Orally administered microencapsulated lysozyme downregulates serum AGE and reduces the severity of early-stage diabetic nephropathy

AimDiabetic nephropathy is the leading cause of end-stage kidney disease in developed countries and is related to chronic hyperglycaemia. The increased production and tissue deposition of advanced glycation end products (AGE) are known to play a major role in the pathogenesis of diabetic kidney damage. This study was undertaken to determine if lysozyme (LZ), microencapsulated in orally administrable chitosan-coated alginate microspheres (MS), is effective against the early changes seen in the initial stages of diabetic nephropathy.MethodsLZ-containing MS (MSLZ) and an equivalent dose (equidose) of nonencapsulated LZ were given as oral treatments. LZ was administered to Wistar rats for seven weeks after diabetes induction with streptozotocin.ResultsThe results showed that microencapsulated LZ treatment significantly reduced the concentration of serum AGE in the circulation and their deposition in the kidneys. Likewise, MSLZ significantly prevented the development of microalbuminuria compared with untreated diabetic rats. Furthermore, MSLZ significantly prevented the development of glomerular and renal hypertrophy as well as overexpression of AGE receptors (RAGE). An equidose of free LZ had little or no effect whatsoever.ConclusionOur study supports a relationship between serum AGE and nephropathy in diabetes, and suggests that orally administered microencapsulated LZ can exert kidney-protective activity in a diabetic animal model.

RésuméButLa néphropathie diabétique est l’une des principales causes d’insuffisance rénale terminale dans les pays développés et est secondaire à l’hyperglycémie chronique. La production et le dépôt croissants dans les tissus de produits de la glycation avancée (advanced glycation end products [AGE]) sont à l’origine des lésions rénales liées au diabète. Cette étude a été menée dans le but de déterminer si l’administration orale de lysozyme (LZ) microencapsulé dans des microsphères (MS) d’alginate revêtues de chitosane était efficace vis-à-vis du développement des modifications précoces de la néphropathie diabétique incipiens.MéthodesLe traitement a comporté l’administration orale soit de MS contenant du LZ (MSLZ), soit d’une dose équivalente de LZ non encapsulé à des rats Wistar pendant sept semaines après induction du diabète par la streptozotocine.RésultatsLes résultats ont montré que l’administration orale de MSLZ diminuait de façon significative les concentrations sériques d’AGE et leur dépôt dans le rein. Par comparaison avec les rats diabétiques non traités, les MSLZ ont prévenu, de façon significative, le développement d’une hypertrophie des glomérules et des reins, celui d’une microalbuminurie et l’hyperexpression des récepteurs des AGE (RAGE). L’administration orale d’une dose équivalente de LZ libre était moins efficace ou totalement inefficace.ConclusionsNotre étude apporte un élément supplémentaire en faveur des liens entre les AGE sériques et la néphropathie diabétique. Elle suggère que l’administration orale de LZ microencapsulé pourrait exercer une action néphroprotectrice dans ce modèle animal de diabète.