VII Съезд биофизиков России
Краснодар, Россия
17-23 апреля 2023 г.
Главная
О Съезде
Организаторы
Программный комитет
Программа Съезда
Место проведения Съезда
Проживание
Оргвзносы
Основные даты
Регистрация
Публикации материалов Съезда
Молодежный конкурс
Контакты
Тезисы
English version
Партнеры Съезда
Правила оформления докладов

Программа Съезда

Секции и тезисы:

Биофизика клетки. Мембранные и транспортные процессы

Пероксиредоксин 6 снижает поражение нефронов в раннем реперфузионном периоде

А.Е. Гордеева1*, Э.А. Курганова1,2

1.Институт биофизики клетки РАН, Пущино, Россия;
2.Пущинский государственный естественно-научный институт, г. Пущино, Россия.;

* gordeeva1310(at)yandex.ru

Нефроны - высокочувствительные элементы почки, которые остро реагируют на гипоксию, приводящую к развитию патологических изменений. Реперфузия спасает клетку от гипоксии, однако приводит к усугублению патологических изменений из-за активации свободно-радикальных реакций. Именно в начальный момент реперфузии происходит запуск каскада патологических процессов. Эти реакции являются губительными для нефронов и для уменьшения их действия целесообразно использовать ферменты-антиоксиданты. В настоящей работе для протекции нефронов от реперфузионного поражения используется фермент-антиоксидант пероксиредоксин 6 (Prx6). Prx6 нейтрализует широкий спектр гидропероксидов, обладает хорошей биодоступностью и способен проникать в клетки, повышая их антиоксидантный статус, кроме того он эффективно снижает выраженность поражения при различных свободно-радикальных патологиях.

Цель работы - исследование влияния экзогенного Prx6 на состояние нефронов в начальный реперфузионный период после ишемии. В экспериментах были использованы крысы-самцы линии Вистар для воспроизведения модели ишемии-реперфузии правой почки с левосторонней нефрэктомией. Срок ишемии 45 минут, реперфузии - 2, 5 и 24 часа. Prx6 вводили внутривенно за 15 минут до ишемии. Рекомбинантный Prx6 получен в лаборатории механизмов рецепции Института биофизики клетки РАН. Пероксидазная активность экзогеннного белка - 200 нмоль/мг/мин по H2O2 и 100 нмоль/мг/мин по трет-бутилпероксиду.

Было показано, что структурное повреждение нефронов происходит уже через 2 часа реперфузии - увеличение Боуменова пространства и расширение извитых канальцев. Максимальное поражение отмечено через 24 часа реперфузии: очагово-диффузные дистрофические и некротические изменения в эпителии извитых канальцах носят выраженный характер. В этот период отмечается максимальный рост концентрации мочевины и креатинина в крови относительно контрольных значений (в 6 и 3 раза соответственно), что указывает на нарушение фильтрационной способности почки. Отмечена перестройка аппарата нефрона, которая выражается в увеличении площади почечных телец, площади сосудистых клубочков, площади Боуменова пространства. Отмечены дистрофии нефроцитов и очаги паренхимы с иммуносигналом для молекулы поражения почек КIМ-1. При использовании экзогенного Prx6 уже с началом реперфузии не было отмечено перестройки аппарата нефрона, а его компоненты не были увеличены. Снижена площадь иммуносигнала для КIМ-1 и минимизация дистрофии нефронов. Снижение поражения нефронов с началом реперфузионного периода на фоне использования Prx6 отразилось на улучшении функциональности нефронов. Использование Prx6 привело к снижению концентрации мочевины и креатинина уже в ранний реперфузионный период и сохранению на этом уровне в течение 24 часов. Таким образом, экзогенный Prx6 при его внутривенном введении перед ишемией почки, снижает поражение нефронов с началом реперфузии. Это способствует улучшению компенсаторно-приспособительных свойств нефронов в течение реперфузионного периода и сохранению их функциональности. Реализацию Prx6 своих протекторных свойств с началом реперфузии связывают с его мощными антиоксидантными свойствами, преимущественно с пероксидазной активностью, которая позволяет нейтрализовать гиперпродукцию активных форм кислорода.

Исследование выполнено в рамках Государственного задания ФИЦ «ПНЦ БИ» РАН (№ 075-01512-22-00)

Peroxiredoxin 6 reduces damage to kidney nephrons in the early reperfusion period

A.E. Gordeeva1*, E.A. Kurganova1,2

1.Institute of Cell Biophysics RAS, Pushchino, Russia;
2.Pushchino State Natural Science Institute, Pushchino, Russia.;

* gordeeva1310(at)yandex.ru

Nephrons are highly sensitive elements of the kidney, which react sharply to hypoxia, leading to the development of pathological changes. Reperfusion saves the cell from hypoxia, but leads to an aggravation of pathological changes due to the activation of free radical reactions. It is at the initial moment of reperfusion that a cascade of pathological processes is triggered. These reactions are detrimental to nephrons, and it is advisable to use antioxidant enzymes to reduce their effect. In this work, the antioxidant enzyme peroxiredoxin 6 (Prx6) is used to protect nephrons from reperfusion injury. Prx6 neutralizes a wide range of hydroperoxides, has good bioavailability and is able to penetrate into cells, increasing their antioxidant status, in addition, it effectively reduces the severity of damage in various free radical pathologies.

The aim of this work is to study the effect of exogenous Prx6 on the state of nephrons in the initial reperfusion period after ischemia. In the experiments, male Wistar rats were used to reproduce the model of ischemia-reperfusion of the right kidney with left-sided nephrectomy. The period of ischemia is 45 minutes, reperfusion - 2, 5 and 24 hours. Prx6 was administered intravenously 15 minutes before ischemia. Recombinant Prx6 was obtained at the Reception Mechanisms Laboratory of the Institute of Cell Biophysics. The peroxidase activity of the exogenous protein is 200 nmol/mg/min for H2O2 and 100 nmol/mg/min for tert-butyl peroxide.

It was shown that structural damage to nephrons occurs after 2 hours of reperfusion: an increase in Bowman's space and expansion of convoluted tubules. The maximum lesion was noted after 24 hours of reperfusion: focal-diffuse dystrophic and necrotic changes in the epithelium of the convoluted tubules are pronounced. During this period, there is a maximum increase in the concentration of urea and creatinine in the blood relative to the control values (by 6 and 3 times, respectively), which indicates a violation of the filtration capacity of the kidney. A restructuring of the nephron apparatus was noted, which is expressed in an increase in the area of the renal corpuscles, the area of the vascular glomeruli, and the area of the Bowman space. Nephrocyte dystrophies and parenchymal foci with an immunosignal for the KIM-1 kidney lesion molecule were noted. When exogenous Prx6 was used, no restructuring of the nephron apparatus was noted already with the onset of reperfusion, and its components were not increased. Reduced immunosignal area for KIM-1 and minimization of nephron dystrophy. The decrease in nephron damage with the onset of the reperfusion period against the background of the use of Prx6 was reflected in an improvement in the functionality of nephrons. The use of Prx6 led to a decrease in the concentration of urea and creatinine already in the early reperfusion period and maintaining at this level for 24 hours. Thus, exogenous Prx6, when administered intravenously before renal ischemia, reduces nephron damage with the onset of reperfusion. This contributes to the improvement of the compensatory-adaptive properties of nephrons during the reperfusion period and the preservation of their functionality. The implementation of Prx6 of its protective properties with the onset of reperfusion is associated with its powerful antioxidant properties, mainly with peroxidase activity, which makes it possible to neutralize the hyperproduction of reactive oxygen species.

The work is done in the framework of the state assignment of Pushchino Scientific Center for Biological Research of RAS (No 075-01512-22-00).



Докладчик: Гордеева А.Е.
43
2022-10-10

Национальный комитет Российских биофизиков © 2022
National committee of Russian Biophysicists