Crosstalk among apoptosis, inflammation, and autophagy in relation to melatonin protective effect against contrast-induced nephropathy in rats

Abstract

Contrast medium (CM) is a chemical substance that is used for imaging anatomical boundaries and to explore normal and abnormal physiological findings; the use of CM was associated with kidney injury and acute renal failure. Melatonin (M) possesses antioxidant, anti-inflammatory, and antiapoptotic effects in addition to autophagy modulation. This study aimed to investigate the protective effect of M against contrast-induced nephropathy (CIN) and its impact on the crosstalk between inflammasome, apoptosis, and autophagy in CIN. Male albino rats received M (10, 20, and 40 mg/kg/day, intraperitoneally) for 3 days. One hour after the last administration, rats were subjected to CIN induction (10 mg/kg indomethacin, double doses of l-NAME 10 mg/kg, i.v., and meglumine diatrizoate 60% 6 mL/kg, i.v.). CIN-induced kidney damage was evidenced through elevated kidney function biomarkers and induced renal histopathological changes. Pretreatment with M caused a significant decrease in nephrotoxicity biomarkers and histopathological alterations. Moreover, CIN-induced oxidative stress, NLRP3 inflammasome, and apoptosis were attenuated by M. Furthermore, M modulates autophagy in CIN rats. M inhibits CIN-induced NLRP3-inflammasome activation and apoptosis as well as enhances autophagy.

Résumé

Les produits de contraste (PC) sont des substances chimiques utilisées dans l’imagerie de frontières anatomiques et en vue d’explorer des résultats physiologiques normaux et anormaux; l’usage des PC a été associé à des lésions rénales et à l’insuffisance rénale aiguë. La mélatonine (M) est dotée d’effets antioxydants, anti-inflammatoires et anti-apoptotiques en plus de participer à la modulation de l’autophagie. Cette étude portait sur l’effet protecteur de la M contre la néphropathie entraînée par les produits de contraste (NEPC) et sur son incidence sur la diaphonie entre l’inflammasome, l’apoptose et l’autophagie dans la NEPC. Nous avons administré de la M (10, 20 et 40 mg/kg/jour, par voie intrapéritonéale) chez des rats albinos mâles pendant trois jours. Une heure après la dernière administration de M, nous avons produit une NEPC chez les rats (indométacine à 10 mg/kg, doubles doses de L-NAME à 10 mg/kg, par voie i.v. et diatrizoate de méglumine 60 % à 6 ml/kg, par voie i.v). Les dommages entraînés par la NEPS ont été mis en évidence par une hausse des biomarqueurs du fonctionnement des reins et la production de dommages histopathologiques dans les reins. L’administration préalable de M a entraîné un abaissement marqué des biomarqueurs de la néphrotoxicité, de même que des modifications histopathologiques. De plus, le stress oxydatif, l’inflammasome NLRP3 et l’apoptose entraînés par la NEPS s’atténuaient avec la M. En outre, la M participe à la modulation de l’autophagie chez le rat. En conclusion, la M permet d’inhiber l’activation de l’inflammasome NLRP3 et l’apoptose entraînées par la NEPS, de même que d’accroître l’autophagie.

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