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Apr 29, 2023

Biología de las comunicaciones volumen 6, Número de artículo: 602 (2023) Citar este artículo

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La respuesta integrada al estrés (ISR) juega un papel fundamental en la respuesta al estrés celular, principalmente a través de la detención de la traducción global y la regulación positiva de las moléculas vinculadas a la adaptación celular. El factor de diferenciación de crecimiento 15 (Gdf15) es un potente biomarcador sensible al estrés de malestar clínico inflamatorio y metabólico en varios tipos de enfermedades. Aquí, evaluamos si el estrés celular impulsado por ISR contribuye a los resultados fisiopatológicos al modular Gdf15. El análisis del transcriptoma clínico demuestra que la PKR se asocia positivamente con la expresión de Gdf15 en pacientes con lesión renal. La expresión de Gdf15 depende de la ISR ligada a la proteína quinasa R (PKR) durante el malestar renointestinal agudo en ratones y la ablación genética de Gdf15 agrava las lesiones inducidas por sustancias químicas en los tejidos renales y la barrera intestinal. Una evaluación en profundidad de la microbiota intestinal indica que Gdf15 está asociado con la abundancia de bacterias vinculadas al metabolismo de la mucina y sus enzimas. Además, Gdf15 sensible al estrés facilita la producción de mucina y la supervivencia celular a través de la reorganización de la red reguladora de la autofagia. En conjunto, el Gdf15 activado por ISR contrarresta los procesos patológicos a través de la reprogramación protectora de la red autofágica y la comunidad microbiana, lo que proporciona biomarcadores predictivos sólidos e intervenciones contra el malestar renointestinal.

El malestar renointestinal es un resultado patológico de la comunicación interorgánica perjudicial entre el intestino y el riñón. La evidencia acumulada sugiere que el tracto gastrointestinal es una fuente importante de microbios y células relacionadas con el sistema inmunitario, lo que lleva a insultos inflamatorios en pacientes con lesión renal aguda (IRA) o enfermedad renal crónica (ERC)1,2,3. Del mismo modo, se han informado manifestaciones renales, que incluyen lesión tubular renal, nefrolitiasis, nefritis tubulointersticial, glomerulonefritis y amiloidosis, en el 4-23 % de los pacientes con trastornos de la barrera intestinal, como la enfermedad inflamatoria intestinal4,5,6. Experimentalmente, se ha demostrado que la ERC avanzada puede desencadenar un daño en la barrera de la mucosa intestinal y la consiguiente inflamación sistémica, lo que agrava la gravedad de la enfermedad3. En particular, los niveles de bacteriemia o endotoxemia están altamente asociados con la severidad de la enfermedad en pacientes con ERC7,8. Los factores adversos derivados del intestino, incluida la microbiota perjudicial, las endotoxinas y las toxinas urémicas, contribuyen a la lesión renal9. Otro modelo clínico representativo de malestar renointestinal es una complicación inducida por quimioterapia10,11, aunque los agentes quimioterapéuticos a base de platino, como el cisplatino (CP), se usan ampliamente para tratar tumores sólidos y neoplasias hematológicas malignas12. Según una investigación de cohorte de 6 años, aproximadamente el 34 % de los pacientes adultos con diversos tipos de cáncer a los que se les administró quimioterapia CP experimentaron LRA, y la mayoría de los pacientes exhibieron resultados renales a largo plazo, como una disminución leve pero permanente en la filtración glomerular estimada (TFGe)13. Además de las lesiones renales, la quimioterapia se ha asociado con la inducción de mucositis14. A pesar de los efectos beneficiosos de los agentes anticancerosos, entre el 20% y el 40% de los pacientes con tumores sólidos desarrollan mucositis después de la terapia anticancerosa15. Las células o los tejidos que crecen rápidamente, como las membranas mucosas de la boca, el estómago y los intestinos, son los principales objetivos de las acciones perjudiciales mediadas por los fármacos contra el cáncer a través de factores estresantes genotóxicos16.

El factor de diferenciación del crecimiento 15 (Gdf15) es un miembro de la superfamilia del factor de crecimiento transformante (TGF)-β y es inducido por diversos estímulos patológicos, que incluyen lesiones tisulares, inflamación e insultos oncogénicos17,18,19. Según la evidencia acumulada, Gdf15 participa en las respuestas homeostáticas de las células y desempeña un papel protector tanto en estados fisiológicos como patológicos, incluida la inflamación crónica y la tumorigénesis20,21,22,23. Dado que los niveles de expresión tisular de Gdf15 están fuertemente correlacionados con los niveles secretados de Gdf1524, los niveles circulantes de Gdf15 podrían representar potencialmente lesiones tisulares. En particular, los niveles de Gdf15 en sangre se han asociado positivamente con la disfunción o lesión renal durante el envejecimiento o la progresión de la enfermedad, incluida la ERC24,25,26.

En respuesta a diversos estresores internos y externos, las células eucariotas activan una vía adaptativa común, la respuesta integrada al estrés (ISR), para restaurar la integridad celular. El evento bioquímico central en ISR es la fosforilación del factor 2 alfa de iniciación de la traducción eucariota (eIF2α) por la familia de quinasas eIF2α, que provoca la detención global de la traducción y la inducción de genes específicos de respuesta al estrés para lograr la homeostasis biológica27,28. Aquí, determinamos si el estrés celular impulsado por ISR contribuye a los resultados fisiopatológicos a través de la modulación de Gdf15 durante la angustia renointestinal. Sobre la base de la suposición de que Gdf15 es una molécula sensible al estrés asociada con la lesión tisular, sus acciones en el malestar renointestinal se predijeron mediante el transcriptoma clínico y los modelos de lesión animal. Además de los resultados renales adversos, se abordó un nicho específico de la mucosa, incluida la comunidad microbiana y la barrera epitelial intestinal, en las complejas comunicaciones interorgánicas entre el intestino y el riñón. Nuestros hallazgos proporcionarían nuevos conocimientos sobre el pronóstico y la intervención de la angustia renointestinal.

Basado en la suposición de que los procesos celulares vinculados a ISR están involucrados en la modulación del sufrimiento renal, la expresión de cuatro eIF2α quinasas de mamíferos globales relacionadas con el estrés, es decir, EIF2AK1 (HRI), EIF2AK2 (proteína quinasa R; PKR), EIF2AK3 (proteína quinasa R -como la quinasa del retículo endoplasmático; PERK) y EIF2AK4 (GCN2), se compararon en pacientes con LRA (Fig. 1a). La expresión de EIF2AK2 (PKR) fue marcadamente elevada en comparación con los niveles de expresión de otras quinasas eIF2α de mamíferos. El análisis clínico basado en el transcriptoma reveló que los pacientes con AKI o CKD exhibieron niveles elevados de PKR (Fig. 1b, c). Aunque los niveles de PERK no se elevaron significativamente en pacientes con AKI, se observaron niveles elevados en pacientes con CKD (Figura complementaria s1a, b). También analizamos la expresión de Gdf15 asociada con AKI y CKD humanos en conjuntos de datos genómicos clínicos (GSE30718 y GSE66494, respectivamente). Observamos que la expresión relativa de Gdf15 fue significativamente mayor en pacientes con LRA y ERC que en el grupo control (Fig. 1d, e, respectivamente). Además, los sujetos con niveles elevados de PKR o su objetivo representativo, la proteína homóloga C/EBP (CHOP), tendían a exhibir niveles más altos de Gdf15 que aquellos con expresión baja de PKR o CHOP (Fig. 1f [AKI] y 1 g [CKD]) , lo que indica una asociación positiva entre la señalización de PKR y la expresión de Gdf15. Por el contrario, la expresión de PERK no se asoció significativamente con los niveles de Gdf15 en pacientes con AKI o CKD (Figura complementaria s1c, d, respectivamente).

a Se compararon los niveles de expresión de los genes de la quinasa eIF2α (EIF2AK1, EIF2AK2, EIF2AK3 y EIF2AK4) en cada paciente con lesión renal aguda (GSE30718). b–e Se determinó la expresión de PKR (b, c) o Gdf15 (d, e) en pacientes con lesiones renales, incluida la lesión renal aguda (GSE30718, b y d) o la enfermedad renal crónica (GSE66494, c y e). Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey. Los asteriscos (∗) indican diferencias significativas entre los dos grupos (∗p < 0,05, ***p < 0,001). f–g Con base en los niveles de proteína homóloga (CHOP) de PKR o C/EBP, seleccionamos las 20 muestras con el nivel más alto y las 20 con el nivel más bajo, que luego se evaluaron en función de los niveles de Gdf15 en pacientes con lesiones renales, incluida la lesión renal aguda (GSE30718, f) o enfermedad renal crónica (GSE66494, g). Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey y valores atípicos (círculos naranjas). Los asteriscos (∗) indican diferencias significativas entre los grupos (∗p < 0,05, ∗∗p < 0,01 utilizando una prueba t de Student no apareada de dos colas). Las células h–i HK-2 (h) y las células HCT8 (i) transfectadas con el control (el shRNA de control negativo) o el plásmido shPERK o shPKR se trataron con vehículo o 10 μmol/L de cisplatino (CP) durante 48 h. Los lisados ​​celulares se sometieron a análisis de transferencia Western. eIF2α, factor de iniciación eucariótico 2 alfa; Gdf15, factor de diferenciación de crecimiento 15; PKR, proteína quinasa R; PERK, quinasa del retículo endoplásmico similar a la proteína quinasa.

Gdf15 se evaluó mecánicamente como un factor inducido por el estrés en respuesta a la exposición al platino durante la angustia renointestinal. De acuerdo con la evaluación transcriptómica clínica, la respuesta de estrés renal a la PC se evaluó utilizando células HK-2, una línea celular epitelial del túbulo proximal inmortalizada bien establecida derivada de riñones humanos adultos normales29. Además, se han simulado respuestas de estrés intestinal en la línea celular HCT-8, un modelo de células epiteliales intestinales humanas ampliamente utilizado para enfermedades inflamatorias e infecciosas30,31. Con base en la viabilidad celular de 24 h (Fig. s2a, b complementaria), se realizaron las siguientes evaluaciones basadas en células a dosis de CP correspondientes a los valores de IC50 en cada tiempo de exposición dado. En respuesta al tratamiento con CP, las células HK-2 y HCT-8 mostraron una mayor expresión de Gdf15 (Fig. 1h, i). Además del estrés genotóxico, se ha descubierto que la CP interrumpe las funciones de los orgánulos, incluida la maquinaria de traducción, a través de una fuerte unión al ARN y los ribosomas32,33,34,35,36,37. Por lo tanto, entre los diversos tipos de vías de señalización vinculadas a la quinasa eIF2α en ISR, se examinaron las señales asociadas a PERK dependiente de ARN y PKR dependiente de ARN bicatenario para determinar su posible impacto en los niveles de expresión de Gdf15. Se usaron ARN de horquilla pequeños (ARNsh) específicos para derribar PERK o PKR para determinar su impacto en la expresión de Gdf15. En comparación con la expresión de PERK, PKR estuvo notablemente involucrado en la expresión de Gdf15 inducida por CP en ambos tipos de células. Estos hallazgos confirmaron que la señalización ligada a PKR está críticamente involucrada en la expresión de Gdf15 durante la lesión renal.

Específicamente, evaluamos si los altos niveles de expresión de Gdf15 estaban relacionados con el pronóstico de la patología renal en un modelo de ratón con LRA inducida por PC. El gráfico de supervivencia de Kaplan-Meier reveló que los ratones deficientes en Gdf15 mostraron un peor pronóstico que los ratones de tipo salvaje después del tratamiento con CP (Fig. 2a); esto indicó las acciones protectoras mediadas por Gdf15 contra la lesión renal aguda y los resultados adversos. La observación anatómica macroscópica de los riñones reveló un daño tisular extenso en ratones knockout (KO) para Gdf15 en respuesta al tratamiento con CP en comparación con los ratones de tipo salvaje (Fig. 2b). Se midieron los niveles de creatinina y nitrógeno ureico en sangre (BUN) para verificar las lesiones funcionales renales. Después del tratamiento con CP, los niveles de creatina y BUN fueron significativamente más altos en Gdf15 KO que en los ratones de tipo salvaje (Fig. 2c, d, respectivamente). Además, realizamos una evaluación cuantitativa de las lesiones del tejido renal mediante la tinción con ácido periódico de Schiff (PAS) (Fig. 2e) y encontramos un alto grado de dilatación tubular y vacuolización tubular en ratones Gdf15 KO en comparación con los ratones de tipo salvaje en respuesta a CP (Fig. 2f, g). Además, la formación de quistes inducida por CP fue notable en ratones Gdf15 KO en comparación con la de ratones de tipo salvaje (Fig. 2h). En general, estos resultados indicaron un papel protector de Gdf15 frente a la lesión renal inducida por CP.

Se trataron ratones de tipo salvaje y Gdf15 knockout (KO) de ocho semanas de edad con vehículo o CP (20 mg/kg, intraperitoneal) durante 72 h (n = 3 - 5). a Análisis de supervivencia de Kaplan-Meier de ratones de tipo salvaje y Gdf15 KO tratados con CP (n = 3 - 5, p < 0,01). b Anatomía macroscópica de secciones de riñón de ratones no tratados y ratones tratados con CP (tinción con ácido peryódico de Schiff [PAS]) (aumento, 5x; barras de escala, 1 mm). Los niveles séricos de creatinina (c) y nitrógeno ureico en sangre (BUN) (d) se midieron 72 h después del tratamiento con CP usando un kit de ensayo colorimétrico, como se describe en la sección de método. Los resultados se muestran como un gráfico de barras con el promedio y la desviación estándar, y las letras diferentes sobre cada barra representan diferencias significativas entre los grupos (p < 0,05). e Examen histológico de secciones de riñón teñidas con PAS (ampliación, 400×; barra(s) de escala, 50 μm). Análisis cuantitativo de dilatación tubular (f), vacuolización tubular (g) y formación de quistes (h). Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey y valores atípicos (círculos naranjas). Las letras diferentes sobre cada barra representan diferencias significativas entre los grupos (p < 0,05). Gdf15, factor de diferenciación de crecimiento 15.

Además de la dificultad renal, la mucositis es una complicación conocida asociada con la complicación inducida por PC14. Examinamos los efectos de la deficiencia de Gdf15 en la mucositis inducida por CP en ratones. Según las observaciones anatómicas macroscópicas, la deficiencia de Gdf15 agravó significativamente el acortamiento inducido por CP del intestino delgado del ratón considerando la longitud longitudinal (Fig. 3a). Después del examen microscópico de la capa epitelial intestinal, detectamos un adelgazamiento o acortamiento de las vellosidades o criptas en ratones expuestos a CP, que fue marcadamente grave en ratones Gdf15 KO (Fig. 3b, c). El acortamiento de la longitud del revestimiento, las vellosidades y las criptas asociado con Gdf15 sugirió una reducción en la superficie luminal del intestino delgado disponible para la absorción de nutrientes. Además, la puntuación histopatológica de la gravedad patológica reveló que la deficiencia de Gdf15 podría agravar la pérdida de criptas inducida por CP (Fig. 3d-g). En particular, la deficiencia de Gdf15 aumentó la inflamación y la ulceración, que fueron más pronunciadas en el íleon que en el yeyuno (Fig. 3f, g).

Se trataron ratones de tipo salvaje y Gdf15 knockout (KO) de ocho semanas de edad (n = 3–5) con vehículo o cisplatino (CP; 20 mg/kg) durante 72 h. a La longitud promedio del intestino delgado de cada grupo. b–c Longitudes promedio de vellosidad (izquierda) y cripta (derecha) en el yeyuno (b) y el íleon (c). Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey y valores atípicos (círculos naranjas). Letras diferentes sobre barras representan diferencias significativas entre grupos (p < 0,05). d-g Examen histológico de secciones teñidas con hematoxilina y eosina (H&E) del yeyuno (d) y el íleon (e) (ampliación, 100×; barra(s) de escala, 100 μm). Cuantificación de la gravedad patológica del yeyuno (f) y el íleon (g). Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey y valores atípicos (círculos naranjas). Los asteriscos (∗) indican diferencias significativas entre los grupos (∗∗p < 0,01, ∗∗∗p < 0,001 utilizando una prueba t de Student no apareada de dos colas). Gdf15, factor de diferenciación de crecimiento 15.

Además de las lesiones intestinales inducidas por PC, evaluamos un modelo de colitis ulcerosa bien definido utilizando sulfato de sodio dextrano (DSS). En respuesta al tratamiento con DSS, los ratones Gdf15 KO exhibieron mayores niveles de inflamación, ulceración, pérdida de criptas y edema en el colon en comparación con los ratones de tipo salvaje (Fig. 4a, b). Evaluamos un modelo representativo de enfermedad renal crónica a través del tratamiento con una dieta alta en grasas (HFD) (Figura complementaria s3). En este modelo, no pudimos encontrar defectos histológicos notables en el intestino, mientras que la exposición crónica a HFD (12 semanas) causó lesiones renales como la dilatación tubular. Sin embargo, Gdf15 no contribuyó a los eventos patológicos renales inducidos por HFD. Partiendo del supuesto de que la lesión intestinal está asociada con resultados adversos en el riñón, determinamos además si el insulto inductor de colitis afecta la integridad renal. Los animales con colitis ulcerosa inducida por sulfato de dextrano sódico (DSS) mostraron resultados patológicos en el riñón, incluidos niveles elevados de BUN y dilatación tubular, que fueron animales Gdf15 KO notables (Fig. 4c, d). Además de la angustia tubular, encontramos que la deficiencia de Gdf15 aumentó las lesiones glomerulares, incluida la contracción morfológica y la infiltración de neutrófilos en el modelo de colitis inducida por DSS (Fig. 4e). En conjunto, la deficiencia de Gdf15 contribuyó a las alteraciones histológicas y la gravedad patológica en los modelos de lesión renointestinal.

Se trataron ratones de ocho semanas de edad de tipo salvaje y Gdf15 knockout (KO) (n = 3-5) con vehículo o DSS al 3% durante 8 días. Examen histológico de secciones de colon teñidas con hematoxilina y eosina (H&E) (a). Cuantificación de la gravedad patológica de los dos puntos (b) (ampliación, 200x; barra(s) de escala, 100 μm). Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey y valores atípicos (círculos naranjas). Los asteriscos (∗) indican diferencias significativas entre grupos (∗∗p < 0,01, ∗∗∗p < 0,001). c Examen histológico de secciones de riñón teñidas con ácido peryódico de Schiff (PAS) (ampliación, 400×; barra(s) de escala, 50 μm). d El nitrógeno ureico en sangre (BUN) se midió 48 h después del tratamiento con DSS utilizando un kit de ensayo colorimétrico. Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey. Los asteriscos (∗) indican diferencias significativas entre grupos (**p < 0,01). e Análisis cuantitativo de dilatación tubular, contracción glomerular y esclerosis glomerular. Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey y valores atípicos (círculos naranjas). Los asteriscos (∗) indican diferencias significativas entre los dos grupos (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001). Gdf15, factor de diferenciación de crecimiento 15.

La capa de la mucosa intestinal se evaluó más, dado que es una barrera fundamental contra los desencadenantes proinflamatorios, incluidos los microbios y sus componentes. Teniendo en cuenta la defensa de la mucosa, la exposición a CP redujo la cantidad de células caliciformes y disminuyó la secreción de moco en la capa epitelial ileal, que se exacerbó aún más en ratones Gdf15 KO (Fig. 5a, b). Además del intestino delgado, la deficiencia de Gdf15 agotó la secreción de mucina del colon, lo que indica la función protectora de Gdf15 para las células caliciformes o su producción de mucina. Por lo tanto, Gdf15 KO también indujo una pérdida severa de la capa mucosa en el modelo de colitis inducida por DSS (Fig. 5c). Se realizó una tinción de Gram para localizar las bacterias luminales y estimar el grosor de la capa mucosa interna. Las células epiteliales deficientes en Gdf15 estaban en estrecho contacto con la materia luminal que contenía factores dietéticos y microbianos, dada la barrera mucosa reducida (Fig. 5d). Posteriormente, las bacterias luminales podrían trasladarse fácilmente a los tejidos internos y desempeñar un papel crucial en la activación de los insultos inflamatorios en la vasculatura y otros órganos diana, incluidos los riñones. La presente evidencia sugiere que la integridad mediada por Gdf15 de la barrera epitelial y mucosa contrarresta la liberación circulatoria de factores renotóxicos o proinflamatorios derivados del intestino.

Se trataron ratones de tipo salvaje y Gdf15 knockout (KO) de ocho semanas de edad (n = 3-5) con vehículo o cisplatino (CP; 20 mg/kg) durante 72 h. Tinción de la mucosa del íleon con azul alcián (ampliación, 200×; barra(s) de escala, 100 μm) y su cuantificación (ampliación, 200×; barra(s) de escala, 100 μm). b – d Ratones de tipo salvaje y Gdf15 KO de ocho semanas de edad (n = 3–5) se trataron con vehículo o DSS al 3% durante 8 días. Tinción de la mucosa del íleon con azul alcián (ampliación, 200×; barra(s) de escala, 100 μm) y su cuantificación (ampliación, 200×; barra(s) de escala, 100 μm) (b). Imágenes representativas de las bacterias de la mucosa intestinal mediante tinción de Gram (c) o tinción in situ de 16 rRNA (d) (ampliación, 200×; barra(s) de escala, 100 μm). Se midió el grosor de la capa mucosa (el gráfico de la derecha). El análisis de cuantificación se mostró como gráficos con bigotes de Tukey y valores atípicos (círculos naranjas). Letras diferentes con barras representan diferencias significativas entre grupos (p < 0,05). Gdf15, factor de diferenciación de crecimiento 15.

Además de la barrera tisular alterada del huésped, evaluamos la composición bacteriana luminal como una etiología potencial asociada con la barrera intestinal agravada, ya que los microbios de la mucosa pueden modular la síntesis o degradación de la matriz de la mucosa. En total, se produjeron 1 821 852 lecturas de extremos emparejados de las tres bibliotecas utilizando la plataforma Illumina iSeq (Illumina Inc., San Diego, CA, EE. UU.). Posteriormente, las 1 821 852 lecturas de un solo extremo se sometieron a análisis adicionales mediante la canalización QIIME2 (ver. 2021.2). Usando el algoritmo DADA2, se construyeron 2012 secuencias representativas de la región V4 de los genes 16 S rRNA, con una longitud promedio de 151 pb en tres bibliotecas, entre las cuales se contaron 100047.6, 102951.5, 100358.5 y 114681.25 características promedio en el tipo salvaje. (vehículo), Gdf15 KO (vehículo), de tipo salvaje (CDDP) y Gdf15 KO (CDDP), respectivamente. La diversidad alfa basada en las métricas de Shannon, Simpson y Chao1 reveló que el grado de diversidad dentro de cada comunidad microbiana era similar (Figura complementaria s4a). En contraste, la diversidad beta difería significativamente entre comunidades (Figura complementaria s4b). Además, el análisis de la composición de los filos demostró que Firmicutes y Bacteroidota eran los filos más dominantes en todas las muestras (Figura complementaria s4c). La composición difirió entre las muestras, ya que Firmicutes contribuyó con el 56,9 y el 59,6 % de las características totales como el filo más abundante en los grupos de vehículo y CDDP, respectivamente, mientras que la abundancia relativa de Bacteroidota aumentó en los ratones Gdf15 KO (Figura complementaria s4a). Además, la proporción de Proteobacteria fue 9 veces mayor que su valor original en respuesta a la exposición a CDDP en ratones de tipo salvaje, mientras que la elevación inducida por CDDP en la abundancia de Proteobacteria fue marginal en animales Gdf15 KO (Figura complementaria s4c). Una evaluación en profundidad de las comunidades a nivel de familia o género demostró que las Lachnospireae no clasificadas, como la familia principal perteneciente al phylum Firmicutes, contribuyeron con un 25–32% en cada grupo (Fig. 6a). Sin embargo, Muribaculaceae fue el género principal en el filo Bacteroidota en los animales Gdf15 KO. Se realizó una evaluación adicional para clasificar la abundancia relativa de bacterias a nivel de especie en respuesta a la deficiencia de Gdf15. En particular, la deficiencia de Gdf15 aumentó la abundancia relativa de Muribaculum intestinale, Duncaniella dubosii, Akkermansia muciniphila, Lachnospiraceae_UCG-006, Prevotellaceae, Bacteroidesvulgatus y Dubosiella (Fig. 6b y Figura complementaria s4d), todos los cuales fueron identificados como recolectores de mucina glucano en el microbioma intestinal humano38,39. Además, la predicción metagenómica basada en el perfil usando PICRUSt2 (ver.2.3.0) demostró elevaciones significativas en los genes que codifican enzimas relacionadas con la degradación de mucina en respuesta a la deficiencia de Gdf15 (Fig. 6c). En particular, la deficiencia de Gdf15 mejoró significativamente los niveles de expresión de genes para sialato O-acetilesterasa (EC:3.1.1.53), arilsulfatasa N-acetilgalactosamina-4-sulfatasa (EC:3.1.6.1), exo-alfa-sialidasa (EC:3.1. 6.12), beta-manosidasa (EC:3.2.1.18), alfa-l-fucosidasa (EC:3.2.1.25), beta-N-acetilhexosaminidasa (EC:3.2.1.51) y endo-alfa-N-acetilgalactosaminidasa (EC :3.2.1.52). En conjunto, la deficiencia de Gdf15 aumentó concomitantemente la abundancia de bacterias y enzimas vinculadas al metabolismo de la mucina junto con la alteración de la barrera de la mucosa, lo que indica que Gdf15 contrarresta la degradación de la mucina inducida por los microbios.

Las bacterias fecales se sometieron a análisis de 16 S rRNA para determinar la composición filogenética. a,b Las bacterias de cada uno de los 30 principales taxones abundantes se enumeran junto con la abundancia correspondiente (a) y la abundancia relativa (b). Los microbios remarcados son géneros o especies potentes que se alimentan de mucina. c Genes relacionados con enzimas de degradación de mucina reconstruidos a partir del perfil de 16 S rRNA con PICRUSt2. Los datos representan la media ± desviación estándar (DE) (N = 3) con todos los puntos de datos (círculos) (los resultados se muestran como los valores medios ± DE. Los asteriscos (∗) indican diferencias significativas entre los grupos (∗p < 0,05, ∗∗p < 0,01, ∗∗∗p < 0,001) Gdf15, factor de diferenciación de crecimiento 15.

Teniendo en cuenta la contrarrestación mediada por Gdf15 contra las lesiones renointestinales, la autofagia se evaluó como uno de los mecanismos de protección representativos. En primer lugar, evaluamos la participación de Gdf15 en el flujo autofágico en las células intestinales y renales utilizando el plásmido para la expresión de la cadena ligera 3 B (LC3B) de la proteína 1 A/1B asociada a microtúbulos etiquetada con mCherry y GFP, un marcador de autofagosoma representativo. (Fig. 7a, b). La fusión de autofagosomas con endosomas tardíos o lisosomas da como resultado autolisosomas ácidos en los que se pierde la señal de GFP sensible a los ácidos. Además, la señal de mCherry insensible a los ácidos finalmente se pierde cuando se degrada la proteína con doble etiqueta. Las células insultadas con CP exhibieron la formación de autofagosomas (el punto amarillo), que fue seguida por la formación de autolisosomas (el rojo) para la eliminación de las proteínas ubiquitiniladas bajo estrés químico. Sin embargo, las células deficientes en Gdf15 mostraron defectos en el flujo autofágico normal. La formación de autolisosomas se vio notablemente interferida en la caída de Gdf15, lo que resultó en una señal puncta amarilla prolongada con niveles atenuados de puntos puncta fluorescentes rojos (Fig. 7a, b), lo que sugiere los roles fundamentales de Gdf15 para facilitar el flujo autofágico.

Se transfectaron células de control o deficientes en Gdf15 (células HCT-8 (a) o HK-2 (b)) con pDEST-CMV mCherry-GFP-LC3B WT. A las 24 h después de la transfección, las células se trataron con vehículo o 10 μmol/L de cisplatino (CP) durante 48 h. Las células se observaron bajo el microscopio confocal para controlar el flujo autofágico sensible al pH (ampliación, 400x; barra(s) de escala, 10 μm). El análisis de cuantificación se mostró como gráficos con bigotes de Tukey (gráficos inferiores) y todos los puntos de datos (círculos). Letras diferentes con barras representan diferencias significativas entre grupos (p < 0,05). Gdf15, factor de diferenciación de crecimiento 15.

A continuación, investigamos el vínculo mecánico entre Gdf15 y la protección de la mucosa. En consecuencia, la autofagia se evaluó como uno de los mecanismos de señalización de protección contra la mucositis inducida por productos químicos. Notamos que las células intestinales eliminadas de Gdf15 exhibieron una activación reducida de LC3B (Fig. 8a), lo que indica que Gdf15 regula positivamente la autofagia. Además, observamos p62, un receptor de carga destinado a ser degradado por autofagia, que se une a la ubiquitina y LC3, facilitando la eliminación de proteínas ubiquitinadas en el autolisosoma. Aunque p62 finalmente se degradó en las células intestinales expuestas a CP, las células deficientes en Gdf15 exhibieron resistencia al proceso de degradación inducido por CP. Teniendo en cuenta la protección intestinal mediada por la mucosa, la evaluación in vitro utilizando células epiteliales intestinales humanas demostró la expresión dependiente de Gdf15 de las mucinas 2 y 4 (Fig. 8b). Además, la inhibición de la señalización de autofagia atenuó la inducción de mucina 2/4 en respuesta a la angustia inducida por CP, lo que indica que la señalización de autofagia mediada por Gdf15 participa en la expresión de mucina intestinal.

Se trataron células HCT8 transfectadas con control o vector shGdf15 con vehículo o 10 μmol/L de cisplatino (CP) durante 48 h. Los lisados ​​celulares se sometieron a análisis de transferencia Western. b Las células HCT-8 transfectadas con el control (el shRNA de control negativo) o el plásmido shGdf15 se trataron con vehículo o 10 μmol/L de CP en ausencia o presencia de 20 μmol/L de 3-metiladenina (3-MA) ​​durante 48 h, y Los niveles de ARNm de mucina 4 o mucina 2 se midieron mediante el análisis de la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa con transcripción inversa (RT-qPCR). Los valores de los datos se presentan como la media ± desviación estándar (DE) y todos los puntos de datos (círculos). Los asteriscos (∗) indican diferencias significativas con el grupo tratado con CP (∗∗∗p < 0,001). Las transferencias en caja indican la supresión eficiente de Gdf15 usando shRNA. c Evaluación de grupos de la red reguladora de la autofagia (ARN; https://autophagyregulation.org) en respuesta a los niveles de Gdf15 en células humanas. El grosor del borde indica los niveles de centralidad de intermediación de cada nodo. d Las células HCT-8 transfectadas con el control (el shRNA de control negativo) o el plásmido shGdf15 se trataron con vehículo o 20 μmol/L de CP durante 12 h, y los niveles de mRNA se midieron mediante análisis RT-qPCR. Los valores de los datos se presentan como la media ± SD y todos los puntos de datos (círculos). Letras diferentes sobre barras representan diferencias significativas entre grupos (p < 0,05). Gdf15, factor de diferenciación de crecimiento 15.

Para abordar la red de señalización detallada involucrada en la autofagia inducida por Gdf15, realizamos un análisis bioinformático sistemático de la expresión de Gdf15 en células humanas utilizando la base de datos de la red reguladora de autofagia (ARN), que abarca varios componentes vinculados a la maquinaria de autofagia basados ​​en evidencia, sus reguladores, factores de transcripción, reguladores de miARN y conectores de red de señalización en una ilustración de varias capas40. Con base en el perfil del gen sensible a Gdf15 humano en las células intestinales, identificamos dos grupos de señalización de autofagia asociada al receptor (Fig. 8c). Descubrimos que Gdf15 mejoró el tipo de proteína 1 asociado al receptor de ácido gamma-aminobutírico (GABARAPL1) en el sistema de jerarquía de señalización, que media la transducción de señales a través de interacciones proteína-proteína y regula a la baja el receptor gamma activado por el proliferador de peroxisoma del receptor nuclear (PPAR-γ) -red transcripcional regulada. GABARAPL1 y PPAR-γ son componentes clave con una alta centralidad de intermediación de ARN en respuesta a los niveles de Gdf15. Además, los factores de transcripción de alto grado modulados por GABARAPL1, como Sp1 y el gen 1 de respuesta de crecimiento temprano (Egr1), contribuyeron a las alteraciones de la red de respuesta a Gdf15. Además, examinamos módulos críticos regulados por Gdf15 de la red de autofagia en células intestinales humanas expuestas a CP. La exposición del epitelio intestinal a CP mejoró ligeramente la expresión de GABARAPL1, que fue regulada positivamente por Gdf15 (Fig. 8d). Por el contrario, el estrés químico reguló a la baja la expresión de PPARγ.

A continuación, nuestro objetivo era predecir el vínculo entre la autofagia y la lesión del tejido renal. Aunque el papel preciso de la autofagia en la enfermedad renal sigue siendo controvertido, los pacientes con AKI tienden a exhibir niveles reducidos de Beclin-1 (BEC1), un biomarcador de autofagia representativo (Fig. 9a). El análisis del transcriptoma clínico también reveló que los sujetos con alta expresión de Gdf15 tendían a exhibir niveles aumentados de BEC1 durante la lesión renal aguda o crónica (Fig. 9b). Experimentalmente, los ratones Gdf15 KO exhibieron una expresión reducida de LC3B II, un marcador de autofagosoma representativo (Fig. 9c), lo que indica que Gdf15 regula positivamente la autofagia. De acuerdo con los niveles de expresión del tejido renal, la eliminación de Gdf15 en las células HK2 atenuó el nivel de activación de LC3B (Fig. 9d). Además, las células deficientes en Gdf15 mostraron niveles elevados de p62, un receptor para carga destinado a ser degradado por autofagia, lo que indica que Gdf15 contribuye al proceso de autolisosoma, así como a la formación de autofagosoma en las células tubulares renales. Por el contrario, la supresión de Gdf15 aumentó la muerte de células renales inducida por CP (escisión de PARP1/2), lo que indica los efectos protectores de Gdf15 a través de la señalización de autofagia en respuesta a la exposición a CP. Además, la inhibición de la señalización de autofagia agravó la muerte de células renales inducida por CP (Fig. 9e). Colectivamente, Gdf15 y su vía de autofagia aguas abajo brindan mecánicamente protección contra la muerte de células renales.

a Expresión de BECN1 en pacientes con insuficiencia renal aguda (GSE30718). b En función de los niveles de Gdf15 en pacientes con lesión renal aguda (GSE30718, izquierda) o enfermedad renal crónica (GSE66494, derecha), seleccionamos las 20 muestras de nivel más alto y las 20 de nivel más bajo, seguidas de una comparación de los niveles de expresión de BECN1. Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey. Los asteriscos (∗) indican diferencias significativas con respecto al grupo de baja expresión (∗p < 0,05 usando una prueba t de Student no pareada de dos colas). c Los ratones de tipo salvaje y Gdf15 knockout (KO) de ocho semanas de edad (n = 3–5) se trataron con vehículo o cisplatino (CP; 20 mg/kg) durante 72 h. Los lisados ​​de tejido renal se sometieron a transferencia Western. Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey. El gráfico muestra las densidades relativas de la cadena ligera 3B (LC3B) del western blot. Letras diferentes sobre barras representan diferencias significativas entre grupos (p < 0,05, n = 3). d Las células HK-2 transfectadas con control o el vector shGdf15 se trataron con vehículo o 10 μmol/L de CP durante 48 h. Los lisados ​​celulares se sometieron a análisis de transferencia Western. Las células HK-2 se trataron con vehículo o 10 μmol/L de CP en ausencia o presencia de 20 μmol/L de 3-metiladenina (3-MA) ​​durante 48 h. Los lisados ​​celulares se sometieron a análisis de transferencia Western. Gdf15, factor de diferenciación de crecimiento 15.

Finalmente, el análisis del transcriptoma clínico verificó la señalización de autofagia en pacientes con insuficiencia renal aguda. Teniendo en cuenta las respuestas de estrés integradas durante la lesión renal, la señalización de estrés mediada por la quinasa PKR eIF2α estuvo críticamente involucrada en la inducción de Gdf15 durante la lesión renal y la exposición a CP (Fig. 1). En consecuencia, evaluamos la expresión de GABARAPL1 y los niveles de PKR en pacientes con LRA. Los sujetos con niveles elevados de PKR exhibieron una mayor expresión de GABARAPL1, lo que indica que ISR mejora la expresión de GABARAPL1 (Fig. 10a). Además, GABARAPL1 sensible a PKR se asoció positivamente con niveles mejorados de BECN1, un biomarcador de autofagia en tejidos renales lesionados (Fig. 10b). Además, los pacientes con niveles altos de Gdf15 tendían a demostrar niveles elevados de GABARAPL1 y expresión disminuida de PPARγ, lo que sugiere una red de autofagia alterada por Gdf15 durante la insuficiencia renal aguda (Fig. 10c). Además, la predicción clínica vinculada a la base de datos de los patrones reguladores de dos moléculas clave de la red de autofagia, GABARAPL1 y PPAR-γ, fue similar a las observadas en las células tubulares renales expuestas a CP (Fig. 10d). Colectivamente, Gdf15 sensible al estrés moduló la red de señalización de autofagia, contribuyendo al mantenimiento de la integridad de la mucosa y la supervivencia de las células renales en el eje intestino-riñón en dificultades (Fig. 10e).

a Con base en los niveles de proteína quinasa R (PKR) en pacientes con lesión renal aguda (GSE30718), seleccionamos las 20 muestras más altas y las 20 más bajas, seguidas de una comparación de la proteína tipo 1 asociada al receptor de ácido gamma-aminobutírico (GABARAPL1). b Sobre la base de los niveles de GABARAPL1 en pacientes con insuficiencia renal aguda (GSE30718), seleccionamos las 20 muestras más altas y las 20 más bajas, seguidas de una comparación de la expresión de BECN1. c Con base en los niveles de Gdf15, seleccionamos las 20 muestras más altas y las 20 más bajas, seguidas de una comparación de la expresión de GABARAPL1 (izquierda) y PPAR-γ (derecha) en pacientes con lesión renal aguda (GSE30718). Los resultados se muestran como un gráfico con bigotes de Tukey y valores atípicos (círculos naranjas). Los asteriscos (∗) indican diferencias significativas con el grupo de baja expresión (*p < 0,05, **p < 0,01 usando una prueba t de Student no pareada de dos colas). d Las células HK-2 transfectadas con el control (el shRNA de control negativo) o el plásmido shGdf15 se trataron con vehículo o 20 μmol/L de cisplatino (CP) durante 12 h, y los niveles de mRNA se midieron mediante el análisis de reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa con transcripción inversa. Los valores de los datos se presentan como la media ± desviación estándar (DE) y las letras diferentes sobre las barras representan diferencias significativas entre los grupos (p < 0,05). e Esquema mecanicista de protección ligada a Gdf15. Las células activan respuestas de estrés integradas después de lesiones tubulares o mucosas, lo que lleva a la producción de Gdf15. El Gdf15 sensible al estrés juega un papel crucial en la reorganización de la red reguladora de la autofagia para la adaptación endógena, incluida la producción de mucina intestinal y la supervivencia de las células renales contra las lesiones citotóxicas. Además, el Gdf15 vinculado a la protección contrarrestó la microbiota que degrada la mucosidad en el intestino afectado. Gdf15, factor de diferenciación de crecimiento 15; PPAR-γ, receptor gamma activado por el proliferador de peroxisomas.

En el presente estudio, Gdf15 se evaluó como una molécula de adaptación endógena frente al estrés patológico. En particular, Gdf15 activado por ISR facilitó la protección celular a través de la reprogramación de señalización de la red de autofagia en respuesta a la lesión tisular. Además de la protección de las células renales, la señalización autofágica vinculada a Gdf15 participó en el mantenimiento de la barrera intestinal a través de la regulación de la producción de mucina contra la microbiota que degrada la mucosidad durante la lesión renal. Las predicciones basadas en conjuntos de datos clínicos y experimentos y la evidencia sobre la protección mediada por Gdf15 brindan información sobre objetivos sólidos para la prevención o intervención molecular contra lesiones intestinales y renales. Gdf15 también se ha evaluado como un biomarcador temprano de diversas lesiones tisulares, regulando la inflamación, la supervivencia celular, la proliferación y la apoptosis durante la progresión de la enfermedad41. Además, los niveles séricos elevados de Gdf15 se han asociado con un mayor riesgo de progresión de la ERC, lo que indica particularmente su utilidad como marcador de insuficiencia renal en las poblaciones de ancianos y jóvenes25,42. Además, los niveles urinarios de Gdf15 pueden estar asociados con resultados adversos, patrones histológicos renales y la necesidad de terapia de reemplazo renal en pacientes con ERC43. Según se informa, el trasplante de riñón reduce los niveles séricos de Gdf15, mientras que se descubrió que la nefrectomía aumenta estos niveles, lo que indica que el Gdf15 renal regula diversas funciones fisiológicas44. En este documento, Gdf15 vinculado a ISR podría ser un biomarcador de pronóstico valioso para el malestar renointestinal agudo, pero se justifican evaluaciones adicionales para generalizar la predicción en otras lesiones renales diversas.

Gdf15 facilita la reorganización del ARN en respuesta al estrés celular. Sin embargo, la evidencia mecánica con respecto a la regulación de la autofagia mediada por Gdf15 sigue siendo limitada. En términos de evidencia indirecta de la acción de Gdf15 en la autofagia, se demostró que Gdf15 combinado con lipoproteínas de baja densidad oxidadas altera los procesos autofágicos al regular la expresión de proteínas relevantes para la autofagia en macrófagos humanos durante la formación de placas ateroscleróticas45. En la maquinaria de autofagia, se predijo que GABARAPL1 sería un mediador de señalización protector en la patogénesis renal ligada a PKR después de la inducción de Gdf15. En las células de mamíferos, las membranas de carga son reconocidas y conjugadas por la familia de proteínas 8 relacionadas con la autofagia, incluidas las proteínas GABARAP o LC3, que desempeñan funciones críticas en el flujo autofágico46,47. Aunque LC3 participa en la elongación de la membrana del fagóforo, las GABARAP, incluido GABARAPL1, son esenciales para la extensión y el sellado del fagóforo, lo que da como resultado la maduración del autofagosoma48. Además, la subfamilia GABARAP regula positivamente ULK1 (quinasa activadora de autofagia similar a Unc1), una quinasa clave sensible al estrés que inicia la maquinaria de autofagia en respuesta a factores estresantes internos o externos, incluida la señalización de estrés metabólico y de nutrientes49. En el presente estudio, la expresión de PKR y Gdf15 que responde al estrés se asoció positivamente con la expresión de GABARAPL1 en pacientes con lesión renal aguda, lo que podría facilitar la formación y maduración temprana de la autofagia como un proceso celular protector contra lesiones epiteliales intestinales y tubulares renales. Aunque el papel de la autofagia en la lesión renal debe dilucidarse de manera integral, la autofagia temprana que responde al estrés puede estar asociada con una respuesta adaptativa que suprime la muerte celular y, posteriormente, mejora la supervivencia de las células tubulares renales durante la lesión renal50. Se sabe que varias vías de señalización influyen en las vías moleculares vinculadas a la autofagia. Los resultados patológicos inducidos por PC se han asociado negativamente con la activación de la autofagia protectora a través de mediadores de señalización bioquímica vinculados a la reprogramación metabólica, incluida la proteína quinasa alfa activada por monofosfato de adenosina 5′ y la sirtuina-3, durante las lesiones renales agudas51,52. Además, la maquinaria autofágica secuestra los lisosomas dañados en las células renales, que son engullidos a través de la formación de autofagosomas, lo que da como resultado una homeostasis lisosomal y una integridad celular saludable durante la LRA53. Además, el proceso de degradación intracelular vinculado a la autofagia juega un papel crucial en las células intestinales secretoras de mucina para hacer frente a las respuestas de estrés de proteínas desplegadas54,55. Los niveles excesivos de biosíntesis de mucina con una vía de autofagia defectuosa pueden alterar la homeostasis intestinal. A diferencia de la autofagia protectora, la señalización de la autofagia se ha asociado con efectos perjudiciales a través de respuestas proinflamatorias en un modelo de lesión renal asociada a endotoxinas56. En particular, la autofagia puede brindar protección contra un grado leve de lesión renal por isquemia-reperfusión; sin embargo, este efecto no se observa en casos de lesiones graves57. Además, se demostró que la activación persistente de la autofagia en los túbulos proximales del riñón estimula la fibrosis intersticial renal en un modelo murino58. Por lo tanto, la contribución precisa de las células renales e intestinales durante la autofagia debe evaluarse a fondo según la gravedad y la progresión de la enfermedad.

En el presente estudio, la señalización de autofagia se asoció con ISR mediada por PKR en el modelo de lesión renal aguda con tratamiento CP. CP induce genotoxicidad al formar aductos de ADN, lo que interfiere con la replicación genética y las respuestas de estrés celular. Sin embargo, los resultados patológicos inducidos por PC pueden estar asociados con múltiples mecanismos, incluido el bloqueo de la síntesis de ARN o su unión directa al ARN35,36,37. Se descubrió que los aductos de CP-ADN exhiben una alta actividad de unión a proteínas de dominio de grupo de alta movilidad, como el factor de unión aguas arriba humano, que puede interferir con la unión al promotor del gen del ARN ribosómico (rARN)35,37. Además, la CP intercala directamente los ribosomas y el ARNm, lo que lleva al estancamiento ribosómico, así como a la supresión de la traducción global36. El estancamiento ribosómico impulsado por el estrés desencadena la inhibición traduccional global mediada por eIF2α a través de PKR, una vía bioquímica primaria en ISR27,59,60,61. La ISR ligada a PKR puede ser activada por diversos factores estresantes internos y externos, incluida la infección viral, la inhibición traduccional específica, el estrés oxidativo y del RE, la privación del factor de crecimiento y la infección bacteriana27,62. En particular, la activación de PKR ligada al estrés ribosómico es un mecanismo potente implicado en trastornos inflamatorios y crónicos a través de perfiles desequilibrados de citocinas y factores de crecimiento63,64,65. Además, los eventos relacionados con PKR pueden asociarse con estrés patológico renal generalizado en lugar de toxicidad renal específica de sustancias químicas, ya que los pacientes con AKI y CKD mostraron tales vínculos independientemente de la exposición al platino (Fig. 1). Por lo tanto, se necesita una amplia evidencia molecular para establecer si la señalización de respuesta al estrés facilita los resultados adversos o restaura la homeostasis biológica en diversas lesiones renales.

En conclusión, se demostró que Gdf15 sensible al estrés es una molécula de adaptación contra las lesiones renointestinales agudas. La expresión de Gdf15 dependía de la activación de señalización mediada por ISR ligado a PKR, lo que se verificó mediante análisis de transcriptoma clínico en pacientes con lesiones renales. En particular, el Gdf15 sensible al estrés estuvo involucrado en el mantenimiento de la integridad de la mucosa intestinal y de las células renales. Mecánicamente, Gdf15 controló el malestar renointestinal agudo al facilitar la producción de mucina y la protección celular a través de la reorganización de la señalización autofágica de protección celular. Además, Gdf15 se asoció con la regulación de la comunidad bacteriana que degrada la mucosidad. Colectivamente, las respuestas de adaptación endógenas sensibles al estrés podrían contrarrestar los procesos patológicos en el eje de señalización de la red de autofagia ISR-Gdf15, allanando así una nueva estrategia para el desarrollo de biomarcadores predictivos e intervenciones contra la angustia renointestinal.

La expresión génica renal se evaluó en pacientes con LRA (gse30718, n = 47) o ERC (gse66494, n = 61). El análisis de la expresión génica de los riñones humanos con LRA es limitado, ya que estos riñones rara vez se someten a biopsia66. Dado el suministro limitado de muestras de biopsia renal de pacientes con LRA, los pacientes con explantes de riñón fueron seguidos como modelos de LRA humana66. Dado que todos los sujetos con trasplantes de riñón experimentan LRA, los trasplantes de riñón tempranos sin rechazo son un modelo excelente para la LRA humana. Las biopsias de trasplantes con LRA (gse30718) se compararon con las biopsias del protocolo prístino de trasplantes estables.

Los pacientes con ERC muestran una pérdida irreversible y progresiva de nefronas, seguida de fibrosis glomerular, atrofia tubular y fibrosis tubulointersticial, que son características comúnmente observadas en las enfermedades renales progresivas humanas, independientemente de las etiologías iniciales67. Se analizaron muestras de biopsia de 48 pacientes con ERC confirmada histopatológicamente (gse66494) para identificar los genes responsables de la fibrosis tubulointersticial y la lesión de las células tubulares mediante dos procesos independientes de descubrimiento y validación67. Los pacientes exhibieron varios tipos histológicos de enfermedades renales incluyendo nefropatía IgA (n = 15), nefropatía membranosa (n = 7), nefritis lúpica (n = 6), síndrome nefrótico de cambios mínimos (n = 3), glomerulonefritis membranoproliferativa (n = 3 ), amiloidosis (n = 3), glomerulonefropatía relacionada con anticuerpos anticitoplasma de neutrófilos (n = 2), nefropatía diabética (n = 2) y otras nefropatías (n = 6).

En el presente estudio, empleamos la línea celular epitelial intestinal humana HCT-8 y células renales humanas (HK-2 y HEK293). Las líneas celulares libres de micoplasma se adquirieron de la American Type Culture Collection y se mantuvieron en medio RPMI 1640 o DMEM (Welgene) suplementado con suero fetal bovino inactivado por calor al 10 % (v/v) (Welgene), 50 U/ml de penicilina y 50 µg/mL de estreptomicina (Welgene) a 37 °C en una incubadora humidificada con CO2 al 5 %. Las células se sembraron a una densidad de 5x105 células en una placa de 60 mm y el medio de cultivo se repuso cuando las células alcanzaron la confluencia. Después de reponer el medio durante 12 h, se añadió CP (10 μmol/L) en solución salina normal al cultivo celular durante 24 o 48 h. Posteriormente, las células se recolectaron para la extracción de proteínas y ARN. El polvo de CP se adquirió de Sigma-Aldrich (#PHR1624) y las soluciones madre se prepararon en solución salina normal. El recuento celular y la viabilidad se ensayaron usando la prueba de exclusión de colorante con colorante azul Trypan (Merck) con un hemocitómetro.

El procedimiento se basó en el método previamente publicado68. En detalle, los ratones C57BL/6 (macho de 6 semanas de edad, peso promedio de 16 a 18 g) se compraron en Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME, EE. UU.) y los ratones Gdf15 KO C57BL/6 fueron proporcionados amablemente por el Dr. Se -Jin Lee (Universidad Johns Hopkins, Baltimore, MD, EE. UU.). Todos los ratones de la misma edad se colocaron en una jaula y se transfirieron aleatoriamente a diferentes jaulas sin sesgos. Los ratones se asignaron aleatoriamente a grupos de tratamiento específicos. Los ratones se aclimataron durante 14 días antes de la experimentación y se mantuvieron a 22 ± 2 °C bajo una humedad relativa del 45-55 %, con un ciclo de luz/oscuridad de 12/12 h. Se alojaron tres ratones por jaula y se les proporcionó suficiente alimento y agua en jaulas ambientalmente protegidas, que comprendían un cuerpo de polipropileno transparente y una cubierta superior de acero inoxidable. La LRA inducida por quimioterapia se indujo mediante una inyección intraperitoneal de cisplatino (20 mg/kg). Los ratones de tipo salvaje y Gdf15 KO de ocho semanas de edad se trataron con vehículo o CP (20 mg/kg, por vía intraperitoneal) durante 72 h (n = 4 - 5). Para inducir la colitis inducida por DSS y las complicaciones renales, se trató a ratones macho de siete semanas de edad con DSS al 3% (peso molecular 36 000–50 000 Da; MP Biomedical, Solon, OH, EE. UU.) ad libitum en agua potable durante ocho días. Dos días más tarde, los ratones se sacrificaron bajo anestesia profunda con éter.

El procedimiento se basó en el método previamente publicado68,69. Brevemente, las secciones de riñón se tiñeron con PAS y se obtuvieron microfotografías de las secciones preparadas utilizando un microscopio invertido (Nikon-Eclipse Ts2R, Tokio, Japón). Las imágenes obtenidas se cuantificaron utilizando Adobe Photoshop CS6 y Multi Gauge V3.0. Una porción del riñón recolectado se fijó en PFA al 4 % a 4 °C, se incrustó en cera de parafina y se tiñó con PAS; la otra parte se segmentó en dos porciones para el aislamiento de ARN y proteínas, se congeló instantáneamente en nitrógeno líquido a -120 °C durante 10 a 15 minutos y se homogeneizó el día de la extracción de órganos. El grado de lesión tubular renal se expresó como la proporción de túbulos renales dañados70. Para el análisis estadístico, los campos visuales de cada espécimen se seleccionaron al azar, y los diámetros de los túbulos y los diámetros de la luz se fotografiaron bajo el microscopio, y las lesiones se analizaron estadísticamente mediante el software ImageJ. Los diámetros de los túbulos se midieron desde la membrana basal a través del segmento más estrecho de un túbulo hasta la membrana basal del lado opuesto. Los diámetros de los lúmenes se determinaron midiendo la distancia entre las membranas apicales a lo largo de la parte más estrecha de un túbulo. Los niveles de vacuolización tubular se evaluaron graduando los niveles de vacuolas que afectaban a los túbulos proximales y se extendían hasta la membrana basal71. El índice quístico se calculó como el porcentaje de área quística en relación con el área renal total72.

El procedimiento se basó en el método previamente publicado68,69. Para el análisis intestinal, se extrajo inmediatamente el intestino delgado, se fijó en solución de Carnoy y se incrustó en parafina. Las secciones se desparafinaron con xileno, se rehidrataron con una serie de soluciones alcohólicas graduadas y se tiñeron con hematoxilina y eosina (H&E) utilizando un protocolo de laboratorio establecido para revelar lesiones histopatológicas. Las longitudes de las criptas y las vellosidades del yeyuno y el íleon se midieron usando un micrómetro. Se midieron y promediaron al menos nueve vellosidades de cada sección para cada grupo. La evaluación morfológica se realizó de forma ciega utilizando criterios bien establecidos. En resumen, las secciones transversales teñidas con H&E de los tejidos del intestino delgado se calificaron en una escala de 0 a 4 para determinar la gravedad histopatológica según los siguientes criterios: 0, sin cambios con respecto al tejido normal; Grado 1, inflamación leve presente en la mucosa, compuesta principalmente por células mononucleares, con poco daño epitelial; Grado 2, inflamación multifocal que supera una puntuación de Grado 1, con células mononucleares y pocas polimorfonucleares (neutrófilos), glándulas de las criptas separadas de la membrana basal, depleción de mucina de las células caliciformes y el epitelio ocasionalmente separado de la mucosa hacia la luz; Grado 3, inflamación multifocal que supera una puntuación de Grado 2, incluidas células mononucleares y neutrófilos que progresan hacia la submucosa, abscesos de las criptas que se presentan con un aumento de la depleción de mucina y presencia de alteración epitelial; Grado 4, ausencia de criptas, inflamación grave de la mucosa compuesta principalmente por neutrófilos y epitelio ausente o completamente desprendido. Para cada ratón, se examinó el promedio de tres campos de visión por muestra de intestino delgado. Todos los evaluadores estaban cegados a la presente información experimental.

El procedimiento se basó en el método previamente publicado68,69. Las secciones de tejido preparadas se desparafinaron en xileno durante 10 min, se rehidrataron en etanol (100, 90, 80, 70 y 50 %) durante 3 min cada una y luego se colocaron en agua destilada durante 10 min. Se aplicó una solución AB 8GX (1 % [p/v] azul alcián 8GX, Biosesang, Seúl, Corea) a las secciones durante 30 min a 25 °C, seguido de un lavado de 2 min con agua corriente del grifo. Se realizó una contratinción durante 5 min con Fast Red nuclear al 0,1 % (p/v), seguido de un lavado durante 2 min con agua corriente del grifo. Posteriormente, las secciones teñidas se deshidrataron en dos cambios de etanol al 95% y dos cambios de alcohol absoluto. Las secciones secas se aclararon con xileno durante unos minutos y luego se montaron con un medio de montaje sintético (Thermo Fisher Scientific, Seúl, Corea).

La tinción de Gram se realizó de la siguiente manera45: las secciones de tejido se desparafinizaron en xileno, se rehidrataron en etanol, se incubaron en dH2O durante 5 min, se tiñeron durante 1 min con cristal violeta y luego se lavaron con agua del grifo. Luego, los portaobjetos se tiñeron con yodo de Gram durante 1 minuto, se enjuagaron con agua del grifo, se sumergieron en alcohol etílico al 95% durante 5 a 10 segundos y se enjuagaron nuevamente con agua del grifo. Los portaobjetos se tiñeron de nuevo durante 1-2 min en safranina y se enjuagaron con agua del grifo. Las secciones teñidas se deshidrataron rápidamente en dos cambios de etanol al 95 %, seguido de dos cambios de alcohol absoluto, se aclararon en xileno y se montaron en un soporte sintético (Thermo Fisher Scientific, Corea). La safranina tiñe las células gramnegativas decoloradas de rojo/rosa, mientras que las bacterias grampositivas permanecen azules.

La detección in situ utilizando sondas para 16 S rRNA se realizó de la siguiente manera: los tejidos se desparafinizaron con xileno y se rehidrataron mediante un gradiente de etanol a agua. Las secciones se incubaron con una sonda bacteriana universal marcada con Cy3 dirigida contra el gen 16 S rRNA (5'-GCT GCC TCC CGT AGG AGT-3') a 50 °C durante la noche y se contrastaron con DAPI para la tinción nuclear.

El procedimiento se basó en el método previamente publicado68. El nivel de creatinina se midió utilizando el kit de detección de creatinina en suero (KB02-H2, Arbor Assays, MI, EE. UU.) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Brevemente, los ratones se anestesiaron con 30 µL de isoflurano (Hana Pharm Co., Seúl, Corea) y se recolectó sangre mediante la realización de una punción en el seno retroorbital en un tubo de 1,5 ml que contenía 10 µL de EDTA 0,5 M, que posteriormente se centrifugó. a 1000 × g durante 15 min para separar el plasma, seguido de almacenamiento a -80 °C. Antes de realizar el ensayo, todas las muestras se centrifugaron a 18 341 × g durante 15 min. Luego, las soluciones estándar (25 μL) con concentraciones conocidas de stock de creatinina, muestras de sangre o agua (blanco) diluidas con 25 μL de diluyente de ensayo se mezclaron con 100 μL de reactivo de creatinina DetectX en una microplaca de 96 pocillos y se incubaron durante 30 min. . La densidad óptica se midió utilizando un lector de microplacas a una longitud de onda de 490 nm. El BUN se midió usando un kit de detección colorimétrica de nitrógeno ureico (KB024-H1, Arbor Assays) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Brevemente, el plasma obtenido se centrifugó a 18 341 × g durante 10 min y se diluyó en agua destilada (1:20). Luego, se pipetearon 50 µL de muestras o estándares apropiados en una placa de 96 pocillos por duplicado. A continuación, se añadieron 75 µL de los reactivos de color A y B a cada pocillo utilizando una pipeta repetidora. La placa se incubó a 25 °C durante 30 min y la densidad óptica se midió a 450 nm.

Brevemente, las muestras de riñón se lisaron en 1 ml de tampón de lisis modificado (dodecilsulfato de sodio [SDS] al 1 % [p/v], ortovanadato de sodio 1,0 mM y Tris 10 mM; pH 7,4) que contenía perlas de acero inoxidable (5 mm) y homogeneizado durante 3 min utilizando un TissueLyser II (Qiagen). Los lisados ​​se aclararon mediante centrifugación a 13 475 × g durante 10 min a 4 °C y se cuantificaron con un kit de ensayo de proteínas BCA (Pierce, Rockford, IL, EE. UU.). Se separaron cantidades iguales de proteína (30 μg) mediante electroforesis en gel de poliacrilamida-SDS (gel al 8 % para anti-PARP 1/2, gel al 15 % para caspasa-3 antiescindida) en un sistema de minielectroforesis en gel Bio-Rad (Bio -Rad, Hércules, CA, EE. UU.). Las proteínas se transfirieron a una membrana de difluoruro de polivinilideno (0,45 μm; EMD Millipore Corporation, Billerica, MA, EE. UU.) y luego se bloquearon con leche descremada al 5 % en solución salina tamponada con Tris más Tween al 0,1 % (TBST) durante 1 hora. Posteriormente, las membranas se incubaron con el anticuerpo primario deseado durante la noche a 4 °C. Después de lavar tres veces con TBST, las transferencias se incubaron con anticuerpo secundario conjugado con peroxidasa de rábano picante (HRP) durante 2 h, seguido de lavado con TBST tres veces durante 30 min. La unión de anticuerpos se detectó utilizando un sustrato de quimioluminiscencia mejorado (ELPIS Biotech, Daejeon, Corea). Se usaron los siguientes anticuerpos para la transferencia Western: anti-β-actina monoclonal de ratón (1:1000; SC4778, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), anti-PARP1/2 policlonal de conejo (1:1000; SC7150, Santa Cruz Biotechnology ), y anti-Gdf15 policlonal de conejo (Abclonal, Woburn, MA, EE. UU.). Los anticuerpos secundarios utilizados fueron IgG anti-conejo de cabra conjugado con HRP, anticuerpo policlonal (ADI-SAB-300-J, Enzo Biochem Inc. Farmingdale, NY, EE. UU.) e IgG anti-ratón de cabra (BML-SA204, Enzo Biochem Inc. . Farmingdale, Nueva York, EE. UU.).

El procedimiento se basó en el método previamente publicado68,69. Los tejidos congelados se homogeneizaron en 1 ml de solución RiboEx (GeneAll Biotechnology, Seúl, Corea) que contenía perlas de acero inoxidable (5 mm) durante 3 a 6 min utilizando un TissueLyser II (Qiagen). El ARN total se extrajo con RiboEx (GeneAll Biotech, Seúl, Corea del Sur), según las instrucciones del fabricante. Posteriormente, el ARN (500 ng) de cada muestra se transcribió a ADNc usando un kit de síntesis de ADNc TOPscript RT DryMIX (Enzynomics, Daejeon, Corea). El cDNA se amplificó utilizando N-Taq DNA polimerasa (Enzynomics) en un MyCycler Thermal Cycler (Bio-Rad) utilizando los siguientes parámetros: desnaturalización a 95 °C durante 5 min, seguido de 25 ciclos de desnaturalización a 95 °C durante 10 s, recocido a 60 °C durante 15 s y elongación a 72 °C durante 30 s. Se utilizaron los siguientes cebadores para la PCR: GAPDH humano, 5′-TCA ACG GAT TTG GTC GTA TT-3′ y 5′-CTG TGG TCA TGA GTC CTT CC-3′; MUCIN2 humana, 5′-TTA CCC ACT GCG TGG AAG AC-3′ y 5′-GCA TTC CCG TGA ACA CAC AC-3′; MUCIN4 humana, 5'-GAC GAC TTC AGG ATG CCC AA-3' y 5'-AGG GCC AGG GTG TCA TAG AT-3'; Gdf15 humano, 5'-ACG CTA CGA GGA CCT GCT AA-3' y 5'-AGA TTC TGC CAG CAG TTG GT-3'; GABARAPL1 humano, 5′- AGG AGG ACC ATC CCT TTG AGT A-3′ y 5′- TCC TCA GGT CTC AGG TGG ATT-3′; PPARγ humano, 5′- TTC AGA AAT GCC TTG CAG TG-3′ y 5′- CAC CTC TTT GCT CTG CTC CT-3′. Una alícuota de cada producto de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se sometió a electroforesis en gel de agarosa al 1,2 % (p/v) y se visualizó mediante tinción con bromuro de etidio. Para la PCR en tiempo real, el cDNA se amplificó usando SYBR green (SG, TOPreal™ qPCR 2X PreMIX, Enzynomics), realizado con Rotor-Gene Q (Qiagen, Hilden, Alemania) usando los siguientes parámetros: desnaturalización a 94 °C durante 2 min , seguido de 40 ciclos de desnaturalización a 98 °C durante 10 s, recocido a 59 °C durante 30 s y elongación a 98 °C durante 45 s. Cada muestra se evaluó por triplicado para garantizar la solidez estadística. La cuantificación relativa de la expresión génica se realizó mediante el método Ct comparativo, en el que el valor Ct se definió como el punto en el que se observó un aumento estadísticamente significativo de la fluorescencia. Se calculó el número de ciclos de PCR (Ct) requeridos para que las intensidades de fluorescencia excedan un valor umbral inmediatamente por encima del nivel de fondo para las reacciones de prueba y de referencia. GAPDH se utilizó como control interno para todos los experimentos.

Las células transfectadas con pDEST-CMV mCherry-GFP-LC3B WT (un obsequio de Robin Ketteler, Addgene plásmido n.º 123230, Watertown, MA, EE. UU.) se expusieron a diferentes tratamientos. Las células se lavaron con PBS y luego se colocaron cuidadosamente los cubreobjetos y se aplicó una ligera presión para eliminar las burbujas restantes. Las imágenes confocales se obtuvieron con un microscopio confocal Andor BC43 Benchtop (Andor, Belfast, Reino Unido) con excitación de una sola línea (529 nm para GFP o 600 nm para mCherry). Las imágenes fueron adquiridas con el software Fusion (Andor) y procesadas con el software Imaris (Andor).

El análisis de la red PPI se realizó utilizando las herramientas de búsqueda para la recuperación de genes que interactúan (STRING) (https://string-db.org/) y las bases de datos ARN, que cubren varios componentes vinculados a la maquinaria de autofagia basados ​​​​en evidencia, sus reguladores, transcripción factores, reguladores de miARN y conectores de red de señalización en una ilustración de varias capas40. La centralidad de intermediación del nodo x se calculó utilizando la función g(x).

donde \({{{{{{\rm{\sigma }}}}}}}_{{st}}\) es el número total de rutas más cortas desde el nodo s hasta el nodo t, y \({{{{ {{\rm{\sigma }}}}}}}_{{st}}\left(x\right)\) es el número de caminos que pasan a través del nodo x (no donde x es un punto final).

El procedimiento se basó en el método previamente publicado68,69. Los ratones de tipo salvaje y Gdf15 KO de ocho semanas de edad se trataron con vehículo o CP (20 mg/kg, por vía intraperitoneal) durante 72 h (n = 4 - 5). Se recogieron muestras fecales (5 - 6 piezas; 100 mg) antes del sacrificio de los animales. Las muestras de heces recolectadas se almacenaron a -150 °C antes de la extracción de ADN. El ADN microbiano se extrajo y purificó a partir de 100 mg de la muestra fecal utilizando el mini kit Exgene Stool DNA (GeneALL, Seúl, Corea), de acuerdo con las instrucciones del fabricante. El ADN extraído se cuantificó utilizando un fluorómetro Qubit y un kit de reactivos de ADNdc de alta sensibilidad (Invitrogen, Carlsbad, CA, EE. UU.).

El procedimiento se basó en el método previamente publicado68,69. Se agruparon trece muestras de ADN como grupos de tratamiento para la preparación de la biblioteca metagenómica de 16 S. La región V3–V4 del gen 16 S rRNA se amplificó por PCR con un conjunto de cebadores (341 F, 5′-CCTACGGGNGGCWGCAG-3′; 805 R, 5′-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3′) y adaptadores de secuenciación de Illumina (Illumina Inc. ) utilizando KAPA HiFi HotStart Ready Mix (KAPA Biosystems, Wilmington, WA, EE. UU.) en las siguientes condiciones de ciclo: desnaturalización inicial a 95 °C durante 3 min, seguida de 25 ciclos de desnaturalización a 95 °C durante 30 s, recocido a 55 °C por 30 s, extensión a 72 °C por 30 s, y una extensión final a 72 °C por 5 min. Después de la purificación del amplicón con perlas AMPure® XP (Agencourt Biosciences, Beverly, MA, EE. UU.), se verificó el tamaño de la biblioteca de los productos de PCR con un BioAnalyzer (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, EE. UU.) y se midió la cantidad con un Qubit fluorómetro. A continuación, el amplicón de PCR se sometió a PCR de indexación utilizando el kit de índice Nextera XT (Illumina, Inc.). Las condiciones del ciclo de PCR fueron las siguientes: 95 °C durante 3 min, seguido de ocho ciclos de desnaturalización a 95 °C durante 30 s, recocido a 55 °C durante 30 s, extensión a 72 °C durante 30 s y un ciclo final. extensión a 72 °C durante 5 min. Los amplicones de PCR indexados se purificaron con perlas AMPure® XP, se verificó el tamaño con un bioanalizador y se cuantificaron con un fluorómetro Qubit. Los amplicones cuantificados se diluyeron a 4 nM y se agruparon para la secuenciación en una plataforma Illumina iSeq (Illumina, Inc.), con el objetivo de lecturas de secuencias emparejadas de 2 × 150 pb.

El procedimiento se basó en el método previamente publicado68,69. Todas las secuencias se filtraron por calidad y los cebadores se recortaron con Trimmomatic (v0.39)73 con los siguientes parámetros: PRINCIPAL:3 TRAILING:3 MINLEN:36 SLIDINGWINDOW:4:15. Los pares de lectura que pasaron el filtro de calidad se analizaron más a fondo utilizando la tubería Quantitative Insights into Microbial Ecology 2 (QIIME2, v2020.2)74. Treinta y cuatro bases de las lecturas inversas se truncaron para mejorar la calidad utilizando el algoritmo DADA275. A continuación, los pares de lectura se unieron, eliminaron el ruido y se desreplicaron, y se eliminaron las quimeras. Se utilizaron datos detallados para referirse a los ASV. Las secuencias representativas de 16 S rRNA se asignaron a grupos taxonómicos utilizando el clasificador QIIME2 naive Bayes, entrenado en unidades taxonómicas operativas (OTU) del 99 % y la región del cebador de la base de datos SILVA rRNA (v138)76. La clasificación taxonómica se visualizó utilizando el complemento de gráfico de barras de taxones QIIME2. Las secuencias de ARNr 16 S representativas se sometieron a alineación multisecuencia enmascarada usando MAFFT77,78. Se construyó un árbol filogenético usando FastTree79. Se generó un mapa de calor que representa el porcentaje de abundancia de OTU, cuya abundancia relativa estaba entre los 30 principales en cualquier muestra, utilizando el paquete R QIIME2R (v0.99.22). Se construyó y visualizó un árbol filogenético basado en las OTU abundantes utilizando el algoritmo de unión de vecinos con corrección de Jukes-Cantor utilizando MEGA X80. El conjunto de datos de secuencias de ARNr 16 S se analizó más a fondo utilizando PICRUSt2 para predecir funciones asociadas al metagenoma, como enzimas y vías relacionadas con el metabolismo de la mucina.

El análisis estadístico se realizó utilizando el software GraphPad Prism 6 (GraphPad Software, La Jolla, CA, EE. UU.). Se utilizó la prueba t de Student para el análisis comparativo de dos grupos de datos. Para comparar múltiples grupos, los datos se sometieron a análisis de varianza (ANOVA) con el método Newman-Keuls realizado como una evaluación ANOVA posthoc. Se realizó el análisis de correlación de Pearson para determinar el coeficiente de correlación (R) de los conjuntos de datos clínicos. Todas las evaluaciones son representativas de dos o tres experimentos independientes. Los detalles del número de réplicas biológicas y ensayos se proporcionan en las leyendas de las figuras.

Este estudio en animales fue aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Nacional de Pusan ​​(PNU-IACUC, Busan, Corea) (PNU-2019-2365) y se realizó bajo la Declaración de Helsinki y con la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de laboratorio adoptados y promulgados por los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos.

Más información sobre el diseño de la investigación está disponible en el Resumen de informes de Nature Portfolio vinculado a este artículo.

Los datos de origen se proporcionan en Datos complementarios. Los datos están disponibles previa solicitud a los autores. Los datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable. Algunos datos pueden no estar disponibles debido a restricciones éticas o de privacidad. Los Western blot sin recortar se pueden encontrar en la figura complementaria s5.

No aplica.

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Agradecemos mucho la asistencia experimental para el tratamiento de animales proporcionada por Kyung Hee Pyo (Universidad Nacional de Pusan, Yangsan, Corea). Esta investigación fue apoyada por el Programa de Investigación de Ciencias Básicas a través de la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF), financiada por el Ministerio de Educación (2018R1D1A3B05041889), y el marco del programa de cooperación internacional administrado por la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF-2022K2A9A1A01098067 , año fiscal 2022). El trabajo de TK fue apoyado por el Programa Estratégico BB/R012490/1 del UKRI BBSRC Gut Microbes and Health Institute y sus proyectos constituyentes BBS/E/F/000PR10353 y BBS/E/F/000PR10355. así como una Subvención del Programa Estratégico Básico de UKRI BBSRC para Genomas para la Seguridad Alimentaria (BB/CSP1720/1) y sus paquetes de trabajo constituyentes, BBS/E/T/000PR9819 y BBS/E/T/ 000PR9817.

Estos autores contribuyeron por igual: Navin Ray, Seung Jun Park, Hoyung Jung.

Laboratorio de Exposoma Mucoso y Biomodulación, Departamento de Ciencias Biomédicas Integrativas, Universidad Nacional de Pusan, Yangsan, Corea

Navin Ray, Seung Jun Park, Hoyung Jung, Juil Kim y Yuseok Moon

División de Enfermedades Digestivas, Facultad de Medicina, Imperial College London, Londres, Reino Unido

Tamas Korcsmaros

Instituto Earlham, Parque de Investigación de Norwich, Norwich, Reino Unido

Tamas Korcsmaros y Yuseok Moon

Quadram Institute Bioscience, Norwich Research Park, Norwich, Reino Unido

Tamas Korcsmaros

Programa de Posgrado en Ciencias de Datos Genómicos, Universidad Nacional de Pusan, Yangsan, Corea

luna yuseok

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YM definió el diseño del proyecto y las hipótesis. NR, SJP y JK realizaron los experimentos y analizaron los datos. HJ analizó los datos del microbioma. TK apoyó el análisis de red de la ARN. YM preparó el manuscrito y supervisó el proyecto.

Correspondencia a Yuseok Moon.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Communications Biology agradece a Stefan Reuter y al otro revisor anónimo por su contribución a la revisión por pares de este trabajo. Editores de manejo principal: Joao Valente. Un archivo de revisión por pares está disponible.

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Reimpresiones y permisos

Ray, N., Parque, SJ, Jung, H. et al. El Gdf15 sensible al estrés contrarresta la toxicidad renointestinal a través de la reprogramación autofágica y de la microbiota. Comun Biol 6, 602 (2023). https://doi.org/10.1038/s42003-023-04965-1

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Recibido: 26 Septiembre 2022

Aceptado: 22 de mayo de 2023

Publicado: 03 junio 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-023-04965-1

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