Effect of protocatechuic acid against renal ischemia reperfusion damage on extracellular matrix integrity and related signal pathways

Renal iskemi reperfüzyon hasarına karşı protokatekuik asit’in ekstrasellüler matriks bütünlüğü ve ilişkili sinyal ileti yolakları üzerine etkisi

Abstract

Objective: In this study, possible protective effects of protocatechuic acid (PCA) against experimentally-induced acute renal ischemia/reperfusion (I/R) damage in rats, on matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) and the associated signal transduction pathways were investigated. Methods: A total of 3–4 month-old, 200–250 g Sprague Dawley rats were divided into groups of five (n=7). A right kidney nephrectomy surgery was conducted to all groups under anesthesia. Rats were administered polyethylene glycol 1 h prior to ischemia (Group I, II) and PCA (Group III, IV, V) intraperitoneally. Forty five minutes before the ischemia during 24 h reperfusion on all rats except those in Group I. At the end of the experiment, blood urea nitrogen (BUN), creatinine values and superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx) enzyme levels were investigated in blood serum. MMP-2 and MMP-9 gene expression levels were determined by RT-PCR, and p38 and p-p38 protein expression levels Western blotting method. Renal tissue was examined histologically and immunohistochemically. Results: It is assumed that 80 and 120 mg/kg of PCA might have a protective effect against oxidative stress damage caused by renal I/R. Conclusion: In our study, PCA has been shown to modu late the increased expression of MMP-2 and MMP-9 mRNA along with increased oxidative stress during renal I/R, as well as oxidative damage-induced p38 protein expression. It was determined that particularly 120 mg $kg^{−1}$ PCA reduced the renal I/R injury at a rate of 35–45%.

Özet

Amaç: Bu çalışmada sıçanlarda deneysel olarak oluştu rulan renal iskemi/reperfüzyon (I/R) hasarına karşı proto katekuik asit (PCA)’in, hücre dışı matriks regülasyonunda önemli rolü olan matriks metalloproteinaz-2 (MMP-2), matriks metalloproteinaz-9 (MMP-9) ve ilişkili sinyal ileti yolakları üzerine olası koruyucu etkileri araştırıldı. Materyal ve Metod: Toplam 35 adet 3–4 aylık 200–250 gr ağırlığında Spraque-Dawley cinsi erkek sıçanlar beş gruba ayrıldı (n=7). Anestezi altında tüm gruplara sağ böbrek nefroktomisi gerçekleştirildi. Sıçanlara intraperitonal ola rak 15 gün boyunca günde bir kez olmak üzere polietilen glikol (Grup I, II), ve protokatekuik asit (Grup III, IV) verildi. Grup I hariç tüm gruptaki sıçanlara 45 dakika iskemi 24 saat reperfüzyon işlemi uygulandı. Deney sonunda serumda Kan Üre Nitrojeni (BUN), Kreatinin değerleri ve Süperoksit Dismutaz (SOD), Katalaz (CAT) ve Glutatyon peroksidaz (GPx) enzim seviyelerine bakıldı. MMP-2 ve MMP-9 gen ekspresyon seviyeleri RT-PCR ile p38 ve p-p38 protein ekspresyon seviyeleri Western Blot yön temi ile belirlendi. Renal doku histolojik ve immünohisto kimyasal olarak da incelendi. Sonuçlar: 80 ve 120 mg/kg PCA'nın böbrek ˙I/R ile oluS¸ an oksidatif stres hasarı üzerine koruyucu etkisinin olabilecegi düs ˘ ¸ünülmektedir. Sonuç: çalıs¸mamızda, PCA'nın MMP-2 ve MMP-9 mRNA'- nın artan ekspresyonunu, renal I/R sırasında artmıs¸ oksi datif stresin yanı sıra oksidatif hasara bagl˘ ı p38 protein ekspresyonunu modüle ettigi gösterilmis ˘ ¸tir. Özellikle 120 mg $kg^{−1}$ PCA'nın renal I/R hasarını % 35–45 oranında azalttıg˘ı belirlenmis¸tir.