Skip to main content
Jornal Brasileiro de Nefrologia logoLink to Jornal Brasileiro de Nefrologia
. 2024 Nov 8;46(4):e20240101. doi: 10.1590/2175-8239-JBN-2024-0101en
View full-text in Portuguese

Kidney effects of Glucagon-Like Peptide 1 (GLP1): from molecular foundations to a pharmacophysiological perspective

Jorge Rico-Fontalvo 1,2, Maricely Reina 3, María José Soler 4,5,6, Mario Unigarro-Palacios 7, Juan Pablo Castañeda-González 8, Javier Jiménez Quintero 9, María Raad-Sarabia 10, Thyago Proença de Moraes 11, Rodrigo Daza-Arnedo 1
PMCID: PMC11548866  PMID: 39514688

Abstract

GLP1 receptor agonists (GLP1-RAs) are drugs that mimic the effects of the incretin hormone GLP1 and were initially introduced in medicine for the treatment of diabetes in 2005 and for obesity in 2014. Over time, data from secondary and exploratory objectives of large randomized controlled-trials suggested that GLP1-RAs could also exert renal action by slowing the progression of kidney disease in patients with and without diabetes. Based on this rationale, the Flow study (1 mg semaglutide vs placebo) was designed and recruitment began in 2019 until May 2021. The recently published results confirmed the effect of semaglutide in reducing the composite renal outcome. However, similar to SGLT2 inhibitors, the potential mechanisms behind the renal effects of GLP1-RAs still need to be elucidated. The aim of this review is to address the different physiological mechanisms of GLP1-RAs at the renal level, using evidence from experimental studies and current scientific literature.

Keywords: Albuminuria, Diabetes, Incretins, Obesity, Kidney disease

GLP1 Production and Secretion

Glucagon-Like Peptide 1 (GLP1) is a polypeptide composed of 30 amino acids that originates from post-translational processes of the proglucagon gene. Its formation requires amidation at the carboxyl end, facilitated by a peptide-convertase enzyme complex 1,2 . These processes of translation, amidation, and release primarily occur in L-type cells located in the gastrointestinal epithelium, particularly in the ileum and colon 3 . Amidation is crucial for GLP1, as it impacts metabolic and endocrine functions, including the regulation of glucose, lipids, and gastric emptying 4 . In the 1980s, during studies on proglucagon genes, GLP1 was discovered and characterized. Initially considered inactive, further research revealed that post-translational amidation was essential for its activation. It was determined that the active and functional forms in the body are GLP1(7-37) and GLP1(7-36)-amide, detectable in the peripheral circulation 2,5 .

Physiological Effects of GLP1

GLP1 performs a variety of physiological functions that focus on glucose homeostasis, depending on the glycemic and nutritional status of patients 6,7 . In fasting conditions, the average concentration of GLP1(7-36)-amide is 7.6 ± 1 pM. However, 90 minutes after eating, there is a significant increase, reaching 41.6 ± 5 pM. In contrast, GLP1(7-37) shows a more modest increase after eating, with concentrations of 6.6 ± 1 pM while fasting and 10 ± 1 pM after 90 minutes from food intake 5 .

The GLP1 receptor (GLP1R) consists of 463 amino acids and includes eight hydrophobic domains. The key region of the GLP1(7-36)-amide peptide, responsible for its binding to the receptor, is located in amino acids 7 to 21. Notably, the amino acid at position 7 (histidine) at the N-terminal end of GLP1 features an imidazole side chain and a free amino group. The imidazole side chain is crucial for the interaction with the GLP1R, while the free amino group is the site where the enzyme dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) carries out enzymatic inactivation 2,8,9,10 .

GLP1 exerts its effects by activating receptors belonging to the family of metabotropic G protein-coupled receptors, which are distributed across various organs such as the pancreas, lungs, heart, kidneys, stomach, intestine, pituitary gland, vagus nerve, and multiple regions of the central nervous system 11 .

GLP1 acts on the pancreas with the purpose of reducing blood glucose levels. This is achieved by increasing the synthesis and release of insulin, as well as stimulating the proliferation and inhibiting apoptosis of beta cells as demonstrated in animal and in vitro studies 7,11,12,13 . It is interesting to note that this increase in insulin secretion is proportional to blood glucose levels, and this is one of the factors that likely contributes significantly to the low incidence of hypoglycemia with the use of GLP1-RAs.

Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of GLP1 Receptor Agonists

GLP1-RAs are a group of drugs that act as hypoglycemic agents by mimicking the action of the endogenous GLP1 peptide. They activate the GLP1R, triggering glucose-dependent insulin secretion, inhibiting glucagon release, and delaying gastric emptying. Additionally, these drugs have a longer half-life than endogenous peptides because their structure makes them resistant to inactivation by the DPP-4 enzyme 4 13 .

Currently, there are six approved drugs in this category: exenatide, liraglutide, semaglutide, albiglutide, lixisenatide, and dulaglutide. However, albiglutide is not commercially available. Each of these drugs reduces glycated hemoglobin levels by approximately 1%, with a greater impact on patients with poorer glycemic control 14 .

In addition to the structural differences between GLP1 agonists and endogenous GLP1 peptide, GLP1RAs are structurally different from each other, giving them unique pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics. According to their structure, they can be divided into those of human origin, those synthesized from modifications of active fragments of physiological GLP1, and those generated by replicating the structure of exendin-4, a natural 39-amino acid peptide naturally resistant to the action of the DPP-4 enzyme 15 . Classification according to pharmacokinetic properties divides these drugs into two different groups: short-acting agonists (exenatide and lixisenatide) with a half-life of approximately 2 to 3 hours and long-acting agonists (dulaglutide, liraglutide, semaglutide, albiglutide, and long-acting exenatide) with a half-life of 7 to 13 days 16 .

Kidney Effects of GLP1-RAs

GLP1R has been identified in different parts of the tubuloglomerular unit. Human studies have identified its expression in proximal tubular cells and in preglomerular vascular smooth muscle cells 17 whilst in animal models, various studies have localized GLP1R in glomerular cells and the proximal portion of the proximal convoluted tubule 18,19 .

Additionally, GLP1-RAs seem to induce an increase in sodium excretion and urinary volume through direct action on the proximal tubule. This effect, which was dose-dependent, was also associated with a reduction in GFR, suggesting a potential renoprotective effect of GLP1-RAs since the mid-2000s 20,21 .

Most of the evidence on hemodynamic impacts at the glomerular level comes from animal studies and in vitro models, which somewhat limits the extrapolation of these findings to physiological conditions in humans 22 .

Some animal models have provided evidence suggesting that GLP1 is a physiologically relevant natriuretic factor that contributes to sodium balance, partly through the tonal modulation of the activity of sodium-hydrogen exchanger isoform 3 (NHE3) in the brush border of the proximal convoluted tubule 23,24 . The natriuresis induced by these hormones activates tubuloglomerular feedback and, as a result, promotes reflex vasoconstriction of the glomerular afferent arteriole 19 .

On the other hand, the vascular role of GLP1-RAs seems to be explained by their action on endothelin-1, a potent vasoconstrictor that can contribute to renal dysfunction and the progression of clinical disease 25 . In vitro and in vivo studies have demonstrated the action of GLP1-RAs through the suppression of endothelin-1 at the vascular level by decreasing the phosphorylation of nuclear factor kappa B (NF-κB) in the presence of elevated glucose concentrations, as occurs in patients with type 2 diabetes mellitus (DM2). This reduces vasoconstriction and improves renal blood flow 26 .

In addition, tubuloglomerular feedback activation reduces renin secretion through an inhibitory signal in the juxtaglomerular apparatus, reflexively inducing vasodilation of the glomerular efferent arteriole. In this way, GLP1 is part of the regulatory mechanisms involved in the homeostasis of the renin-angiotensin-aldosterone system, which is commonly compromised in patients with nephropathy 27,28 . Additional research has reported that GLP1 may downregulate tissue expression of angiotensin II, which could lead to beneficial physiological processes by reducing glomerular hypertension, aldosterone secretion, and tone of the renal efferent arterioles 28 . In this way, various antagonistic mechanisms are evidenced that paradoxically modify renal hemodynamics; however, there are also other mechanisms that tip the balance toward a net nephroprotective effect in patients using analogs of these medications. Figure 1 summarizes the known glomerular and tubular renal effects of GLP1.

Figure 1. Effect of GLP1 on the glomerulus and renal tubules: Stimulation of the GLP1 receptor induces vasodilation of the afferent arteriole mediated by an increase in nitric oxide availability (NO-mediated vasodilation). There is also direct vasodilation on the afferent arteriole. This results in an increase in intraglomerular pressure. On the other hand, GLP1 decreases vascular resistance in the efferent arteriole through antagonizing mediators such as endothelin 1 (ET1) and angiotensin 2 (ANGII), resulting in postglomerular vasodilation and consequently a decrease in intraglomerular pressure. In the tubules, GLP1 induces a natriuretic effect, decreasing the activity and expression of sodium-glucose cotransporters type I and II (SGLT1/2) as well as reducing the activity of the NH3 exchanger through phosphorylation, leading to increased Na+ presence in the macula densa, restoring tubuloglomerular feedback with afferent vasoconstriction and reduction of intraglomerular pressures. There is also a decrease in glucagon release, which is related to reduced Na+ reabsorption in the proximal convoluted tubule. In summary, the net effect on glomerular filtration rate will depend on the magnitude of the dominant effect on mechanisms with opposing effects, the baseline glomerular filtration rate, and the individual characteristics of each patient. GLP1: Glucagon-like peptide-1.

Figure 1

Within these additional mechanisms, related research has revealed that GLP1-RAs decreases the expression of AT1 receptors, favoring the function of AT2 receptors in glomerular capillaries and the proximal tubules of the nephron. This effect contributes to the reduction of angiotensin 2-induced fibrosis 28 . On the other hand, some animal models have established that GLP1-RAs administration increases the activity of angiotensin-converting enzyme in different organs, particularly in the kidney, whose enzymatic activity is compromised in scenarios of renal failure 29 .

Another potential nephroprotective effect of GLP1 is related to its antioxidant function, which is carried out through the downregulation of nuclear factor-kB mediated by superoxide and the suppression of the NADPH oxidase 4 (NOX-4) enzyme 30,31 . This enzyme is inducible through an angiotensin 2-dependent transduction cascade. NOX- 4 promotes the production of reactive oxygen species, leading to hyperactivation of the renin-angiotensin-aldosterone system, as well as endothelial dysfunction and diabetic nephropathy. In addition to inhibiting tissue production of angiotensin 2, GLP1 activates the AMPc-dependent transduction pathway and protein kinase A, which negatively counteracts NOX-4 expression and reduces oxidative stress-derived effects 32,33 . Figure 2 describes the anti-inflammatory mechanisms and reduction of oxidative stress induced by GLP1.

Figure 2. Anti-inflammatory and antioxidative stress effect of GLP1: Stimulation of the GLP1 receptor activates intracellular signaling pathways such as protein kinase A, leading to a subsequent increase in the concentration of second messengers such as cyclic adenosine monophosphate (cAMP), which exerts an inhibitory effect on nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase, an important enzyme in the production of reactive oxygen species (ROS). Additionally, there is a positive regulation of heme oxygenase 1 (HO1), which inhibits ROS production. The increase in cAMP concentrations negatively regulates apoptotic signaling and the activity of the nuclear factor Kappa Beta (NF-κB), resulting in a subsequent decrease in the production of proinflammatory cytokines and chemokines. DPP4: Dipeptidyl peptidase-4, GLP1: Glucagon-like peptide-1.

Figure 2

The antialbuminuric effect related to the physiological functions of GLP1 has been reported as an underlying phenomenon that is associated with the decrease in plasma renin activity, induction of natriuresis, and reduction of oxidative stress 21 .

Kidney Outcomes

With the regulatory changes instituted by the FDA at the end of the 2000s, large cardiovascular safety studies became mandatory for new drugs to treat diabetes. This requirement provided the opportunity to explore relevant secondary outcomes, including those related to kidney disease, which are of particular interest to us.

Over the past several years, various studies on different GLP1-RAs have shown promising data regarding this new class of medications for the treatment of chronic kidney disease (CKD) progression. The LEADER study 34 , found that the administration of liraglutide in diabetic patients was associated with a significant reduction in the incidence of nephropathy as a microvascular event compared to the placebo group (HR 0.78; 95% CI 0.67–0.92; p = 0.003). Additionally, the use of liraglutide was also linked to a lower incidence of chronic kidney disease, highlighting a significant preservation in the number of events with a glomerular filtration rate (GFR) between 30 and 59 mL/min/1.73 m2.

Similarly, data from the SUSTAIN-6 study 35 , which compared the administration of semaglutide with placebo, revealed a notable nephroprotective function of GLP1-RAs. This was associated with a significant reduction in the incidence of macroalbuminuria and a lower number of GFR reduction events. Furthermore, the REWIND study 36 revealed significant differences favoring the use of dulaglutide compared to placebo regarding de novo macroalbuminuria and reduction of renal function with GFR > 30 mL/min/1.73 m2. The HARMONY study reported that in patients treated with albiglutide, there are a lower incidence of renal failure with GFR ≥60 to <90 mL/min/1.73 m2 compared to the placebo group 37 . In the AMPLITUDE-O study 38 , a lower incidence of macroalbuminuria and deterioration was found in renal function in diabetic patients treated with efpeglenatide compared to those who received placebo. This underscores the need for further evidence to confirm whether these medications are truly nephroprotective in patients with CKD associated with type 2 diabetes. Real-world studies have confirmed the same results found in controlled trials, demonstrating the efficacy, safety, and reduction of albuminuria with GLP1-RAs 39,40 .

Given all these promising results, it is only natural to design and conduct a study with GLP1-RAs focusing primarily on kidney outcomes. The FLOW study with semaglutide was the first study specifically designed to confirm the renal benefits of this medication in a population of diabetic patients at very high cardiovascular risk 41 . The use of 1 mg of semaglutide resulted in a 24% reduction in the primary composite outcome, which included a persistent reduction in eGFR of more than 50%, reaching an eGFR of less than 15 mL/min/1.73 m2, initiation of renal replacement therapy, and renal or cardiovascular death. All the results of the other pre-specified outcomes in the hierarchical analysis were also in favor of semaglutide, including the comparison of the slopes of the glomerular filtration rate (GFR) curves, major adverse cardiovascular events (MACE), and even all-cause mortality.

The publication of the FLOW study, which occurred no more than two weeks before the conclusion of this review, has not yet provided a mediation analysis. This analysis would help determine how much of the observed effect was due to indirect effects, such as weight loss and HbA1c reduction, as opposed to a potential direct effect of semaglutide. The latter can include better control of oxidative stress, an anti-inflammatory action, induction of natriuresis, and a reduction of glomerular hypertension. Figure 3 summarizes the individual results of all these studies for a better visualization of the impact of GLP1-RAs on renal outcomes.

Figure 3. Composite kidney outcomes in GLP1 clinical trials.

Figure 3

Usage of GLP1 Analogues in Non-Diabetic Obese Patients

Because of the good results with GLP1-RAs in diabetic patients, it was to be expected that the study of the effects of these drugs would also begin to be explored in patients without diabetes. This is similar to what we have recently observed in nephrology with SGLT2 inhibitors and is currently ongoing with finerenone.

Data from over forty clinical trials conducted in obese patients without diabetes indicate an absolute nephroprotective effect 42,43,44 . In the STEP 3 trial, a significantly higher percentage of patients with normal renal function (eGFR ≥90 mL/min/1.73 m2) was observed in the semaglutide-treated group compared to the placebo group (68.8% vs. 65.2%) 45 . Conversely, in a double-blind randomized clinical trial, no cases of renal deterioration or failure were observed in patients treated with exenatide and dapagliflozin. However, it is important to note that these events occurred in all arms of the study, underscoring the need for continued monitoring 46 . Recently, the TRIAL study demonstrated a lower incidence of death from renal causes, initiation of long-term renal replacement therapy (dialysis or transplant), persistent eGFR below 15 mL per minute per 1.73 m2, persistent 50% reduction in eGFR compared to baseline, and initiation of persistent macroalbuminuria in patients treated with semaglutide compared to placebo 47 . Additionally, in the exploratory study by Heerspink et al 48 , data from the STEP 1, STEP 2, and STEP 3 trials were analyzed, finding that the urine albumin-to-creatinine ratio improved in a greater proportion of patients taking semaglutide 1.0 mg and 2.4 mg compared to placebo. It is also noteworthy that a significant decrease in albuminuria was observed in the non-diabetic population involved in these studies. This suggests the possibility of direct nephroprotective effects of the medication in this group, in addition to the indirect effect of weight reduction.

Finally, we recently published the results of the SELECT trial on kidney outcomes. Using data from over 16,000 patients, half of whom received semaglutide at a dose of 2.4 mg weekly, the authors reported an improvement in renal outcomes even in patients without diabetes. The composite outcome of the SELECT study differs from that of the FLOW study in that it includes the onset of persistent macroalbuminuria as one of its components. The observed reduction in the composite outcome was very similar to that of the FLOW study, with a 22% reduction over 104 weeks of follow-up 49 .

Conclusions

Every day we learn more about the renal effects of GLP1-RAs. These mechanisms of action in the renal system can be classified into direct and indirect. However, we must continue to gain a better understanding of the molecular pathways through which GLP1-RAs exert their impact on renal function, as clinical data suggest that this therapeutic class of drugs could have significant nephroprotective effects. Most of the literature providing clinical data on renal outcomes is derived from pivotal studies in diabetic patients with or without obesity. Therefore, we must both improve the evidence in obese patients without diabetes and conduct specific studies in populations with already defined chronic kidney disease.

References

  • 1.Donnelly D. The structure and function of the glucagon-like peptide-1 receptor and its ligands. Br J Pharmacol. 2012;166(1):27–41. doi: 10.1111/j.1476-5381.2011.01687.x. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Gupta V. Glucagon-like peptide-1 analogues: an overview. Indian J Endocrinol Metab. 2013;17(3):413–21. doi: 10.4103/2230-8210.111625. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Kuhre RE, Deacon CF, Holst JJ, Petersen N. Front Endocrinol. Vol. 12. Lausanne: 2021. What is an L-cell and how do we study the secretory mechanisms of the L-cell? p. 694284. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Müller TD, Finan B, Bloom S, D’Alessio D, Drucker DJ, Flatt P, et al. Glucagon-like peptide 1 (GLP1) Mol Metab. 2019;30:72–130. doi: 10.1016/j.molmet.2019.09.010. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Park MK. In: Handbook of hormones: comparative endocrinology for basic and clinical research. Takei Y, Ando H, Tsutsui K, editors. Oxford: Elsevier; 2016. Glucagon-like peptide-2. In: pp. 138–139. [DOI] [Google Scholar]
  • 6.Kreymann B, Ghatei M, Williams G, Bloom S. Glucagon-like peptide-1 7–36: a physiological incretin in man. Lancet. 1987;330(2):1300–4. doi: 10.1016/S0140-6736(87)91194-9. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.Górriz JL, Soler MJ, Navarro-González JF, García-Carro C, Puchades MJ, D’Marco L, et al. GLP1 receptor agonists and diabetic kidney disease: a call of attention to nephrologists. J Clin Med. 2020;9(4):947. doi: 10.3390/jcm9040947. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Adelhorst K, Hedegaard B, Knudsen LB, Kirk O. Structure-activity studies of glucagon-like peptide-1. J Biol Chem. 1994;269(9):6275–8. doi: 10.1016/S0021-9258(17)37366-0. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Ohneda A, Ohneda K, Ohneda M, Koizumi F, Ohashi S, Kawai K, et al. The structure-function relationship of GLP1 related peptides in the endocrine function of the canine pancreas. Tohoku J Exp Med. 1991;165(3):209–21. doi: 10.1620/tjem.165.209. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Hareter A, Hoffmann E, Bode H-P, Göke B, Göke R. The positive of the imidazole side chain of histidine7 is crucial for GLP1 action. Endocr J. 1997;44(5):701–5. doi: 10.1507/endocrj.44.701. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 11.Smith NK, Hackett TA, Galli A, Flynn CR. GLP1: molecular mechanisms and outcomes of a complex signaling system. Neurochem Int. 2019;128:94–105. doi: 10.1016/j.neuint.2019.04.010. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 12.Zhao X, Wang M, Wen Z, Lu Z, Cui L, Fu C, et al. Front Endocrinol. Vol. 12. Lausanne: 2021. GLP1 receptor agonists: beyond their pancreatic effects; p. 721135. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 13.Fontalvo JER, Arnedo RD, Raad M, Pájaro N, Guerrero JC, Oviedo AV, et al. Arch Med. 2. Vol. 17. Oviedo: 2021. Agonistas del receptor GLP1: desde su efecto fisiológico en el sistema incretina hasta du rol en enfermedad renal diabética. p. 2. [Google Scholar]
  • 14.Tran KL, Park YI, Pandya S, Muliyil NJ, Jensen BD, Huynh K, et al. Overview of glucagon-like peptide-1 receptor agonists for the treatment of patients with type 2 diabetes. Am Health Drug Benefits. 2017;10(4):178–l88. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 15.Kalra S, Baruah MP, Sahay RK, Unnikrishnan AG, Uppal S, Adetunji O. Glucagon-like peptide-1 receptor agonists in the treatment of type 2 diabetes: past, present, and future. Indian J Endocrinol Metab. 2016;20(2):254–67. doi: 10.4103/2230-8210.176351. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 16.Gentilella R, Pechtner V, Corcos A, Consoli A. Glucagon-like peptide-1 receptor agonists in type 2 diabetes treatment: are they all the same? Diabetes Metab Res Rev. 2019;35(1):e3070. doi: 10.1002/dmrr.3070. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 17.Pyke C, Heller RS, Kirk RK, Ørskov C, Reedtz-Runge S, Kaastrup P, et al. GLP1 receptor localization in monkey and human tissue: novel distribution revealed with extensively validated monoclonal antibody. Endocrinology. 2014;155(4):1280–90. doi: 10.1210/en.2013-1934. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 18.Crajoinas RO, Oricchio FT, Pessoa TD, Pacheco BP, Lessa LM, Malnic G, et al. Mechanisms mediating the diuretic and natriuretic actions of the incretin hormone glucagon-like peptide-1. Am J Physiol Renal Physiol. 2011;301(2):F355–63. doi: 10.1152/ajprenal.00729.2010. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 19.Jensen EP, Poulsen SS, Kissow H, Holstein-Rathlou N-H, Deacon CF, Jensen BL, et al. Activation of GLP1 receptors on vascular smooth muscle cells reduces the autoregulatory response in afferent arterioles and increases renal blood flow. Am J Physiol Renal Physiol. 2015;308(8):F867–77. doi: 10.1152/ajprenal.00527.2014. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 20.Gutzwiller J-P, Tschopp S, Bock A, Zehnder CE, Huber AR, Kreyenbuehl M, et al. Glucagon-like peptide 1 induces natriuresis in healthy subjects and in insulin-resistant obese men. J Clin Endocrinol Metab. 2004;89(6):3055–61. doi: 10.1210/jc.2003-031403. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 21.Greco EV, Russo G, Giandalia A, Viazzi F, Pontremoli R, De Cosmo S. Medicina. 6. Vol. 55. Kaunas: 2019. GLP1 receptor agonists and kidney protection; p. 233. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 22.Gault VA, Hölscher C. GLP1 receptor agonists show neuroprotective effects in animal models of diabetes. Peptides. 2018;100:101–7. doi: 10.1016/j.peptides.2017.11.017. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 23.Farah LX, Valentini V, Pessoa TD, Malnic G, McDonough AA, Girardi AC. The physiological role of glucagon-like peptide-1 in the regulation of renal function. Am J Physiol Renal Physiol. 2016;310(2):F123–7. doi: 10.1152/ajprenal.00394.2015. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 24.Tang-Christensen M, Larsen P, Goke R, Fink-Jensen A, Jessop D, Moller M, et al. Central administration of GLP1-(7-36) amide inhibits food and water intake in rats. Am J Physiol. 1996;271(4):R848–56. doi: 10.1152/ajpregu.1996.271.4.R848. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 25.Almutairi M, Al Batran R, Ussher JR. Glucagon-like peptide-1 receptor action in the vasculature. Peptides. 2019;111:26–32. doi: 10.1016/j.peptides.2018.09.002. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 26.Dai Y, Mehta JL, Chen M. Glucagon-like peptide-1 receptor agonist liraglutide inhibits endothelin-1 in endothelial cell by repressing nuclear factor-kappa B activation. Cardiovasc Drugs Ther. 2013;27(5):371–80. doi: 10.1007/s10557-013-6463-z. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 27.Elbert A, Castellaro C, Litwak L, Inserra F, Wassermann A, Sinay I. Medicina. 4. Vol. 82. B Aires: 2022. Efectos renales de los agonistas GLP1 en la diabetes tipo 2; pp. 576–90. [PubMed] [Google Scholar]
  • 28.Puglisi S, Rossini A, Poli R, Dughera F, Pia A, Terzolo M, et al. Front Endocrinol. Vol. 12. Lausanne: 2021. Effects of SGLT2 inhibitors and GLP1 receptor agonists on renin-angiotensin-aldosterone system; p. 738848. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 29.North EJ, Newman JD. Review of cardiovascular outcomes trials of sodium–glucose cotransporter-2 inhibitors and glucagon-like peptide-1 receptor agonists. Curr Opin Cardiol. 2019;34(6):687–92. doi: 10.1097/HCO.0000000000000673. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 30.Ishibashi Y, Matsui T, Ojima A, Nishino Y, Nakashima S, Maeda S, et al. Glucagon-like peptide-1 inhibits angiotensin II-induced mesangial cell damage via protein kinase A. Microvasc Res. 2012;84(3):395–8. doi: 10.1016/j.mvr.2012.06.008. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 31.Kaschina E, Unger T. Angiotensin AT1/AT2 receptors: regulation, signalling and function. Blood Press. 2003;12(2):70–88. doi: 10.1080/08037050310001057. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 32.Mima A, Hiraoka-Yamomoto J, Li Q, Kitada M, Li C, Geraldes P, et al. Protective effects of GLP1 on glomerular endothelium and its inhibition by PKCß activation in diabetes. Diabetes. 2012;61(11):2967–79. doi: 10.2337/db11-1824. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 33.Okabe K, Matsushima S, Ikeda S, Ikeda M, Ishikita A, Tadokoro T, et al. DPP (Dipeptidyl Peptidase)-4 inhibitor attenuates ang II (Angiotensin II)–induced cardiac hypertrophy via GLP (Glucagon-Like Peptide)-1–dependent suppression of nox (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase) 4-HDAC (histone deacetylase) 4 pathway. Hypertension. 2020;75(4):991–1001. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.119.14400. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 34.Marso SP, Daniels GH, Brown-Frandsen K, Kristensen P, Mann JF, Nauck MA, et al. Liraglutide and cardiovascular outcomes in type 2 diabetes. N Engl J Med. 2016;375(4):311–22. doi: 10.1056/NEJMoa1603827. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 35.Marso SP, Bain SC, Consoli A, Eliaschewitz FG, Jódar E, Leiter LA, et al. Semaglutide and cardiovascular outcomes in patients with type 2 diabetes. N Engl J Med. 2016;375(19):1834–44. doi: 10.1056/NEJMoa1607141. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 36.Gerstein HC, Colhoun HM, Dagenais GR, Diaz R, Lakshmanan M, Pais P, et al. Dulaglutide and renal outcomes in type 2 diabetes: an exploratory analysis of the REWIND randomised, placebo-controlled trial. Lancet. 2019;394(10193):131–8. doi: 10.1016/S0140-6736(19)31150-X. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 37.Hernandez AF, Green JB, Janmohamed S, D’Agostino RB Sr, Granger CB, Jones NP, et al. Albiglutide and cardiovascular outcomes in patients with type 2 diabetes and cardiovascular disease (Harmony Outcomes): a double-blind, randomised placebo-controlled trial. Lancet. 2018;392(10157):1519–29. doi: 10.1016/S0140-6736(18)32261-X. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 38.Gerstein HC, Sattar N, Rosenstock J, Ramasundarahettige C, Pratley R, Lopes RD, et al. Cardiovascular and renal outcomes with efpeglenatide in type 2 diabetes. N Engl J Med. 2021;385(10):896–907. doi: 10.1056/NEJMoa2108269. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 39.Daza-Arnedo R, Rico-Fontalvo J, Raad-Sarabia M, Ramos-Clason E, Bohórquez-Rivero J, Montejo-Hernández J, et al. Semaglutida en enfermedad renal diabética: experiencia en dos programas de salud renal en Colombia. Diabetes Metab. 2022;9(3):337–47. [Google Scholar]
  • 40.Aviles Bueno B, Soler MJ, Perez-Belmonte L, Jimenez Millan A, Rivas Ruiz F, Garcia de Lucas MD. Semaglutide in type 2 diabetes with chronic kidney disease at high risk progression: real-world clinical practice. Clin Kidney J. 2022;15(8):1593–600. doi: 10.1093/ckj/sfac096. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 41.Perkovic V, Tuttle KR, Rossing P, Mahaffey KW, Mann JF, Bakris G, et al. Effects of semaglutide on chronic kidney disease in patients with Type 2 Diabetes. N Engl J Med. 2024;391(2):109–21. doi: 10.1056/NEJMoa2403347. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 42.Liu Y, Ruan B, Jiang H, Le S, Liu Y, Ao X, et al. The weight-loss effect of GLP1-RAs glucagon-like peptide-1 receptor agonists in non-diabetic individuals with overweight or obesity: a systematic review with meta-analysis and trial sequential analysis of randomized controlled trials. Am J Clin Nutr. 2023;118(3):614–26. doi: 10.1016/j.ajcnut.2023.04.017. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 43.Xu D, Nair A, Sigston C, Ho C, Li J, Yang D, et al. Potential roles of glucagon-like peptide 1 receptor agonists (GLP-1 RAs) in nondiabetic populations. Cardiovasc Ther. 2022;2022(1):6820377. doi: 10.1155/2022/6820377. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 44.Ma H, Lin Y-H, Dai L-Z, Lin C-S, Huang Y, Liu S-Y. Efficacy and safety of GLP1 receptor agonists versus SGLT-2 inhibitors in overweight/obese patients with or without diabetes mellitus: a systematic review and network meta-analysis. BMJ Open. 2023;13(3):e061807. doi: 10.1136/bmjopen-2022-061807. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 45.Wadden TA, Bailey TS, Billings LK, Davies M, Frias JP, Koroleva A, et al. Effect of subcutaneous semaglutide vs placebo as an adjunct to intensive behavioral therapy on body weight in adults with overweight or obesity: the STEP 3 randomized clinical trial. JAMA. 2021;325(14):1403–13. doi: 10.1001/jama.2021.1831. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 46.Lundkvist P, Pereira MJ, Katsogiannos P, Sjöström CD, Johnsson E, Eriksson JW. Dapagliflozin once daily plus exenatide once weekly in obese adults without diabetes: S ustained reductions in body weight, glycaemia and blood pressure over 1 year. Diabetes Obes Metab. 2017;19(9):1276–88. doi: 10.1111/dom.12954. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 47.Lincoff AM, Brown-Frandsen K, Colhoun HM, Deanfield J, Emerson SS, Esbjerg S, et al. Semaglutide and cardiovascular outcomes in obesity without diabetes. N Engl J Med. 2023;389(24):2221–32. doi: 10.1056/NEJMoa2307563. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 48.Heerspink HJ, Apperloo E, Davies M, Dicker D, Kandler K, Rosenstock J, et al. Effects of semaglutide on albuminuria and kidney function in people with overweight or obesity with or without type 2 diabetes: exploratory analysis from the STEP 1, 2, and 3 trials. Diabetes Care. 2023;46(4):801–10. doi: 10.2337/dc22-1889. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 49.Colhoun HM, Lingvay I, Brown PM, Deanfield J, Brown-Frandsen K, Kahn SE, et al. Long-term kidney outcomes of semaglutide in obesity and cardiovascular disease in the SELECT trial. Nat Med. 2024;30(7):2058. doi: 10.1038/s41591-024-03015-5. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
J Bras Nefrol. 2024 Nov 8;46(4):e20240101. [Article in Portuguese] doi: 10.1590/2175-8239-JBN-2024-0101pt

Efeitos renais do Peptídeo 1 Semelhante ao Glucagon (GLP1): das bases moleculares a uma perspectiva farmacofisiológica

Jorge Rico-Fontalvo 1,2, Maricely Reina 3, María José Soler 4,5,6, Mario Unigarro-Palacios 7, Juan Pablo Castañeda-González 8, Javier Jiménez Quintero 9, María Raad-Sarabia 10, Thyago Proença de Moraes 11, Rodrigo Daza-Arnedo 1

Resumo

Os agonistas do receptor de GLP1 (GLP1-RAs) são medicamentos que imitam os efeitos do hormônio incretínico GLP1. Eles foram inicialmente introduzidos na medicina para o tratamento do diabetes em 2005 e para a obesidade em 2014. Com o passar do tempo, dados provenientes de objetivos secundários e exploratórios de amplos ensaios clínicos randomizados sugeriram que os GLP1-RAs também poderiam exercer ação renal ao retardar a progressão da doença renal em pacientes com e sem diabetes. Com base nesse raciocínio, o estudo Flow (semaglutida 1 mg vs. placebo) foi desenhado e o recrutamento começou em 2019, estendendo-se até maio de 2021. Os resultados publicados recentemente confirmaram o efeito da semaglutida na redução do desfecho renal composto. No entanto, assim como os inibidores do SGLT2, os mecanismos potenciais por trás dos efeitos renais dos GLP1-RAs ainda precisam ser elucidados. O objetivo desta revisão é abordar os diferentes mecanismos fisiológicos dos GLP1-RAs em nível renal, utilizando evidências de estudos experimentais e da literatura científica atual.

Descritores: Albuminúria, Diabetes, Incretinas, Obesidade, Doença Renal

Produção e Secreção de GLP1

O peptídeo 1 semelhante ao glucagon (GLP1) é um polipeptídeo composto por 30 aminoácidos, originado de processos pós-traducionais do gene do proglucagon. Sua formação requer amidação na extremidade carboxila, facilitada por um complexo enzimático peptídeo-convertase 1,2 . Esses processos de tradução, amidação e liberação ocorrem principalmente em células tipo L localizadas no epitélio gastrointestinal, principalmente no íleo e no cólon 3 . A amidação é crucial para o GLP1, pois afeta as funções metabólicas e endócrinas, incluindo a regulação da glicose, lipídios e esvaziamento gástrico 4 . Na década de 1980, durante estudos sobre os genes do proglucagon, o GLP1 foi descoberto e caracterizado. Inicialmente considerado inativo, pesquisas adicionais revelaram que a amidação pós-traducional era essencial para sua ativação. Determinou-se que as formas ativas e funcionais no corpo são GLP1(7-37) e GLP1(7-36)-amida, detectáveis na circulação periférica 2,5 .

Efeitos Fisiológicos do GLP1

O GLP1 desempenha uma variedade de funções fisiológicas que se concentram na homeostase da glicose, dependendo do estado glicêmico e nutricional dos pacientes 6,7 . Em condições de jejum, a concentração média de GLP1(7-36)--amida é de 7,6 ± 1 pM. No entanto, 90 minutos após a ingestão de alimentos, há um aumento significativo, chegando a 41,6 ± 5 pM. Em contrapartida, o GLP1(7-37) apresenta um aumento mais modesto após a alimentação, com concentrações de 6,6 ± 1 pM em jejum e 10 ± 1 pM após 90 minutos da ingestão alimentar 5 .

O receptor de GLP1 (GLP1R) é composto por 463 aminoácidos e inclui oito domínios hidrofóbicos. A região-chave do peptídeo GLP1(7-36)-amida responsável por sua ligação ao receptor, está localizada nos aminoácidos 7 a 21. Notavelmente, o aminoácido na posição 7 (histidina) na extremidade N-terminal do GLP1 apresenta uma cadeia lateral de imidazol e um grupo amino livre. A cadeia lateral de imidazol é crucial para a interação com o GLP1R, enquanto o grupo amino livre é o local onde a enzima dipeptidil peptidase-4 (DPP-4) realiza a inativação enzimática 2,8,9,10 .

O GLP1 exerce seus efeitos por meio da ativação de receptores pertencentes à família dos receptores metabotrópicos acoplados à proteína G, que estão distribuídos em vários órgãos, como pâncreas, pulmões, coração, rins, estômago, intestino, glândula pituitária, nervo vago e diversas regiões do sistema nervoso central 11 .

O GLP1 atua no pâncreas com o objetivo de reduzir os níveis de glicose no sangue. Isso é alcançado por meio do aumento da síntese e da liberação de insulina, além de estimular a proliferação e inibir a apoptose das células beta, conforme demonstrado em estudos in vitro e em animais 7,11,12,13 . É interessante observar que esse aumento na secreção de insulina é proporcional aos níveis de glicose no sangue, e esse é um dos fatores que provavelmente contribui de maneira significativa para a baixa incidência de hipoglicemia com o uso de GLP1-RAs.

Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agonistas do Receptor de GLP1

Os GLP1-RAs são um grupo de medicamentos que atuam como agentes hipoglicemiantes ao mimetizar a ação do peptídeo GLP1 endógeno. Eles ativam o GLP1R, desencadeando a secreção de insulina dependente de glicose, inibindo a liberação de glucagon e retardando o esvaziamento gástrico. Além disso, esses medicamentos possuem uma meia-vida mais longa do que os peptídeos endógenos porque sua estrutura os torna resistentes à inativação pela enzima DPP-4 13 .

Atualmente, existem seis medicamentos aprovados nessa categoria: exenatida, liraglutida, semaglutida, albiglutida, lixisenatida e dulaglutida. No entanto, a albiglutida não está disponível comercialmente. Cada um desses medicamentos reduz os níveis de hemoglobina glicada em aproximadamente 1%, com um impacto maior em pacientes com pior controle glicêmico 14 .

Além das diferenças estruturais entre os agonistas do GLP1 e o peptídeo GLP1 endógeno, os GLP1-RAs apresentam diferenças estruturais entre si, o que lhes confere características farmacocinéticas e farmacodinâmicas exclusivas. De acordo com sua estrutura, eles podem ser divididos entre os de origem humana, os sintetizados a partir de modificações de fragmentos ativos do GLP1 fisiológico e os gerados pela replicação da estrutura da exendina-4, um peptídeo natural de 39 aminoácidos naturalmente resistente à ação da enzima DPP-4 15 . A classificação segundo as propriedades farmacocinéticas divide esses medicamentos em dois grupos distintos: agonistas de curta duração de ação (exenatida e lixisenatida), com meia-vida de aproximadamente 2 a 3 horas, e agonistas de longa duração de ação (dulaglutida, liraglutida, semaglutida, albiglutida e exenatida de longa duração), com meia-vida de 7 a 13 dias 16 .

Efeitos Renais dos GLP1-RAs

O GLP1R foi identificado em diferentes partes da unidade tubuloglomerular. Estudos em humanos identificaram sua expressão em células tubulares proximais e em células musculares lisas vasculares pré-glomerulares 17 . Já em modelos animais, diversos estudos localizaram o GLP1R em células glomerulares e na porção proximal do túbulo contorcido proximal 18,19 .

Além disso, os GLP1-RAs parecem induzir um aumento na excreção de sódio e no volume urinário por meio de ação direta no túbulo proximal. Esse efeito, que foi dose-dependente, também foi associado a uma redução na TFG, sugerindo um potencial efeito renoprotetor dos GLP1-RAs desde meados da década de 2000 20,21 .

A maior parte das evidências sobre os impactos hemodinâmicos no nível glomerular vem de estudos com animais e modelos in vitro, o que limita, em certa medida, a extrapolação desses achados para condições fisiológicas em humanos 22 .

Alguns modelos animais forneceram evidências que sugerem que o GLP1 é um fator natriurético fisiologicamente relevante que contribui para o equilíbrio de sódio, em parte pela modulação tonal da atividade da isoforma 3 do trocador de sódio-hidrogênio (NHE3) na borda em escova do túbulo contorcido proximal 23,24 . A natriurese induzida por esses hormônios ativa o feedback tubuloglomerular e, como resultado, promove a vasoconstrição reflexa da arteríola aferente glomerular 19 .

Por outro lado, o papel vascular dos GLP1-RAs parece ser explicado por sua ação na endotelina-1, um potente vasoconstritor que pode contribuir para a disfunção renal e progressão da doença clínica 25 . Estudos in vitro e in vivo demonstraram a ação dos GLP1-RAs através da supressão da endotelina-1 em nível vascular, ao reduzir a fosforilação do fator nuclear kappa B (NF-κB) na presença de concentrações elevadas de glicose, como ocorre em pacientes com diabetes mellitus tipo 2 (DM2). Isso reduz a vasoconstrição e melhora o fluxo sanguíneo renal 26 .

Além disso, a ativação do feedback tubuloglomerular reduz a secreção de renina através de um sinal inibitório no aparelho justaglomerular, induzindo reflexivamente a vasodilatação da arteríola eferente glomerular. Dessa forma, o GLP1 faz parte dos mecanismos regulatórios envolvidos na homeostase do sistema renina-angiotensina-aldosterona, o qual geralmente está comprometido em pacientes com nefropatia 27,28 . Pesquisas adicionais relataram que o GLP1 pode regular negativamente a expressão tecidual de angiotensina II, o que pode levar a processos fisiológicos benéficos, reduzindo a hipertensão glomerular, a secreção de aldosterona e o tônus das arteríolas eferentes renais 28 . Dessa forma, são evidenciados diversos mecanismos antagonistas que, paradoxalmente, modificam a hemodinâmica renal; no entanto, há também outros mecanismos que inclinam o equilíbrio no sentido de um efeito nefroprotetor líquido em pacientes que utilizam análogos desses medicamentos. A Figura 1 resume os efeitos renais glomerulares e tubulares conhecidos do GLP1.

Figura 1. Efeito do GLP1 no glomérulo e nos túbulos renais: A estimulação do receptor de GLP1 induz a vasodilatação da arteríola aferente mediada por um aumento na disponibilidade de óxido nítrico (vasodilatação mediada por NO). Há também vasodilatação direta na arteríola aferente. Isso resulta em um aumento da pressão intraglomerular. Por outro lado, o GLP1 diminui a resistência vascular na arteríola eferente através de mediadores antagonistas, como a endotelina 1 (ET1) e a angiotensina 2 (ANGII), resultando em vasodilatação pós-glomerular e, consequentemente, em uma redução da pressão intraglomerular. Nos túbulos, o GLP1 induz um efeito natriurético, reduzindo a atividade e a expressão dos cotransportadores de sódio-glicose tipo I e II (SGLT1/2), além de reduzir a atividade do trocador NH3 através da fosforilação, levando ao aumento da presença de Na+ na mácula densa, restaurando o feedback tubuloglomerular com vasoconstrição aferente e redução das pressões intraglomerulares. Há também uma diminuição na liberação de glucagon, que está relacionada à redução da reabsorção de Na+ no túbulo contorcido proximal. Em resumo, o efeito líquido sobre a taxa de filtração glomerular irá depender da magnitude do efeito dominante nos mecanismos com efeitos opostos, da taxa de filtração glomerular basal e das características individuais de cada paciente. GLP1: Peptídeo-1 semelhante ao glucagon.

Figura 1

Dentro desses mecanismos adicionais, pesquisas relacionadas revelaram que os GLP1-RAs reduzem a expressão dos receptores AT1, favorecendo a função dos receptores AT2 nos capilares glomerulares e nos túbulos proximais do néfron. Esse efeito contribui para a redução da fibrose induzida pela angiotensina 2 28 . Por outro lado, alguns modelos animais estabeleceram que a administração de GLP1-RAs aumenta a atividade da enzima conversora de angiotensina em diferentes órgãos, particularmente no rim, cuja atividade enzimática é comprometida em cenários de insuficiência renal 29 .

Outro efeito nefroprotetor potencial do GLP1 está relacionado à sua função antioxidante, que é realizada através da regulação negativa do fator nuclear-kB mediada por superóxido e da supressão da enzima NADPH oxidase 4 (NOX-4) 30,31 . Esta enzima é induzível por meio de uma cascata de transdução dependente de angiotensina 2. A NOX-4 promove a produção de espécies reativas de oxigênio, levando à hiperativação do sistema renina-angiotensina-aldosterona, bem como à disfunção endotelial e à nefropatia diabética. Além de inibir a produção tecidual de angiotensina 2, o GLP1 ativa a via de transdução dependente de adenosina monofosfato cíclico (AMPc) e a proteína quinase A, que contrabalança negativamente a expressão de NOX-4 e reduz os efeitos derivados do estresse oxidativo 32,33 . A Figura 2 descreve os mecanismos anti-inflamatórios e a redução do estresse oxidativo induzidos pelo GLP1.

Figura 2. Efeito do estresse anti-inflamatório e antioxidante do GLP1: a estimulação do receptor de GLP1 ativa vias de sinalização intracelular, como a proteína quinase A, levando a um aumento subsequente na concentração de mensageiros secundários, como a adenosina monofosfato cíclico (AMPc), que exerce um efeito inibitório na nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH) oxidase, uma enzima importante na produção de espécies reativas de oxigênio (ERO). Além disso, há uma regulação positiva da heme oxigenase 1 (HO1), que inibe a produção de EROs. O aumento nas concentrações de AMPc regula negativamente a sinalização da apoptose e a atividade do fator nuclear Kappa Beta (NF-κB), resultando em uma redução subsequente na produção de citocinas e quimiocinas pró-inflamatórias. DPP4: Dipeptidil peptidase-4, GLP1: Peptídeo-1 semelhante ao glucagon.

Figura 2

O efeito antialbuminúrico relacionado às funções fisiológicas do GLP1 tem sido relatado como um fenômeno subjacente associado à diminuição da atividade plasmática da renina, à indução de natriurese e à redução do estresse oxidativo 21 .

Desfechos Renais

Com as mudanças regulatórias instituídas pela FDA no final dos anos 2000, estudos de segurança cardiovascular de grande porte tornaram-se obrigatórios para novos medicamentos destinados ao tratamento do diabetes. Esse requisito proporcionou a oportunidade de explorar desfechos secundários relevantes, incluindo aqueles relacionados à doença renal, que são de particular interesse para nós.

Nos últimos anos, diversos estudos sobre diferentes agonistas do receptor GLP1 (GLP1-RAs) mostraram dados promissores em relação a essa nova classe de medicamentos para o tratamento da progressão da doença renal crônica (DRC). O estudo LEADER 34 constatou que a administração de liraglutida em pacientes diabéticos foi associada a uma redução significativa na incidência de nefropatia como um evento microvascular em comparação com o grupo placebo (HR 0,78; IC 95% 0,67 - 0,92; p=0,003). Além disso, o uso de liraglutida também foi associado a uma menor incidência de doença renal crônica, evidenciando uma preservação significativa no número de eventos com taxa de filtração glomerular (TFG) entre 30 e 59 mL/min/1,73 m2.

De maneira semelhante, dados do estudo SUSTAIN-6 35 , que comparou a administração de semaglutida com placebo, revelaram uma notável função nefroprotetora dos GLP1-RAs. Isso foi associado a uma redução significativa na incidência de macroalbuminúria e a um número menor de eventos de redução da TFG. Além disso, o estudo REWIND 36 revelou diferenças significativas que favorecem o uso de dulaglutida comparado ao placebo em relação à macroalbuminúria de novo e à redução da função renal com TFG > 30 mL/min/1,73 m2. O estudo HARMONY relatou que, em pacientes tratados com albiglutida, há uma incidência menor de insuficiência renal com TFG ≥60 to <90 mL/min/1,73 m2 em comparação com o grupo placebo 37 . No estudo AMPLITUDE-O 38 , constatou-se uma incidência menor de macroalbuminúria e deterioração na função renal em pacientes diabéticos tratados com efpeglenatida em comparação com aqueles que receberam placebo. Isso ressalta a necessidade de mais evidências para confirmar se esses medicamentos são verdadeiramente nefroprotetores em pacientes com DRC associada ao diabetes tipo 2. Estudos de mundo real confirmaram os mesmos resultados encontrados em ensaios controlados, demonstrando a eficácia, a segurança e a redução da albuminúria com os GLP1-RAs 39,40 .

Considerando todos esses resultados promissores, é absolutamente natural projetar e conduzir um estudo com os GLP1-RAs com foco principalmente nos desfechos renais. O estudo FLOW com a semaglutida foi o primeiro estudo especificamente desenhado para confirmar os benefícios renais desse medicamento em uma população de pacientes diabéticos com risco cardiovascular muito elevado 41 . O uso de 1 mg de semaglutida resultou em uma redução de 24% no desfecho composto primário, que incluiu uma redução persistente na TFGe de mais de 50%, atingindo uma TFGe inferior a 15 mL/min/1,73 m2, início de terapia renal substitutiva e morte renal ou cardiovascular. Todos os resultados dos outros desfechos pré-especificados na análise hierárquica também foram favoráveis à semaglutida, incluindo a comparação das inclinações das curvas da taxa de filtração glomerular (TFG), eventos cardiovasculares adversos maiores (ECAM) e até mesmo mortalidade por todas as causas.

A publicação do estudo FLOW, que ocorreu não mais do que duas semanas antes da conclusão desta revisão, ainda não forneceu uma análise de mediação. Essa análise ajudaria a determinar quanto do efeito observado foi devido a efeitos indiretos, como perda de peso e redução de HbA1c, em oposição a um possível efeito direto da semaglutida. O último pode incluir um melhor controle do estresse oxidativo, uma ação anti-inflamatória, indução de natriurese e redução da hipertensão glomerular. A Figura 3 resume os resultados individuais de todos esses estudos para uma melhor visualização do impacto dos GLP1-RAs nos desfechos renais.

Figura 3. Desfechos renais compostos em ensaios clínicos com GLP1.

Figura 3

Uso de Análogos de GLP1 em Pacientes Obesos não Diabéticos

Devido aos bons resultados com os GLP1-RAs em pacientes diabéticos, era de se esperar que o estudo dos efeitos desses medicamentos também começasse a ser explorado em pacientes não diabéticos. Trata-se de algo semelhante ao que observamos recentemente em nefrologia com os inibidores do SGLT2 e que está atualmente em andamento com a finerenona.

Dados de mais de quarenta ensaios clínicos realizados em pacientes obesos sem diabetes indicam um efeito nefroprotetor absoluto 42,43,44 . No ensaio STEP 3, observou-se uma porcentagem significativamente maior de pacientes com função renal normal (TFGe ≥90 mL/min/1,73 m2) no grupo tratado com semaglutida em comparação ao grupo placebo (68,8% vs. 65,2%) 45 . Por outro lado, em um ensaio clínico randomizado duplo-cego, não foram observados casos de deterioração ou insuficiência renal em pacientes tratados com exenatida e dapagliflozina. No entanto, é importante observar que esses eventos ocorreram em todos os braços do estudo, destacando a necessidade de monitoramento contínuo 46 . Recentemente, o estudo TRIAL demonstrou uma incidência menor de óbito por causas renais, início de terapia renal substitutiva de longo prazo (diálise ou transplante), TFGe persistente abaixo de 15 mL por minuto por 1,73 m2, redução persistente de 50% na TFGe em comparação com o valor basal e início de macroalbuminúria persistente em pacientes tratados com semaglutida em comparação com placebo 47 . Além disso, no estudo exploratório de Heerspink et al 48 , foram analisados os dados dos ensaios STEP 1, STEP 2 e STEP 3, onde se constatou que a relação albumina/creatinina urinária melhorou em uma proporção maior de pacientes que receberam semaglutida 1,0 mg e 2,4 mg em comparação com o placebo. Também é importante destacar que foi observada uma redução significativa da albuminúria na população não diabética envolvida nesses estudos. Isso sugere a possibilidade de efeitos nefroprotetores diretos do medicamento neste grupo, além do efeito indireto de redução de peso.

Por fim, publicamos recentemente os resultados do estudo SELECT sobre desfechos renais. Utilizando dados de mais de 16.000 pacientes, metade dos quais recebeu semaglutida na dose de 2,4 mg por semana, os autores relataram uma melhora nos desfechos renais mesmo em pacientes sem diabetes. O desfecho composto do estudo SELECT difere daquele do estudo FLOW por incluir o início de macroalbuminúria persistente como um de seus componentes. A redução observada no desfecho composto foi muito semelhante à do estudo FLOW, com uma redução de 22% ao longo de 104 semanas de acompanhamento 49 .

Conclusões

A cada dia, aprendemos mais sobre os efeitos renais dos GLP1-RAs. Esses mecanismos de ação no sistema renal podem ser classificados em diretos e indiretos. No entanto, é preciso continuar aprofundando a compreensão das vias moleculares por meio das quais os GLP1-RAs exercem seu impacto na função renal, uma vez que os dados clínicos sugerem que essa classe terapêutica de medicamentos pode ter efeitos nefroprotetores significativos. A maior parte da literatura que fornece dados clínicos sobre desfechos renais é derivada de estudos fundamentais realizados em pacientes diabéticos, com ou sem obesidade. Portanto, devemos aprimorar as evidências em pacientes obesos sem diabetes e realizar estudos específicos em populações com doença renal crônica já definida.


Articles from Jornal Brasileiro de Nefrologia are provided here courtesy of Sociedade Brasileira de Nefrologia

RESOURCES