Studio della dipeptidil peptidasi-4 in cellule umane del tubulo prossimale renale: attività, rilascio ed effetto degli inibitori

Dipeptidyl-peptidase (DPP-4) is a serine exopeptidase expressed in a wide range of different tissues, with the highest activity in the kidneys. DPP-4 is the pharmacological target of gliptins, also known as DPP-4 inhibitors (DPP-4i), drugs approved for the treatment of Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM). Numerous preclinical evidence indicate that these drugs could have potential beneficial effects in the kidney, therefore, the aims of this study were: (i) to investigate the presence and activity of DPP-4 in different type of human proximal tubular renal cells; (ii) to evaluate the potential modulation of the activity and release of DPP-4 in the presence of physio-pathological stimuli as angiotensin II (ANG II), histamine (HIS), transforming growth factor-β (TGF-β) and all-trans-retinoic acid (ATRA). In the tested experimental conditions, it was not possible to detect the protein expression of DPP-4 in HK-2 and the activity was lower compared to primary cells, suggesting that HK-2 is not a good model for DPP-4. Analysis of activity in presence of the physio-pathological stimuli showed no significant modulation of enzymatic activity, meaning that they are not able to trigger, at least by themselves, the activity of the enzyme. However, we found a marked increase in soluble DPP-4 (sDPP-4) in presence of PMA, suggesting that protein kinase C (PKC) activation is involved in DPP-4 shedding. ANG II has weakly induced an increase in soluble DPP-4 without reaching the significance and TGF-β has significantly reduced cellular proliferation. Our results show that DPP-4i neither induce sDPP-4 release nor modulate cellular proliferation in any of the conditions tested, suggesting that sDPP-4 found in the urine of subjects treated with linagliptin do not derive from renal tubular cells and further studies are needed to understand their effects on these cells.

La dipeptidil peptidasi (DPP-4) è una serina esopeptidasi espressa in un'ampia gamma di tessuti diversi, con il più alto tasso di attività enzimatica nei reni. DPP-4 è il target farmacologico delle gliptine, note anche come DPP-4 inibitori (DPP-4i), ovvero farmaci approvati per il trattamento del diabete mellito di tipo 2 (T2DM). Numerose evidenze precliniche indicano che questi farmaci potrebbero avere potenziali effetti benefici sul rene, pertanto, lo scopo di questo studio è: (i) indagare la presenza e l'attività della DPP-4 in diversi tipi di cellule umane di tubulo prossimale renale; (ii) valutare la potenziale modulazione dell'attività ed il rilascio di DPP-4 in presenza di stimoli fisiopatologici quali angiotensina II (ANG II), istamina (HIS), fattore di crescita trasformante-β (TGF-β) e acido all-trans retinoico (ATRA). Nelle condizioni sperimentali testate non è stato possibile rilevare l'espressione proteica di DPP-4 in HK-2 e l'attività è risultata marcatamente inferiore rispetto alle cellule primarie, suggerendo che le HK-2 non sono un buon modello per lo studio della DPP-4. L'analisi dell'attività in presenza degli stimoli fisiopatologici non ha mostrato una modulazione significativa dell'attività enzimatica, in quanto gli stimoli non sono stati in grado di innescare, almeno da soli, l'attività dell'enzima. Tuttavia, abbiamo riscontrato un marcato aumento di DPP-4 solubile (sDPP-4) in presenza di PMA, indicando che l'attivazione della proteina chinasi C (PKC) è coinvolta nello shedding della DPP-4. ANG II ha debolmente indotto un aumento del sDPP-4 senza raggiungere la significatività ed il TGF-β ha ridotto significativamente la proliferazione cellulare. I nostri risultati mostrano che i DPP-4i non inducono il rilascio di sDPP-4 né modulano la proliferazione cellulare in nessuna delle condizioni testate.