Protecting the kidney and remote organs following renal ischemia

肾缺血后保护肾脏和远端器官

基本信息

  • 批准号:
    10609012
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Ischemic injury to the kidney and other organs is deadly and expensive. Ischemic acute kidney injury (AKI) occurs in up to two thirds of intensive care patients and 1 in 5 hospitalized adults with ~1.7 million of these patients dying annually. The very high mortality in AKI, however, is NOT caused by renal failure per se. Epidemiological and clinical data support the critical role of AKI-associated distant organ dysfunction in poor outcomes and mortality in AKI. AKI also can result in chronic kidney disease (CKD), progression of CKD to end stage renal disease (ESRD) and kidney transplant failure. While AKI and CKD are onerous, the transition to ESRD can be particularly perilous; mortality rates in Veterans (~40%) are huge in the first 90 days of ESRD care. AKI has no current treatment; thus, effective AKI therapy is an important unmet medical need. The robust, prompt inflammatory and oxidative stress response to renal ischemia has been well documented by others and by us. Inflammation in remote organs has also been found after renal ischemia, but the “crosstalk” between the injured kidney and remote organs is also not well understood. With Merit Review funding, we have demonstrated the effectiveness of adult-cell based therapies in multiple models of renal failure. Given the large benefits of relatively few cells, we hypothesized that extracellular vesicles (EV or exosomes), a non-viral biologic, released from the transplanted cells were the therapeutic effector. We found that renal EV were more effective than the originating cells, decreasing inflammation and oxidative stress and improving renal function postischemia, even when given after renal failure was established. Others have shown benefit with EV in renal injury models. We now propose to define the anti-inflammatory and anti-oxid- ant effects of renal EV in the kidney and remote organs and determine the specific therapeutic cargo. Our long-term goal is the development of effective therapies to improve outcomes in Veterans with renal insults. Our objective in this proposal is defining key mediators of benefit (including anti-inflammatory and anti-oxidative molecules) in the kidney and remote organs that are improved by EV and determine the “active ingredients” in EV cargo. Our central hypotheses are that renal EV provide a multi-faceted therapy for renal ischemic injury, increasing renal superoxide and catalase and anti-inflammatory cytokines and that skin and platelet EV do not decrease inflammation and are not protective. This will allow us to define the specific beneficial cargo in renal EV. We will employ the powerful technique of spatial transcriptomics to examine the changes with ischemia and improvements with EV. Furthermore, we posit that systemic and remote organ inflammation result from ischemia and not uremia and can be improved with EV. Based on our preliminary data, we propose the following aims to fill knowledge gaps in the mechanisms of renal injury and protection: 1. To define the efficacy of extracellular vesicles from different sources on postischemic renal function, inflammation and oxidative stress. Preliminary data support efficacy of renal, but not platelet or skin EV. We will examine means (including ischemic preconditioning) to improve efficacy. We will also compare cargo and the effects on pathways of ischemic injury between beneficial renal EV and ineffective EV in order to define the essential therapeutic cargo components and most altered pathways of renal injury. 2. To determine the effect of renal ischemia on inflammation and oxidative stress in remote organs and the effect of EV on inflammation and organ function following renal ischemia. At the conclusion of this work, we expect to have defined the key inflammatory and oxidative stress mediators of ischemic renal injury, the effects of renal ischemia on inflammation in remote organs, other specific mechanisms of benefit postischemia and the EV cargo that improve inflammation and renal function. The results are expected to have a significant positive impact in that they will provide the strong evidence- based proof of principle for further development of potential therapies to improve outcomes in AKI.
肾脏和其他器官的缺血性损伤是致命且昂贵的。 (AKI) 发生在多达三分之二的重症监护患者和五分之一的住院成人中,约有 170 万人患有 AKI 然而,这些患者每年都会死亡,但 AKI 的死亡率很高,并不是由肾衰竭本身引起的。 流行病学和临床数据支持 AKI 相关的远端器官功能障碍在贫困人群中的关键作用 AKI 的结果和死亡率还可能导致慢性肾脏病 (CKD),即 CKD 进展为慢性肾病。 终末期肾病 (ESRD) 和肾移植失败 虽然 AKI 和 CKD 很繁重,但这种转变很繁重。 终末期肾病 (ESRD) 的危险尤其严重;退伍军人 (~40%) 在服役后的前 90 天内死亡率很高 ESRD 护理目前尚无治疗方法;因此,有效的 AKI 治疗是一个重要的未满足的医疗需求。 对肾缺血的强烈、迅速的炎症和氧化应激反应已得到很好的证实 其他人和我们也发现了肾缺血后远端器官的炎症, 但受伤的肾脏和远端器官之间的“串扰”还没有得到很好的理解。 审查资金,我们已经证明了基于成体细胞的疗法在多种模型中的有效性 鉴于相对较少的细胞的巨大益处,我们培育了细胞外囊泡(EV 或 外泌体)是一种非病毒生物制品,从移植细胞中释放出来,是治疗效应物。 肾 EV 比原始细胞更有效,可以减少炎症和氧化应激, 改善缺血后的肾功能,即使是在肾衰竭发生后给予。 EV 在肾损伤模型中显示出益处,我们现在建议定义抗炎和抗氧化作用。 肾EV对肾脏和远端器官的影响,并确定具体的治疗药物。 我们的长期目标是开发有效的疗法来改善退伍军人的治疗结果 我们在该提案中的目标是确定关键的获益介质(包括抗炎作用)。 和抗氧化分子)在肾脏和远端器官中,通过 EV 得到改善并确定 EV 货物中的“活性成分”我们的中心假设是肾 EV 提供了多方面的治疗。 肾缺血损伤,增加肾超氧化物和过氧化氢酶以及抗炎细胞因子和皮肤 和血小板 EV 不会减少炎症,也没有保护作用,这将使我们能够确定具体的情况。 我们将利用强大的空间转录组学技术来检查肾脏 EV 中的有益物质。 缺血引起的变化和 EV 的改善此外,我们假设全身和远端器官。 根据我们的初步研究,炎症是由缺血而非尿毒症引起的,可以通过 EV 得到改善。 根据数据,我们提出以下目标,以填补肾损伤和保护机制方面的知识空白: 1. 确定不同来源的细胞外囊泡对缺血后肾功能的功效, 炎症和氧化应激的初步数据支持肾脏的功效,但不支持血小板或皮肤 EV 的功效。 我们将检查提高疗效的方法(包括缺血预处理)。 有益肾EV和无效EV之间的货物和对缺血性损伤途径的影响 为了确定肾损伤的基本治疗成分和大多数途径。 2. 确定肾缺血对远端器官炎症和氧化应激的影响 EV 对肾缺血后炎症和器官功能的影响。 在这项工作结束时,我们希望能够定义关键的炎症和氧化应激 缺血性肾损伤的介质、肾缺血对远端器官炎症的影响、其他 缺血后有益的具体机制和改善炎症和肾功能的 EV 货物。 预计结果将产生重大的积极影响,因为它们将提供强有力的证据—— 基于原理证明进一步开发潜在疗法以改善 AKI 的结果。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Impaired microvascular circulation in distant organs following renal ischemia.
肾缺血后远处器官的微血管循环受损。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Dominguez, Jesus H;Xie, Danhui;Kelly, K J
  • 通讯作者:
    Kelly, K J
Cardiac effects of renal ischemia.
肾缺血对心脏的影响。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Dominguez, Jesus H;Xie, Danhui;Kelly, K J
  • 通讯作者:
    Kelly, K J
Renal, but not platelet or skin, extracellular vesicles decrease oxidative stress, enhance nascent peptide synthesis, and protect from ischemic renal injury.
肾脏而非血小板或皮肤的细胞外囊泡可以减少氧化应激,增强新生肽的合成,并防止缺血性肾损伤。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Dominguez, Jesus H;Xie, Danhui;Kelly, K J
  • 通讯作者:
    Kelly, K J
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