Role of ADAM10/RXR-alpha/PAR-2/p-AKT Pathway in the Initiation of Acute Renal Failure

Abstract

Acute renal failure (ARF) is a harmful disease with high cost and mortality. The current work aims to compare the prophylactic effect of Fondaparinux (Fund) and the treatment effect of Alteplase (Alt) against ARF induced by cisplatin (Cis). Male sixty Balb/c mice were randomly distributed into six groups: Control, Cis, Alt, Fund, Cis + Fund, and Cis + Alt. Cis receiving groups administered Cis (30 mg/kg, i.p) on the 7 day. Mice groups of Fund and Fund + Cis administered Fund (5 mg/kg, i.p) for ten days. In the Alt and Alt + Cis groups, mice received Alteplase (0.9 mg.kg-1, i.v.) on the 7th day, six hours post-CP injection. At the end of the experiment (10 days), mice were euthanized. Group of Fund + Cis demonstrated significant retinoid X receptor alpha (RXR-α) elevation, platelet count, and phosphorylated Akt (p-Akt). Whereas a reduction in urea, uric acid, blood urea nitrogen (BUN), red blood cells (RBCs), white blood cells (WBCs), kidney injury score, prothrombin (PT), glucose levels and decreased relative kidney body weight, extracellular matrix deposition, protease-activated receptor 2 (PAR-2), A Disintegrin And Metalloproteinases-10 (ADAM10) and the expression of fibrinogen when compared to Cis-treated group. On the other hand, Cis + Alt treated mice exhibited expression of caspase-3 and reduction in levels of urea, uric acid, glucose, BUN, WBCs, RBCs, platelet count, and the expression of PT with a marked decrease in the expression of PAR-2 protein in comparison to Cis group. Creatinine levels for Cis + Alt or Fund + Cis treated mice showed comparable effects compared to the Cis- treated mice group. The findings of the current work revealed that the activation of the coagulation system in the form of increased fibrinogen and PAR-2 as a result of induction of ADAM10 in Cis- treatment mediates apoptosis in the form of increased expression of caspase 3 through p-Akt signaling. This effect is associated with RXR-α loss from proximal and distal tubules as lipid droplets. Pre-treating mice with the anticoagulant, Fund, resulting in improved all harmful effect and halted caused by Cis while the fibrinolytic agent, Alt, often failed to stop Cis-resulted effects.

الفشل الكلوي الحاد (ARF) يؤدي الي زيادة نسبة الوفيات بالإضافة إلى الكلفة العالية في الرعاية الصحية، ويعتمد في مراحله النهائية على غسيل الكلى. وتهدف هذه الدراسة إلى مقارنة العلاج الوقائي باستخدام الـ Fondaparinux (Fund) مقابل العلاج باستخدام Alteplase (Alt) في تحسين الفشل الكلوي الحاد ((ARF الناجم عن سيسبلاتين (Cis). وقد تم تقسيم الحيوانات الى ست مجموعات من الفئران الذكور بشكل عشوائي، وهي المجموعة الضابطة، ومجموعة Cis، ومجموعة الـ Alt، ومجموعة الـ Fund، ومجموعة الـ Cis + Alt، ومجموعة الـ Cis + Fund ، التي تلقت المحلول الملحي الطبيعي لمدة عشرة أيام. وفي اليوم السابع تلقت المجموعات الثلاث (مجموعة Cis، ومجموعة الـ Cis + Alt، ومجموعة الـ Cis + Fund)،جرعة واحدة من Cis (30 مجم / كجم، i.p) ، بينما تلقت مجموعة الـ Alt على جرعة واحدة من دواء الـ Alteplase (0.9 مجم / كجم، عن طريق الوريد)، وبعد ست ساعات تلقت مجموعة Cis + Alt (0.9 مجم / كجم، عن طريق الوريد). وتلقت مجموعتي Fund وFund + Cis دواء الـ Fondaparinux (5 مجم / كجم، i.p) لمدة عشرة أيام وقد تم ذبح جميع مجموعات الحيوانات بعد 72 ساعة من جرعة الـ Cis. وقد أظهرت مجموعة Fund + Cis زيادة ملحوظة في عدد الصفائح الدموية ومستقبلات retinoid X alpha (RXR-α) و Akt الفسفوري (p-Akt) بالإضافة إلى انخفاض مستويات اليوريا ونيتروجين اليوريا في الدم (BUN) وحمض البوليك وخلايا الدم البيضاء (WBCs) ، وخلايا الدم الحمراء (RBCs) ، ونقص في الوزن النسبي للكلية ،ودرجة إصابة الكلى ،ومستوي الجلوكوز بالدم ، ,ونقص في زمن تكون البروثرومبين (PT) ، A ونقص في تعبير Disintegrin and Metalloproteinases-10 (ADAM10) ، ونقص في دلالة التليف بالكلي ومستقبلات البروتياز 2 (PAR-2) ، و ونقص في تعبير الفيبرينوجين عند مقارنته بمجموعة الـ Cis فقط. بينما أظهرت مجموعة Cis + Alt زيادة في تعبير caspase-3 بالإضافة إلى انخفاض مستويات اليوريا، BUN، حمض البوليك، كرات الدم البيضاء، كرات الدم الحمراء، الجلوكوز، عدد الصفائح الدموية، وزمن تكون البروثرومبين مع انخفاض ملحوظ في تعبير البروتين PAR-2 مقارنةً بـ مجموعة الـ Cis. تم العثور على مستويات الكرياتينين لكل من مجموعات Fund + Cis أو Cis + Alt والتي لم يتغير مستواها مقارنة مع مجموعة Cis فقط. وتوضح النتائج أن زيادة نشاط نظام التخثر من خلال تحفيز PAR-2 والفيبرينوجين بسبب زيادة تمثيل بروتين ADAM10 الناجم عن Cis عبر مسار موت الخلايا المبرمج كما يتضح من تعبير caspase-3 من خلال مسار p-Akt. وعادة ما يكون هذا مصحوبًا بفقدان مخزون الكلي من RXR-α على هيئة قطرات دهنية. عندما تم معالجة الحيوانات مسبقًا بمضاد التخثر، Fund، تم إيقاف التأثير الضار السابق بينما فشل عامل الفايبرين، Alt، في معظم الوقت في علاج السمية التي يسببها Cis.