1. The tryptophan pathway and nicotinamide supplementation in ischaemic acute kidney injury
- Author
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Alexis Piedrafita, Stéphane Balayssac, Julia Grossac, Nicolas Mayeur, Marie Buléon, Joost P. Schanstra, Melinda Alves, Stéphane Gazut, Stanislas Faguer, Bertrand Marcheix, Julie Klein, Vincent Minville, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM, Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pôle Anesthésie Réanimation [CHU de Toulouse], Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Laboratoire Sciences des Données et de la Décision (LS2D), Département Métrologie Instrumentation & Information (DM2I), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Geroscience and rejuvenation research center (RESTORE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Fondation pour la Recherche Médicale’ (grant DEQ20170336759), ANR-18-PERM-0003,KIDNEY ATTACK(2018), Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CHU de Toulouse, Pole d'anesthésie Réanimation, Hôpital Paule de Viguier, Toulouse F-31059, France, CHU Toulouse [Toulouse], CEA, Université Paris-Saclay (CEA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), arroyo, anne-marie, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
0301 basic medicine ,030232 urology & nephrology ,Pharmacology ,urologic and male genital diseases ,03 medical and health sciences ,chemistry.chemical_compound ,0302 clinical medicine ,AKI ,statistical analysis ,[INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing ,[SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN] ,[CHIM] Chemical Sciences ,Medicine ,[CHIM]Chemical Sciences ,AcademicSubjects/MED00340 ,signal processing ,mass spectrometry ,Transplantation ,Nicotinamide ,business.industry ,Tryptophan ,Acute kidney injury ,biomarkers ,medicine.disease ,metabolomics ,3. Good health ,030104 developmental biology ,chemistry ,acute tubular necrosis ,Nephrology ,Original Article ,ischaemia–reperfusion injury ,business ,cardiac surgery - Abstract
Background Down-regulation of the enzymes involved in tryptophan-derived nicotinamide (NAM) adenine dinucleotide (NAD+) production was identified after acute kidney injury (AKI), leading to the hypothesis that supplementation with NAM may increase the kidney NAD+ content, rescuing tryptophan pathways and subsequently improving kidney outcomes. Methods Urinary measurement of tryptophan and kynurenin using liquid chromatography–mass spectrometry metabolomics was used in a cohort of 167 cardiac bypass surgery patients along with tests for correlation to the development of postoperative AKI. A mouse model of ischaemic AKI using ischaemia–reperfusion injury (bilateral clamping of renal arteries for 25 min) was also used. Results We identified a significant decrease in urinary tryptophan and kynurenin in patients developing AKI, irrespective of the Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) stage. Although a significant difference was observed, tryptophan and kynurenin moderately discriminated for the development of all AKI KDIGO stages {area under the curve [AUC] 0.82 [95% confidence interval (CI) 0.75–0.88] and 0.75 [0.68–0.83], respectively} and severe KDIGO Stages 2–3 AKI [AUC 0.71 (95% CI 0.6–0.81) and 0.66 (0.55–0.77), respectively]. Sparked by this confirmation in humans, we aimed to confirm the potential preventive effect of NAM supplementation in wild-type male and female C57BL/6 mice subjected to ischaemic AKI. NAM supplementation had no effect on renal function (blood urea nitrogen at Day 1, sinistrin–fluorescein isothiocyanate glomerular filtration rate), architecture (periodic acid–Schiff staining) and injury or inflammation (kidney injury molecule 1 and IL18 messenger RNA expression). In addition, NAM supplementation did not increase post-AKI NAD+ kidney content. Conclusion Notwithstanding the potential role of NAM supplementation in the setting of basal NAD+ deficiency, our findings in mice and the reanalysis of published data do not confirm that NAM supplementation can actually improve renal outcomes after ischaemic AKI in unselected animals and probably patients.
- Published
- 2021
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