents proteolytic epithelial sodium channel (ENaC) activation and volume retention in nephrotic syndrome. Kidney Int. 93 (1), 159-172 (2018).
  14. Pippin, J. W., et al. Inducible rodent models of acquired podocyte diseases. Am J Physiol Renal Physiol. 296 (2), F213-F229 (2009).
  15. Bohnert, B. N., et al. Impact of phosphorus restriction and vitamin D-substitution on secondary hyperparathyroidism in a proteinuric mouse model. Kidney Blood Press Res. 40 (2), 153-165 (2015).
  16. Morton, D. B., Griffiths, P. H. Guidelines on the recognition of pain, distress and discomfort in experimental animals and an hypothesis for assessment. Vet Rec. 116 (16), 431-436 (1985).
  17. Beath, S. M., et al. Plasma aprotinin concentrations during cardiac surgery: full- versus half-dose regimens. Anesth Analg. 91 (2), 257-264 (2000).
  18. Kanter, P. M., et al. Preclinical toxicology study of liposome encapsulated doxorubicin (TLC D-99): comparison with doxorubicin and empty liposomes in mice and dogs. In Vivo. 7 (1), 85-95 (1993).
  19. Ma, L. J., Fogo, A. B. Model of robust induction of glomerulosclerosis in mice: importance of genetic background. Kidney Int. 64 (1), 350-355 (2003).
  20. Kren, S., Hostetter, T. H. The course of the remnant kidney model in mice. Kidney Int. 56 (1), 333-337 (1999).
  21. Mizuno-Horikawa, Y., Mizuno, S., Tamura, S., Kurosawa, T. Advanced glomerulosclerosis is reversible in nephrotic mice. Biochem Biophys Res Commun. 284 (3), 707-713 (2001).
  22. Friberger, P. Chromogenic peptide substrates. Their use for the assay of factors in the fibrinolytic and the plasma kallikrein-kinin systems. Scand J Clin Lab Invest Suppl. 162, 1-298 (1982).
  23. Haerteis, S., et al. Plasma kallikrein activates the epithelial sodium channel in vitro but is not essential for volume retention in nephrotic mice. Acta Physiologica. , (2018).
  24. Schork, A., et al. Association of Plasminuria with Overhydration in Patients with CKD. Clin J Am Soc Nephrol. 11 (5), 761-769 (2016).

Tags

Médecine question 135 syndrome néphrotique expérimental doxorubicine souris rétrooculaire aprotinine proteasuria
Induction de Syndrome néphrotique chez la souris par Injection rétrooculaire de la doxorubicine et la prévention de la rétention de Volume par LIBERATION PROLONGEE aprotinine
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bohnert, B. N., Artunc, F. Induction More

Bohnert, B. N., Artunc, F. Induction of Nephrotic Syndrome in Mice by Retrobulbar Injection of Doxorubicin and Prevention of Volume Retention by Sustained Release Aprotinin. J. Vis. Exp. (135), e57642, doi:10.3791/57642 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter