Conforme descrito acima, as várias causas sugeridas para FSGS em seres humanos destino podocytes. Danificar os podócitos leva à remoção do processo do pé e, eventualmente, ao desapego da GBM. As adesões são formadas entre o GBM denudado e a cápsula de Bowman, e as células epiteliais parietais (PEC) começam a produzir matriz extracelular (ECM), o que causa as lesões típicas FSGS ., Modelos animais usados para investigar FSGS induzem danos a podócitos e, assim, imitam fsgs humanos.

modelo renal remanescente

o modelo animal mais frequentemente utilizado para FSGS é o modelo renal reduzido ou remanescente em ratos. Neste modelo, 4/6 ou 5/6 da massa renal é removida através da ressecção cirúrgica de um rim e ligação de ramos da artéria renal ou polectomias para reduzir um ou dois terços da massa renal no rim contralateral . A maioria dos estudos usa o modelo de ablação 5/6, uma vez que induz hipertensão, dano renal pronunciado e FSGS., O modelo 4/6 de redução da massa renal é usado como uma variante mais suave, uma vez que não induz hipertensão, e apenas disfunção renal moderada e glomerulosclerose .

para compensar a perda de massa renal, ocorre crescimento tubular e glomerular. O crescimento Glomerular é atingido por hiperplasia e hipertrofia. O crescimento dos podócitos é estruturalmente mais lento, pois ocorre apenas através de hipertrofia. Portanto, tanto a área capilar e filtração para um único podócito é dramaticamente aumentada., Como consequência, o filtrado não pode ser filtrado para o espaço urinário suficientemente rápido, causando bloqueios que desviam o filtrado para o espaço entre o corpo podocitário e os processos do pé. Essas mudanças maladaptivas eventualmente levam à destruição celular e adesões entre a GBM e a cápsula de Bowman levando à esclerose . Além disso, estudos utilizando modelos de polectomia mostram apenas hipertensão moderada e desenvolvimento lento da glomerulosclerose. Isto está em contraste com modelos de ligação que causam hipertensão mais pronunciada., A presença de hipertensão e o rápido desenvolvimento de glomerulosclerose são causados pela elevada regulação dos componentes do sistema renina angiotensina, nomeadamente o Ang II, na zona peri enfarte inflamada em modelos de ligação, conduzindo a alterações estruturais nos podócitos . O modelo renal remanescente pode causar danos podocitários através da hiperfiltração-hipertensão e Via Via Ang II, similar ao que é visto em fsgs humanos.a maioria das estirpes de ratos são susceptíveis à indução de FSGS através do modelo renal remanescente., Ratos Munique-Wistar têm o benefício de ter glomeruli de superfície que pode ser usado para a medição direta dos fatores hemodinâmicos. Em contraste, a maioria das estirpes de rato, incluindo C57BL/6, são resistentes ao desenvolvimento de FSGS através do modelo renal remanescente. 129sv ratinhos são suscetíveis, mas a distribuição anatômica dos ramos da artéria renal em ratinhos torna difícil a obtenção reprodutível de nefrectomia 5/6 .

também parece haver uma diferença dependente do sexo na susceptibilidade aos FSGS., Estudos utilizando o modelo renal remanescente em ratos Munique–Wistar e ratos Sprague-Dawley demonstraram que os estrogénios, principalmente o estradiol, podem proteger contra o desenvolvimento da FSGS .estudos usando o modelo renal remanescente são conduzidos para o desenvolvimento de estratégias de tratamento preventivo, bem como para obter mais informações sobre patologias subjacentes., Usando este modelo, verificou-se que a inibição da síntese de tromboxano , a administração de clofibric ácido (agente redutor de lípidos) , troglitazone (peroxissoma proliferator-activated receptor gamma agonista) e Tranilast (antifibrotic agente) podem melhorar a progressiva glomerulosclerose. Estes estudos-todos utilizaram ratos Sprague-Dawley de sexo masculino ou feminino e reduziram a massa renal através da técnica de ligação da artéria renal., Outros estudos mostram que a ausência de funcional p21(WAF1/CIP1) em 129/Sv mouse tensão pode reduzir a progressão para insuficiência renal crônica e que a apolipoproteína E knockout mice não ter um aumento na lesão renal após nefrectomia subtotal na presença de hiperlipidemia , sugerindo um papel desta proteína no desenvolvimento do secundário FSGS. Ambos os estudos utilizaram polectomias para induzir o modelo renal remanescente.,o modelo renal remanescente é limitado em suas habilidades para imitar FSGS humanos, uma vez que o dano é induzido através de um procedimento agudo, enquanto que em fsgs humanos o dano é induzido muito mais lentamente. No entanto, o modelo renal remanescente pode ser usado em combinação com outros FSGS induzindo modalidades, tais como injeções com puromicina ou com hipertensão induzida. Estes modelos FSGS serão discutidos nos próximos parágrafos.

redução da massa Renal devido a doença sistémica

a redução da massa renal é um acontecimento secundário para certas patologias., Em vários modelos animais, a diminuição da massa renal é o resultado de danos crônicos nos vasos glomerulares devido à hipertensão. Nestes modelos, a FSGS desenvolve-se de forma semelhante à do rim remanescente, onde uma diminuição na massa renal leva à disponibilidade de um número reduzido de glomérulos para filtrar a mesma quantidade de soro. As técnicas para estudar a hipertensão incluem o uso de ratos propensos à hipertensão Sabra, que são animais sensíveis ao sal que desenvolvem hipertensão quando chow e água da torneira são carregados com 8% de NaCl ., Renal, a hipertensão pode ainda ser causada pela administração de norepinefrina (NE) ou Ang II. Neste modelo Masculino de ratos Sprague – Dawley ratos são usados, que são dadas NE e Ang II por via intravenosa, durante 14 dias, enquanto um inflável oclusão vascular mantém a perfusão renal, a pressão para o rim esquerdo em níveis de linha de base, e expõe o rim direito elevação da pressão de perfusão . Além disso, foram investigados modelos de hiperlipidemia e obesidade como ratos Zucker, bem como o envelhecimento, o nefron deficiente de Munique-Wistar Frömter rat .,além de observar o efeito da hipertensão no desenvolvimento da glomerulosclerose nestes dois modelos animais, os ratos Zucker mostram que o afluxo precoce de macrófagos glomerulares precede a glomerulosclerose . Os ratos envelhecidos de Munique-Wistar mostram que a glomerulosclerose dependente da idade é revertida após inibição da endotelina-1. A endotelina-1 parece ter um efeito inibidor na actividade do ciclo celular dos podócitos e na desdiferenciação. Ao administrar um antagonista da endotelina-1, os podócitos podem reentrar no ciclo celular e recuperar de lesões anteriores e relacionadas com a idade .,podem também ocorrer danos nos vasos glomerulares devido a anticorpos anti-fosfolípidos presentes no lúpus eritematoso sistémico (Les) que ocultam os vasos glomerulares e resultam em inflamação crónica. Pensa-se que esta inflamação crónica causa hipertensão semelhante ao descrito no modelo renal remanescente usando ligação. Sabe-se que ratos fêmeas NZBWF1 produzem elevados títulos de anticorpos antinucleares. Nestes ratinhos, o rim está protegido de lesões pelo bloqueio TNF-α .estes modelos animais são todas boas representações de FSGS secundários em humanos., Infelizmente a fsgs secundária é apenas uma pequena parte da fsgs humana e o desenvolvimento da FSGS muitas vezes pode ser prevenida e/ou retardada pelo tratamento dessas causas subjacentes.Adriamicina, puromicina e estreptozotocina induzidas pelo fármaco são as drogas mais usadas para induzir FSGS. Além disso , a literatura disponível descreve um pequeno número de estudos realizados com ciclosporina e hormona de crescimento, que não será discutido aqui.a maioria das estirpes de rato são susceptíveis a FSGS induzidas pela adriamicina ou pela puromicina., A maioria das estirpes de ratos não são, exceto para ratos balb/c, que são suscetíveis à adriamicina induzida FSGS .

Adriamicina é conhecida como um antibiótico oncolítico que pode induzir proteinúria a partir da segunda perfusão em diante, quando administrado por via intravenosa em ratos com 2 mg/kg num intervalo de 3 semanas. Após 16 semanas, observa-se glomerulosclerose segmental com progressão para glomerulosclerose global e fibrose tubulointersticial às 24 semanas. Devido ao aumento dos níveis séricos de ureia, alguns dos animais não sobreviverão para além de 28 semanas., Quando administrado numa dose intravenosa única de 5 mg/kg, a adriamicina causa esclerose em 6 meses em 50% dos animais . Estudos que serão discutidos utilizaram ratos macho de Munique-Wister e injectaram uma dose única. As doses administradas variam entre 1,5 e 5 mg / kg no rato e entre 10 e 15 mg/kg no ratinho . É importante testar a dose antes de realizar experimentos uma vez que a adriamicina tem uma pequena gama farmacêutica, fora da qual se torna tóxica. Além disso, podem observar-se diferenças de lote .

puromicina é um antibiótico que inibe a síntese proteica., A puromicina pode ser administrada por múltiplas injecções intraperitoneais com uma administração inicial de 10 mg/kg seguida de 40 mg/kg de 4 em 4 semanas ou sob a forma de uma dose intravenosa única de 50 mg / kg para causar nefrose induzida pelos aminonucleósidos da puromicina (PAN). Após a injecção, os ratos apresentam uma fase nefrótica precoce que atinge um máximo de 10 dias com o processo completo de remoção do pé, seguido de resolução aparente. Entre 10 e 13 semanas, a proteinúria progressiva de nível inferior desenvolve-se com lesões escleróticas segmentais precoces que levam a esclerose segmental bem definida às 18 semanas .,tanto a adriamicina como a puromicina são frequentemente utilizadas para induzir FSGS devido aos seus fortes efeitos de resposta à dose . Estas drogas são frequentemente usadas no mesmo estudo em dois braços separados. Estes modelos têm sido usados para estudar a análise de micropunctura em série de um único nefron enquanto a glomerulosclerose está se desenvolvendo . Estudos de tratamento com FSGS para os quais são utilizados modelos animais de adriamicina e puromicina mostram que a combinação de inibidores da enzima de conversão da angiotensina (IECA-I) e bloqueadores Ang II não tem um efeito melhor do que o ECA-I isoladamente ., Além disso, eles mostram que MAPK é essencial para lesão podocitária tornando p38 MAPK um alvo terapêutico potencial e que a vacinação com DNA CCL2 protege contra lesões renais após injecções de adriamicina . Possíveis novos biomarcadores para iniciação e gravidade dos FSGS, como fibronectina e Rab-23, respectivamente, foram estudados também nestes modelos animais. Os níveis séricos de fibronectina podem apresentar um aumento ligeiro mas significativo 3 dias antes da ocorrência de depósitos de fibronectina glomerular, tornando-se um biomarcador não específico para a predisposição dos FSGS ., No caso de Rab-23, uma via de sinalização autocrina é observada em células mesangiais enquanto se desenvolve FSGS, o que leva a níveis elevados de urina de Rab-23 e suprime esta via. Portanto, como biomarcador, os níveis de urina Rab-23 podem indicar a gravidade dos FSGS .ambos os fármacos causam danos tóxicos directos aos podócitos, aumentam a permeabilidade das células endoteliais glomerulares para moléculas maiores e reduzem a selectividade da carga glomerular, o que leva a lesões tubulointersticiais ., Uma vez que estas vias são diferentes das conhecidas na fsgs humana, a relevância destes modelos não é clara.o estreptozotocina é um produto químico de ocorrência natural, tóxico para as células beta do pâncreas produtoras de insulina. Pode ser utilizado no tratamento de cancros das ilhotas de Langerhans e na investigação médica para induzir a diabetes em modelos animais . A nefropatia diabética induzida neste modelo precede o desenvolvimento da FSGS., A injecção Intraperitoneal de 40 mg / kg nos hamsters da APA sírios do sexo masculino induz uma hiperglicemia e hiperlipidemia em curso com níveis elevados de glucose na urina, o que resulta em lipidose glomerular após 1 mês. Após 3 meses, FSGS com expansão mesangial é visto. Isto é causado por um aumento do material de membrana do porão, gotículas lipídicas e células de espuma. Especialmente a hiperlipidemia é crucial neste desenvolvimento, uma vez que forma as gotículas lipídicas .,estudos que utilizaram hiperglicémia induzida pela estreptozotocina em ratos machos de Munique Wistar mostram que a doxazina, um agente de redução da pressão arterial, reduz a albuminúria em 80%, mas não tem efeito na expansão mesangial ou na progressão para glomerulosclerose. Em contraste, o controle glicêmico adequado previne todos os três . A expressão genética alterada na fase inicial da doença renal causada pela hiperglicemia pode ser crítica nestes animais .,

vírus induzidos

vírus induzidos modelos animais que são mais frequentemente utilizados na pesquisa FSGS são modelos baseados no HIV – 1, em que ratos transgênicos expressam genes acessórios do HIV-1, tais como Vpr . Estes ratinhos transgénicos são obtidos através da transfusão de ovos fertilizados de um híbrido entre C57BL/6 e DBA / 2 com Vpr e o promotor do gene nephrin ou através da linha de ratos Tg26 . Além disso, os macacos rhesus infectados com SIVmacR71/17E, um vírus de imunodeficiência símia com tropismo linfocitário clonado (SIVAN), são utilizados para estudar FSGS ., Como mencionado acima, o vírus pode causar danos nos podócitos, seja por infecção directa destas células ou pela libertação de citoquinas inflamatórias. Além disso, o vírus pode transferir de células T infectadas para células epiteliais tubulares através de sinapses virais durante a adesão celular . Estudos utilizando este modelo animal demonstraram protecção e reversão da glomerulosclerose por tratamento com fluvastatina e com o inibidor da cinase dependente da ciclinase CYC202, respectivamente.estes modelos animais são importantes para o estudo do HIVAN, uma vez que as células renais humanas também expressam genes do VIH-1., No entanto, HIVAN é uma causa secundária da FSGS e não amplia nosso conhecimento da fsgs primária.como os podócitos foram identificados como o principal alvo celular nos FSGS, foram desenvolvidos novos modelos animais. Genes codificados para proteínas podocyte específicas foram direcionados para obter modelos knockout mouse para FSGS. O VMP-17 e a α-actinina 4 foram os genes mais frequentemente visados. Os ratos com deficiência de podocina serão discutidos, bem como a depleção de podócitos por anticorpos de Thy-1, 1 e toxina de difteria.,

Mpv-17 inactivação por inserção retroviral resulta em achatamento do processo do pé e proteinúria no prazo de 30 dias após o parto, causada por uma produção excessiva de radicais de oxigénio e acumulação de adutos da peroxidação lipídica. Após 9 a 12 meses, os ratos sucumbem à insuficiência renal .os estudos que utilizaram a inactivação do VFM-17 revelaram uma depleção do ADN mitocondrial que afecta a pele, o ouvido interno e o rim. No início dos FSGS, quase não há DNA mitocondrial nas células do tufo glomerular .

o gene da α-actinina 4 codifica para a produção de uma proteína de ligação cruzada da actina., Mutações pontuais neste gene causam uma forma autossômica dominante de FSGS humanos. Há uma redução significativa do ARNm e nefrina, um componente do diafragma cortado. O resultado é um citoesqueleto de actina rapidamente degradante e desregulamentado (causado pela α-actinina-4) e deterioração do diafragma da fenda (causado por nefrina), levando ao desenvolvimento precoce da proteinúria e FSGS . Em estudos com ratinhos mutados Da α-actinina 4, são utilizadas amostras para comparação com a forma dominante autossómica dos FSGS humanos causados pela mesma mutação Da α-actinina 4 .

Podocina é codificada pelo gene NPHS2., Mutações neste gene causam formas familiares e esporádicas de síndrome nefrótica resistente a esteróides e FSGS em humanos. Ratos nocaute NPHS2 não desenvolvem FSGS, mas esclerose mesangial difusa. Estes ratinhos morrem dentro de dias a semanas após o nascimento devido a insuficiência renal . No entanto, quando a podocina é inactivada em ratinhos adultos utilizando a tecnologia Cre-loxP, resulta na síndrome nefrítica e FSGS em 4 semanas. Isto é seguido por glomerulosclerose difusa e lesão tubulointersticial .um modelo indutível para FSGS foi gerado pela introdução da expressão do antigénio Thy-1.1 nos podócitos., Thy-1.1 não é expresso em podócitos em ratos normais. O modelo do rato foi desenvolvido injetando Thy-1.1 em zigotos de thy-1.2 CBA x C57BI mice. Após a injecção de anticorpos monoclonais anti-Thy-1, 1, os podócitos e as células epiteliais parietais (PEC) estão danificados, conduzindo à hipertrofia dos podócitos e à produção de matriz extracelular pela PEC . A albuminúria aguda é induzida dentro de um dia, e é acompanhada por uma glomerulosclerose focal em rápido desenvolvimento no dia 21. O Thy-1.,1 modelo transgênico de mouse é apropriado para estudar especificamente a relação entre lesão podocitária, albuminúria e desenvolvimento FSGS, uma vez que foi provado que neste modelo a gravidade da FSGS correlaciona-se com a extensão da lesão podocitária . Neste modelo, também foi demonstrado que o ACE-I é importante na prevenção do desenvolvimento de FSGS, possivelmente através do bloqueio da proliferação de PEC .a indução de FSGS em animais transgénicos através da injecção de toxinas específicas dos podócitos foi também realizada através do desenvolvimento de ratos que expressam receptores da toxina da difteria humana (hDTR) em podócitos., Ratos-Pescador fertilizados foram injectados com o promotor podocina/hDTR para desenvolver estes ratinhos transgénicos. Após atingir a idade adulta, os ratos foram injectados com toxina difteria (DT, 1 ml/10 g), causando depleção de podócitos que transportam DT para o citoplasma no espaço de 7 dias. Quando 20% dos podócitos se perdem, a expansão mesangial e a proteinúria ligeira desenvolvem-se sem perda da função renal, o que sugere que é induzido um mecanismo compensatório., Após a depleção de 40% dos podócitos, a formação de sinechia, proteinúria moderada e lesões FSGS incluindo adesões GBM, migração PEC e formação ECM começam a desenvolver-se. Quando mais de 40% dos podócitos estão esgotados, a esclerose global desenvolve-se .

estes modelos afectam todos os podócitos, quer direccionando os genes existentes e as suas proteínas codificadoras, quer através da transferência de receptores específicos nos podócitos, que podem ser especificamente visados. Os modelos que usam genes existentes cobrem menos de 8% das causas humanas para a FSGS., Ambos os modelos de depleção de podócitos fornecem informações importantes sobre a progressão contínua dos FSGS de uma forma dependente da dose, mas não abordam a causa dos fsgs primários.os estudos em animais ajudaram a provar a existência de factores de permeabilidade circulantes causais para os FSGS, mostrando que os FSGS podem ser induzidos em ratos após a injecção com o soro de doentes com FSGS. Ambos os estudos discutidos aqui usaram ratos Sprague-Dawley que foram injetados com soro de FSGS comprovados por biopsia em pacientes com doença primária., Estes estudos mostram que uma única injecção de soro de doentes FSGS causa albuminúria e proteinúria transitórias em ratos e que, especialmente, o soro de doentes com a variante de FSGS em colapso leva à retracção glomerular do tufo e à lesão dos podócitos .

até à data, não há consenso sobre qual fator candidato o real “fsgs-factor” é ou onde ele é produzido. Estes estudos suportam a existência de um fator de permeabilidade circulante, e têm o potencial de identificar este “fator indutor de FSGS”.,

desenvolvimento espontâneo de FSGS

na literatura, apenas um modelo de rato FSGS espontaneamente foi publicado. Entre 1991 e 2004, surgiram estudos utilizando este modelo de rato FGS/Nga. O modelo do rato foi estabelecido após cruzamento interstrain da descendência CBA/Nga e RFM/nga. A estirpe desenvolveu espontaneamente lesões FSGS aos 3 meses e glomerulosclerose grave em um ano. Estudos deste modelo de rato revelaram depósitos densos no mesângio contendo IgA, IgM, C3 e o antigénio de envelope retroviral., A reprodução destes animais foi possível até 18 gerações .

Um estudo utilizando este modelo de rato demonstrou que o transplante de medula óssea (TMO) de ratinhos normais para ratinhos FSGS ameliorata FSGS e que a TMO ou a transferência de células estaminais hematopoiéticas purificadas de ratinhos FSGS para ratinhos normais induziu FSGS . Foi realizado um estudo para localizar loci quantitativo (QTL) que afecta o índice de glomerulosclerose (GSI) nestes ratinhos. Dois QTL foram encontrados nos cromossomas 8 e 10. A presença de Gsi1 aumentou o GSI enquanto a presença de Gsi2 diminuiu GSI .,

atualmente, apenas alguns embriões deste modelo de rato são deixados no Japão, mas nenhuma pesquisa ativa parece ser realizada (Tabela 1).

Table 1 Overview of animal models discussed in this review