Ifosfamide and other oxazaphosphorines can result in hemorrhagic cystitis, a constellation of complications caused by acrolein metabolites. We previously showed that a single dose of IPSE, a schistosome-derived host modulatory protein, can ameliorate ifosfamide-related cystitis; however, the exact mechanisms underlying this urotoxic effect and its prevention are not fully understood. To provide insights into IPSE's protective mechanism, we undertook transcriptional profiling of bladders from ifosfamide-treated mice, with or without IPSE pretreatment. Following ifosfamide challenge, there was upregulation of a range of pro-inflammatory genes. The pro-inflammatory pathway involving the IL-1β, TNF-α and IL-6 triad via NF-κB and STAT3 signaling pathways was identified as the key driver of inflammation. The NRF2-mediated oxidative stress response pathway, which regulates both Hmox1-mediated heme homoeostasis and expression of antioxidant enzymes, was highly activated. Anti-inflammatory and cellular proliferation cascades implicated in tissue repair, namely Wnt, Hedgehog and PPAR pathways, were downregulated. IPSE administration before ifosfamide injection resulted in significant downregulation of major proinflammatory pathways including the triad of IL-1β, TNF-α and IL-6 pathways, the interferon signaling pathway, and less apparent reduction in oxidative stress responses. Taken together, we have identified signatures of acute phase inflammation and oxidative stress responses in the ifosfamide-injured bladder, which are reversed by pretreatment with IPSE, a parasite derived anti-inflammatory molecule. In addition to providing new insights into the underlying mechanism of IPSE's therapeutic effects, this work has revealed several pathways that could be therapeutically targeted to prevent and treat ifosfamide-induced hemorrhagic cystitis.

Chemotherapy-induced hemorrhagic cystitis is characterized by bladder pain and voiding dysfunction caused by hemorrhage and inflammation. Of currently available therapies, prophylactic 2-mercaptoethanesulfonic acid (MESNA) has limited efficacy and cannot treat pre-existing lesions. Therefore, novel therapeutic options to treat hemorrhagic cystitis are needed. We previously reported that systemic administration of the Schistosomiasis haematobium-derived protein H-IPSEH06 (IL-4-inducing principle from Schistosoma mansoni eggs), is superior to 3 doses of MESNA in alleviating hemorrhagic cystitis. Based on prior reports by others on S. mansoni IPSE and additional work by our group, we reasoned that H-IPSEH06 mediates its effects on hemorrhagic cystitis by binding IgE on basophils and inducing IL-4 expression, promoting urothelial proliferation, and translocating to the nucleus to modulate expression of genes implicated in relieving bladder dysfunction. We speculated that local bladder injection of the S. haematobium IPSE ortholog IPSEH03, hereafter called H-IPSEH03, might be more efficacious in preventing hemorrhagic cystitis compared to systemic administration of IPSEH06. We demonstrate herein that H-IPSEH03 is a promising therapeutic for the treatment of voiding dysfunction and bladder pain in hemorrhagic cystitis. Namely, it attenuates ifosfamide-induced increases in bladder wet weight in an IL-4-dependent fashion. H-IPSEH03 relieves hemorrhagic cystitis-associated allodynia. Finally, H-IPSEH03 drives increased urothelial cell proliferation. This indicates that IPSE induces bladder healing mechanisms, which suggests that it may be a novel non-opioid analgesic to treat bladder pain syndromes.

Patients with high grade hydronephrosis (HN) and non-obstructive drainage on mercaptoacetyltriglycine (MAG-3) diuretic renography (renal scans) can pose a dilemma for clinicians. Some patients may progress and require pyeloplasty; however, more clarity is needed on outcomes among these patients.