Ratto

Nel ratto la sclerosi glomerulare è di gran lunga la condizione glomerulare più importante e lo sviluppo spontaneo della glomerulonefrite palese è una lesione spontanea non comune. Tuttavia, i ratti normali possono sviluppare depositi mesangiali asintomatici di immunoglobuline in tenera età non accompagnati dal complemento che supporta il concetto che rappresentano normali residui di filtrazione delle macromolecole circolanti.120 Tuttavia, il ratto è stato ampiamente utilizzato come modello animale per la glomerulonefrite immuno-mediata di entrambe le forme di membrana basale immunocomplessa e antiglomerulare per molti anni. Concetti sui meccanismi immunitari coinvolti nella glomerulonefrite umana sono stati derivati da questi modelli.121

La forma classica della malattia immunocomplessa è la malattia da siero. Ciò si sviluppa nei ratti dopo l’iniezione di una singola grande quantità di proteine estranee (malattia da siero acuta) o iniezioni ripetute di proteine estranee o siero (malattia da siero cronica). La glomerulonefrite può anche essere prodotta nel ratto mediante precedente somministrazione sottocutanea di albumina sierica bovina in adiuvante incompleto di Freund seguito da iniezione ripetuta dell’antigene.122 (Molti di questi modelli di ratto di glomerulonefrite impiegano adiuvante, in particolare l’adiuvante completo o incompleto di Freund. L’adiuvante completo di Freund è composto da un olio minerale, un emulsionante e Mycobacterium tuberculosis o Mycobacterium butyricum. L’adiuvante incompleto di Freund omette i micobatteri. Quando queste sostanze vengono iniettate da sole nei ratti, può verificarsi glomerulonefrite caratterizzata da proliferazione di cellule endoteliali e mesangiali e infiltrazione da parte dei neutrofili.123,132) I primi cambiamenti sono caratterizzati da lieve ipercellularità mesangiale e depositi mesangiali di IgG, C3 e albumina sierica bovina o altro antigene iniettato. Dopo l’inizio della proteinuria, si verifica la proliferazione diffusa delle cellule capillari, l’accumulo di leucociti polimorfonucleati, l’ispessimento focale delle pareti dei capillari glomerulari e la necrosi fibrinoide segmentale. La microscopia elettronica rivela depositi densi di elettroni subepiteliali, subendoteliali e occasionali intramembranosi e mesangiali e perdita di processi epiteliali del piede.

Un’altra forma di malattia immunocomplessa è caratterizzata da depositi glomerulari che contengono complessi composti da auto-anticorpi e antigeni autologhi (malattia immunocomplessa autologa o nefrite di Heymann). Questo è stato originariamente prodotto mediante iniezione intraperitoneale di ratti con omogenati renali omologhi nell’adiuvante di Freund, ma può essere indotto da quantità minime di preparazione dell’antigene tubulare renale somministrata nell’adiuvante di Freund.123.124 Questa forma di glomerulonefrite rappresenta il modello principale per la glomerulonefrite membranosa umana.121

Sembra che gli omogenati renali preparati iniettati stimolino la produzione di autoanticorpi contro una glicolipoproteina di confine a pennello da 300 kDa (RTEa5, gp330, megalin) espressa sulla superficie dei tubuli prossimali. Si ritiene che questo anticorpo reagisca e leghi bersagli antigenici situati sui podociti formando complessi immuni in situ e provocando danni glomerulari.121,125,126 Questo antigene bersaglio nel ratto è assente negli esseri umani, ma è stato recentemente dimostrato che il recettore del fosfolipide A2 di tipo M può essere un antigene comparabile in una percentuale significativa di casi.127.128 Lo sviluppo della nefrite di Heymann è influenzato dal programma di immunizzazione, dal tipo di adiuvante e dal ceppo del ratto. I ratti Lewis sono sensibili, i ratti Fischer meno e Sprague-Dawley molto più resistenti.129 Istologicamente, la nefrite di Heymann è caratterizzata da ispessimento delle anse capillari glomerulari. I picchi sono visti sul lato epiteliale della membrana basale in sezioni macchiate di metenamina d’argento e sono presenti anche depositi densi di IgG granulari ed elettronici.130

Un ulteriore tipo di glomerulonefrite mesangioproliferativa immuno-mediata può essere indotta nei ratti Lewis mediante iniezione di anticorpo Thy-1. Questo anticorpo si lega all’antigene Thy-1 sulle cellule mesangiali con conseguente mesangiolisi mediata dal complemento seguita da ipercellularità mesangiale. Porta alla formazione di microaneurismi glomerulari, proteinuria ed ematuria. C’è un afflusso glomerulare di cellule polimorfonucleate e macrofagi che hanno ruoli distintivi nel processo infiammatorio in questo modello.131

La somministrazione di cloruro mercurico ad alcuni ceppi di ratti può anche indurre una forma immunocomplessa di glomerulonefrite sebbene le sue caratteristiche patologiche e immunitarie variano tra i ceppi. Nel ratto la patogenesi è incerta anche se il mercurio ha un’alta affinità per il rene ed è in grado di formare legami covalenti con gruppi di zolfo ed è stato dimostrato di produrre un’attivazione policlonale dipendente dai linfociti T dei linfociti B nei ratti norvegesi marroni.133

La malattia anticorpale della membrana basale antiglomerulare o nefrite di Masugi è prodotta mediante iniezione endovenosa di anticorpi eterologhi contro la membrana basale glomerulare. Questo di solito viene eseguito in ratti o conigli. Questo è usato per modellare la malattia di Goodpasture, una malattia autoimmune mediata dalla membrana basale antiglomerulare e caratterizzata da glomerulonefrite crescentica con colorazione immunofluorescente lineare per IgG sulla membrana basale glomerulare. Si presenta tipicamente come insufficienza renale acuta spesso accompagnata da emorragia polmonare pericolosa per la vita. È stato recentemente dimostrato che gli obiettivi anticorpali esposti epitopi come risultato di cambiamenti conformazionali alla parte eterotrimerica α3α4α5 del dominio non collageno (NC1) del collagene di tipo IV nella membrana basale.134-136 Le cause precipitanti sono sconosciute sebbene l’esposizione agli idrocarburi e al fumo di sigaretta siano postulati fattori predisponenti nell’uomo.

L’evoluzione di questa condizione nei ratti può essere divisa in due fasi. Il primo inizia poco dopo l’iniezione dell’anticorpo e porta alla sua fissazione alla membrana basale glomerulare (fase eterologa). La seconda parte inizia diversi giorni dopo quando gli anticorpi ospiti si combinano con la γ globulina eterologa nella membrana basale (fase autologa). Entrambi i tipi di immunoglobulina possono essere dimostrati come un modello lineare continuo caratteristico della malattia della membrana basale. Questo modello contrasta con i depositi granulari tipici della malattia immunocomplessa. Microscopicamente, le alterazioni glomerulari dipendono dal tipo e dalla fonte dell’antigene e dalla specie di prova e dal ceppo animale. I primi cambiamenti sono caratterizzati da accumulo di cellule mononucleate nei capillari glomerulari, gonfiore e distacco focale delle cellule endoteliali seguito da infiltrazione dei neutrofili. Aderenze capsulari e mezzelune comprendenti cellule epiteliali proliferanti con macrofagi formano anche se la dose di anticorpo può essere fondamentale nello sviluppo di mezzelune.137 L’immunizzazione con il dominio non collageno (NC1) della catena a3 del collagene di tipo IV ha dimostrato di provocare la formazione di glomerulonefrite crescentica ed emorragia polmonare.138