Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Maladies rénales – Physiopathologie“

La maladie rénale diabétique (MRD) et ses comorbidités cardiovasculaires représentent des complications majeures chez les patients diabétiques. Au cours des deux dernières décennies, plusieurs études expérimentales ont montré le bénéfice cardiorénal apporté par les antagonistes du récepteur minéralocorticoïde (RM) dans des modèles animaux de maladies rénales diabétiques ou non. Dans cette synthèse, nous présentons le rôle de l’activation du RM dans l’induction des mécanismes inflammatoires et fibrosants qui contribuent à la physiopathologie de la MRD. Nous passons également en revue les principales conclusions de deux grands essais cliniques récents, FIDELIO-DKD et FIGARO-DKD, qui ont montré pour la première fois un bénéfice majeur de l’antagoniste non stéroïdien du RM, la finerénone, pour la réduction des risques rénaux et cardiaques chez les patients présentant une MRD. Nous discutons enfin de la place de la finerénone par rapport aux autres approches thérapeutiques actuelles et futures de la MRD.

La vascularite à IgA (VIgA), anciennement purpura rhumatoïde (PR), est une vascularite systémique des petits vaisseaux à dépôts d’immunoglobulines A (IgA). Elle est beaucoup plus fréquente chez l’enfant que chez l’adulte (150 à 200 pour 1). La prévalence du PR chez l’adulte n’est pas connue et son incidence est estimée à 1/million. La maladie de l’adulte semble en effet différer de celle de l’enfant par l’incidence et la gravité des manifestations cliniques. La VIgA est caractérisée par l’association d’un purpura vasculaire cutané à des signes articulaires et gastro-intestinaux. Une atteinte rénale s’associe parfois à ces signes. Il s’agit alors d’une glomérulonéphrite à dépôts mésangiaux d’IgA. Plus rarement des localisations neurologiques, pulmonaires, cardiaques ou urogénitales peuvent s’observer. Sa physiopathologie demeure inconnue, mais les IgA joueraient un rôle central. Lorsque la symptomatologie est peu sévère, seul un traitement symptomatique est conseillé. À l’opposé, dans les formes digestive ou rénale sévères, des traitements plus agressifs associant, le plus souvent, des corticostéroïdes à du cyclophosphamide ont été proposés. Leur efficacité est en cours d’évaluation. Le pronostic à court terme de la maladie dépend de la sévérité de l’atteinte digestive, et à long terme de la sévérité de l’atteinte rénale. Les études ayant un suivi suffisamment prolongé montrent qu’un tiers des malades adultes évoluent vers l’insuffisance rénale terminale.

Background: In Nigeria, immunocompromised persons, particularly those living with HIV, are at an increased risk of developing invasive pulmonary aspergillosis caused by Aspergillus fumigatus. Interestingly, this condition produces symptoms that can be easily mistaken for those of COVID-19. This misdiagnosis results in their treatment with zinc and hydroxychloroquine (HCQ). To better understand the pathophysiology of aspergillosis and determine the therapeutic and toxic effects of zinc and HCQ, this study examined liver and renal functions in experimental rat models. Methodology: Twenty-eight Albino rats, randomised into 7 groups (n=4 each) designated A to G, were used for this study. Group A rats received standardized rat chow and distilled water only. Group B rats received moderate dose of HCQ only. Group C to G rats received immunosuppressive agents (an alkylating agent: cyclo- phosphamide and a steroid: hydrocortisone) to simulate an immunocompromised state before being infected with A. fumigatus suspension (AFS). Group C rats received AFS without treatment. Group D rats simultaneously received AFS and low dose of HCQ. Group E rats simultaneously received AFS and moderate dose of HCQ. Group F rats simultaneously received AFS and high dose of HCQ, and Group G rats simultaneously received AFS and moderate dose of HCQ and zinc. Serum levels of interleukin (IL)-6 and IL-10, liver enzymes, and renal parameters were measured using standard methods. The weights of the lungs, liver, and kidneys of each rat were measured after being sacrificed. One-way analysis of variance (ANOVA) was used to compare the means (±SD) of the biochemical variables and relative weight of the organs, while Post Hoc test was used for group comparison. Pearson's correlation was used to determine relationship between parameters, with significant levels established at p<0.05. Results: Higher levels of serum alanine transaminase, creatinine, and urea and lower relative lung weight were observed in group C rats (infected but untreated) compared to rats in other groups (p<0.001). Higher IL-6 levels and IL-6/IL-10 ratio were also observed in group C rats compared to rats in other groups (p>0.05). Conclusion: This study revealed that HCQ and zinc ameliorate oxidative stress and hepato-renal damage induced by A. fumigatus in Albino rats. Contexte: Au Nigeria, les personnes immunodéprimées, en particulier celles vivant avec le VIH, courent un risque accru de développer une aspergillose pulmonaire invasive causée par Aspergillus fumigatus. Il est intéressant de noter que cette maladie produit des symptômes qui peuvent facilement être confondus avec ceux du COVID-19. Cette erreur de diagnostic entraîne leur traitement au zinc et à l'hydroxychloroquine (HCQ). Pour mieux comprendre la physiopathologie de l'aspergillose et déterminer les effets thérapeutiques et toxiques du zinc et de l'HCQ, cette étude a examiné les fonctions hépatiques et rénales dans des modèles expérimentaux de rats. Méthodologie: Vingt-huit rats albinos, randomisés en 7 groupes (n=4 chacun) désignés de A à G, ont été utilisés pour cette étude. Les rats du groupe A ont reçu uniquement de la nourriture pour rats standardisée et de l'eau distillée. Les rats du groupe B ont reçu uniquement une dose modérée de HCQ. Les rats des groupes C à G ont reçu des agents immunosuppresseurs (un agent alkylant: cyclophosphamide et un stéroïde: hydro- cortisone) pour simuler un état d'immunodépression avant d'être infectés par une suspension d'A. fumigatus (AFS). Les rats du groupe C ont reçu de l'AFS sans traitement. Les rats du groupe D ont reçu simultanément de l'AFS et une faible dose de HCQ. Les rats du groupe E ont reçu simultanément de l'AFS et une dose modérée de HCQ. Les rats du groupe F ont reçu simultanément de l'AFS et une dose élevée de HCQ, et les rats du groupe G ont reçu simultanément de l'AFS et une dose modérée de HCQ et de zinc. Les taux sériques d'interleukine (IL)-6 et d'IL-10, les enzymes hépatiques et les paramètres rénaux ont été mesurés à l'aide de méthodes standard. Le poids des poumons, du foie et des reins de chaque rat a été mesuré après sacrifice. Une analyse de variance unidirectionnelle (ANOVA) a été utilisée pour comparer les moyennes (±SD) des variables biochimiques et du poids relatif des organes, tandis que le test Post Hoc a été utilisé pour la comparaison de groupes. La corrélation de Pearson a été utilisée pour déterminer la relation entre les paramètres, avec des niveaux significatifs établis à p<0,05. Résultats: Des taux sériques plus élevés d'alanine transaminase, de créatinine et d'urée et un poids relatif inférieur des poumons ont été observés chez les rats du groupe C (infectés mais non traités) par rapport aux rats des autres groupes (p<0,001). Des taux d'IL-6 et un rapport IL-6/IL-10 plus élevés ont également été observés chez les rats du groupe C par rapport aux rats des autres groupes (p>0,05). Conclusion: Cette étude a révélé que l'HCQ et le zinc atténuent le stress oxydatif et les lésions hépato-rénales induites par A. fumigatus chez les rats albinos.

Le rein profond correspond aux structures médullaires, vasculaires post-glomérulaires, et à l’urothélium intrarénal. Cette définition regroupe des acteurs de la physiologie rénale dont l’étude est parfois difficile du fait de leur localisation. La fonction de concentration en particulier se rattache directement à ces structures profondes. L’objet de l’étude est donc une approche physiopathologique des altérations du rein profond, qu’elles soient à l’origine de la pathologie rénale, ou qu’elles en soient le reflet. La première partie du travail repose sur des données épidémiologiques de patients atteints d’une maladie rénale chronique et montre que la diminution de l’osmolalité urinaire à jeun est prédictive d’une dégradation du débit de filtration glomérulaire et d’une insuffisance rénale terminale chez ces patients. La deuxième étude porte sur le rôle des capillaires péritubulaires d’une part dans l’hémodynamique rénale, d’autre part dans l’apparition des lésions tubulaires. Dans un modèle d’hypertension artérielle, le rôle des capillaires péritubulaires dans la toxicité rénale de l’hème y est précisé. Enfin, la troisième partie concerne la structure la plus profonde du rein, l’urothélium intrarénal. Des données de la littérature laissant entrevoir son rôle potentiel dans les fonctions rénales, un modèle murin transgénique d’ablation conditionnelle de l’urothélium a été mis au point. L’osmolalité urinaire était diminuée et l’urée et la créatininémie étaient augmentées après ablation des cellules urothéliales. Ces résultats suggèrent un rôle de l’urothélium intrarénal dans la fonction de concentration des urines ; son rôle en physiopathologie doit encore être précisé
Le rein profond correspond aux structures médullaires, vasculaires post-glomérulaires, et à l’urothélium intrarénal. Cette définition regroupe des acteurs de la physiologie rénale dont l’étude est parfois difficile du fait de leur localisation. La fonction de concentration en particulier se rattache directement à ces structures profondes. L’objet de l’étude est donc une approche physiopathologique des altérations du rein profond, qu’elles soient à l’origine de la pathologie rénale, ou qu’elles en soient le reflet. La première partie du travail repose sur des données épidémiologiques de patients atteints d’une maladie rénale chronique et montre que la diminution de l’osmolalité urinaire à jeun est prédictive d’une dégradation du débit de filtration glomérulaire et d’une insuffisance rénale terminale chez ces patients. La deuxième étude porte sur le rôle des capillaires péritubulaires d’une part dans l’hémodynamique rénale, d’autre part dans l’apparition des lésions tubulaires. Dans un modèle d’hypertension artérielle, le rôle des capillaires péritubulaires dans la toxicité rénale de l’hème y est précisé. Enfin, la troisième partie concerne la structure la plus profonde du rein, l’urothélium intrarénal. Des données de la littérature laissant entrevoir son rôle potentiel dans les fonctions rénales, un modèle murin transgénique d’ablation conditionnelle de l’urothélium a été mis au point. L’osmolalité urinaire était diminuée et l’urée et la créatininémie étaient augmentées après ablation des cellules urothéliales. Ces résultats suggèrent un rôle de l’urothélium intrarénal dans la fonction de concentration des urines ; son rôle en physiopathologie doit encore être précisé

La maladie rénale chronique est définie indépendamment de sa cause, par la présence,pendant plus de 3 mois, de marqueurs d’atteinte rénale ou d’une baisse du débit de filtration glomérulaire estimé (DFG estimé) au-dessous de 60 ml/min/1,73 m². Elle est associée à un risque accru de progression vers l’insuffisance rénale chronique terminale et à une diminution de la survie des patients. Les options thérapeutiques restent limitées et reposent essentiellement sur la dialyse et la transplantation rénale.Le projet de thèse proposé vise à identifier de nouveaux déterminants moléculaires et cellulaires associés à la maladie rénale chronique et ses complications en s’appuyant sur différentes entités cliniques. D’une part, la recherche de facteurs génétiques impliqués dans la pathogenèse de certaines néphropathies héréditaires telles que la néphronophtise ou le syndrome d’Alport a été appréhendée par des techniques analytiques innovantes telles que le séquençage à haut débit. D’autre part, l’implication d’un microARN, miR-21, a été évalué dans un modèle murin de néphropathie secondaire où les lésions rénales sont induites par l’exposition à un agent anticancéreux, le cisplatine.Nos résultats ont permis l’identification de nouveaux variants génétiques jouant un rôle causal dans le syndrome d’Alport et la néphronophtise à l’aide d’une stratégie analytique permettant le séquençage complet du génome. Par ailleurs, nos données suggèrent également que miR-21 aurait un rôle néphroprotecteur et que sa modulation pharmacologique permettrait d’éviter la survenue d’une insuffisance rénale chronique chez le patient recevant des chimiothérapies à base de dérivés du platine.Au total, les résultats obtenus dans ce travail devraient permettre de mieux comprendre la physiopathologie de la maladie rénale chronique et pourrait aboutir à plus ou moins long terme à de nouvelles options thérapeutiques
Chronic Kidney Disease (CKD) is defined, regardless of its primary cause, by the presence, for more than 3 months, of markers of kidney damage or a decrease in estimated glomerular filtration rate below 60 ml/min/1.73 m². CKD is associated with an increased risk of progression to end-stage renal disease as well as decreased patient survival. Therapeutic options remain limited and rely primarily on dialysis and renal transplantation.This thesis project aims at identifying novel molecular and cellular determinants associated with CKD and its complications based on different clinical entities. On the one hand, the search for genetic factors involved in the pathogenesis of certain hereditary nephropathies such as nephronophthisis or Alport syndrome has been addressed using innovative analytical techniques such as high-throughput sequencing. On the other hand, the involvement of a particular microRNA, miR-21, was evaluated in a mouse model of secondary nephropathy where kidney damage is induced by exposure to an anticancer agent, cisplatin. Our results allowed the identification of new genetic variants playing a causal role in Alport syndrome and nephronophthisis using an analytical strategy enabling complete genome sequencing. Furthermore, our data also suggest that miR-21 has a nephroprotective role and that its pharmacological modulation may prevent the occurrence of chronic renal failure in patients receiving chemotherapy including platinum derivatives. Overall, the results obtained in this work provide a better understanding of the pathophysiology of chronic kidney disease and could lead to new therapeutic options in the more or less long term

L’étude du tissu rénal est au cœur du diagnostic et de la prise en charge des patients souffrant de maladie rénale chronique. Nous avons voulu tester le potentiel de trois procédés d’analyse habituellement utilisés par les physicochimistes pour essayer d’analyser différemment les biopsies rénales. Dans un premier travail, nous avons démontré qu’il était possible d’utiliser la microfluorescence X générée par le rayonnement synchrotron pour détecter du platine dans les reins de souris et de patients exposés à des chimiothérapies à base de sel de platine. Dans un deuxième article nous avons montré que la fluorescence UV permettait de détecter l’oxalate dans différents types de néphropathie oxalique. Elle permet l’observation des cristaux déjà bien décrits mais également la visualisation de microcristaux plus difficile à détecter par les méthodes habituelles. Elle pourrait même permettre d’imager l’accumulation intracytoplasmique d’oxalate non cristallisé ce qui n’a jamais été rapporté. Dans la troisième partie nous avons montré qu’il est possible d’utiliser sur des biopsies rénales un spectroscope infrarouge couplé à un microscope à force atomique. Cela nous a permis de caractériser des dépôts pathologiques intratubulaires de vancomycine avec une résolution nanoscopique. Ces travaux illustrent la faisabilité et le potentiel novateur de l’application des méthodes d’analyse moléculaire physicochimique pour mieux décrire les biopsies rénales
Kidney histology has led to better description and understanding of renal diseases. Kidney biopsy analysis only relies on visible light after staining. The goal of this work was to assess whether other kinds of illumination could be used on standard renal samples. In a first part we have demonstrated that synchrotron radiation mediated micro-X ray fluorescence can identify platinum with micrometric resolution in platinum-based chemotherapy exposed mice and humans kidneys. In a second work we show that UV fluorescence can be used to detect oxalate in hyperoxaluric patient kidneys. It highlights standard intratubular large oxalate crystals but also small non usually detectable microcristals and diffuse intracellular oxalate accumulation. In a third part we have manage to perform atomic force microscopic enhanced infrared spectroscopy on renal biopsies of vancomycine cast nephropathies patients biopsies. It allowed us to acquire nanoscopically resoluted infrared spectra of intratubular vancomycin casts and to demonstrate the chemical heterogeneity of such pathological precipitations. Taken together these works illustrate the feasibility and high potential of physicochemical analytic method to further describe kidney biopsies

Les ciliopathies sont un groupe de maladies génétiques multi-systémiques liées à un dysfonctionnement du cil primaire, une structure sensorielle présente à la surface des cellules qui régule des voies de signalisation clés au cours du développement et de l'homéostasie tissulaire. Afin d'identifier de nouveaux gènes responsables de ciliopathies développementales sévères, ~ 500 patients / fétus ont été analysés par une approche de séquençage à haut débit de l'exome ciblant > 1 200 gènes ciliaires ("ciliome"). Nous avons identifié huit nouvelles mutations dans le gène NEK8/NPHP9 chez cinq familles dont les syndromes se chevauchent. NEK8/NPHP9 code une protéine kinase de la famille des NIMA qui se localise au niveau du compartiment Inversine du cil primaire et agit comme un régulateur de la signalisation Hippo, une voie essentielle contrôlant la taille des organes. Nous montrons pour la première fois que les mutations du gène NEK8 sont associées à une agénésie rénale et une hypodysplasie. De plus, notre travail met en évidence une corrélation génotype/phénotype: les mutations "perte de fonction" de NEK8 conduisant à reins élargies et kystiques, des kystes pancréatiques et hépatique, alors que les mutations faux-sens de NEK8 causent une hypodysplasie/agénésie rénale associée à une cardiopathie et une paucité des canaux biliaires. La première partie de mon projet de thèse porte sur l'étude de l'impact des mutations faux-sens de NEK8 sur divers processus cellulaires et des voies de signalisation dépendantes de NEK8. Nous avons démontré un effet "gain de fonction" des mutations faux-sens de NEK8 puisqu'elles affectent la ciliogenèse et la composition du compartiment Inversine (localisation ciliaire de ANKS6). De plus, ces mutations altèrent la localisation nucléaire de YAP, le principal acteur de la voie Hippo, ainsi que l'expression des gènes cibles de YAP dans les fibroblastes de patients et dans la lignée cellulaire rénale (mIMCD3) invalidée pour NEK8. De même, nous avons montré une accumulation anormale de YAP nucléaire dans les reins polykystiques de la souris Jck, porteuse d'une mutation faux-sens de Nek8. Un déséquilibre de la voie Hippo serait donc à l'origine des défauts de morphogenèses épithéliales. En effet, les cellules mIMCD3 invalidées pour NEK8 forment en culture 3D des structures anormales et/ou des sphères élargies qui s'accompagnent d'une persistance du marquage nucléaire de YAP et Ki-67 et forment de grandes sphères par rapport aux cellules contrôles. Des défauts plus sévères ont été observés pour les cellules ré-exprimant les différents mutants de NEK8, confirmant la pathogénicité de ces mutations et leur effet "gain de fonction". Enfin, le traitement par la Vertéporfine, un inhibiteur spécifique de l'activité transcriptionnelle de YAP, améliore non seulement le phénotype des fibroblastes de patients et des cellules rénales invalidées pour NEK8 en culture 3D, mais également in vivo les anomalies observées chez les embryons de poisson zèbre dues à la surexpression de la forme NEK8 humaine, confirmant ainsi l'implication d'une dérégulation de YAP dans les mécanismes physiopathologiques. Par ailleurs, nous avons observé que les mutants de NEK8 s'accumulent de manière anormale au niveau de l'appareil de Golgi dans les fibroblastes de patients, et que cet appareil de Golgi apparait dispersé. Nos résultats montrent que le recrutement de NEK8 au Golgi est sensible à la Brefeldine A et dépendrait donc de ARF1, une petite GTPase impliquée dans le trafic de protéines entre les compartiments du Golgi et du réticulum endoplasmique. Nous avons démontré que NEK8 interagit et co-localise préférentiellement avec la forme d'ARF1 liée au GDP, suggérant pour NEK8 une possible fonction de facteur d'échange d'ARF1 à des sites spécifiques (appareil de Golgi, membranes, cil) afin de promouvoir le trafic vésiculaire de protéines telles que les protéine ciliaires. (...)
Ciliopathies are a group of genetic multi-systemic disorders related to dysfunction of the primary cilium, a sensory organelle present at the cell surface that regulates key signaling pathways during development and tissue homeostasis. In order to identify novel genes whose mutations would cause severe developmental ciliopathies, ~500 patients/fetuses were analyzed by a targeted high throughput sequencing approach allowing exome sequencing of > 1200 ciliary genes. We have identified eight novel mutations in NEK8/NPHP9 in five independent families with severe overlapping syndromic disorders. NEK8/NPHP9 encodes a NIMA-related kinase that localizes at the inversin compartment of the primary cilium and acts as a regulator of Hippo signaling, a pathway that is essential for control of organ size during development. We show for the first time that NEK8 mutations are associated with renal agenesis and hypodysplasia, and our work highlights a genotype/phenotype correlation with NEK8 loss-of-function mutations leading to enlarged cystic kidney, pancreas and liver, whereas NEK8 gain-of-function (missense) mutations cause renal hypodysplasia, cardiopathy and paucity of bile ducts. The first part of my thesis project focuses on the study of the impact of these NEK8 missense mutations on various cellular processes and NEK8-dependent signaling pathways. We demonstrate that NEK8 missense mutations impair the Inversin (INVS) compartment composition and ciliogenesis, and also alter the nuclear localization of the main Hippo signalling effector, YAP, as well as expression of its target genes in patient fibroblasts and renal cell lines. We also demonstrated that this Hippo pathway imbalance causes epithelial morphogenesis defects in 3D matrigel culture. Indeed, mIMCD3 cells depleted for NEK8 showed persistent YAP and Ki-67 staining and formed bigger spheres compared to control cells. Abnormal sphere volume was also observed in cells re-expressing NEK8-GFP mutations, suggesting their pathogenicity. We confirm these data in vivo in Jck mice, a model of polycystic kidney disease bearing a Nek8 missense mutation. Finally, treatment with Verteporfin, a specific inhibitor of YAP transcriptional activity, improves the mutant phenotype of both cellular models and zebrafish embryos overexpressing human NEK8, further supporting the involvement of YAP dysregulation in the pathogenic cellular mechanisms. Surprisingly, in patient fibroblasts, we showed that mutated NEK8 accumulates at the Golgi that appeared dispersed. NEK8 recruitment at the Golgi apparatus is dependent on ARF1 (Brefeldin A sensitive), a small GTPase involved in protein trafficking between Golgi compartments and ER. We notably demonstrated that NEK8 mostly interacts and localizes with the dominant negative form of ARF1 (T31N), suggesting that NEK8 could act as an activator (GEF) of ARF1 to promote vesicular trafficking of ciliary proteins. The second part of my project focuses on a new candidate gene for which a missense homozygous mutation has been identified in 3 individuals presenting a late onset NPH with hepatic fibrosis. This gene encodes ANKS3, an evolutionarily conserved protein whose function is still poorly characterized. Interestingly, ANKS3 has been reported to be a partner of NEK8, even though we showed it does not localize at the INVS compartment with NEK8 but is rather present at the base of cilia in fibroblasts. We showed that the missense mutation does not affect ANKS3 localization but leads to longer cilia and abnormal accumulation of NEK8 at the cilium base in patient fibroblasts and kidney tubules. Altogether, my work focused on NEK8 and its partners, ANKS6 and ANKS3, each of whose related gene is mutated in patients presenting a broad clinical spectrum of phenotypes. (...)

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est une maladie chronique prévalente et comprenant plusieurs comorbidités. Les complications les plus importantes de l’IRC sont les fractures et la mortalité d’origine cardiovasculaire. Ces dernières ont été regroupées sous l’entité du trouble minéral et osseux en insuffisance rénale chronique (TMO-IRC). La physiopathologie du TMO-IRC revêt un intérêt particulier dans l’optique de mieux comprendre et prévenir les complications des patients IRC. Récemment, les niveaux sanguins de nouveaux marqueurs osseux [sclérostine, dickkopf-related protein 1 (DKK1), fibroblast growth factor 23 (FGF23) et α-klotho], inhibiteurs de la voie de signalisation Wnt, ont été associés à des issues de santé osseuse et vasculaire et pourraient donc jouer un rôle important dans le TMO-IRC. Les objectifs de ce mémoire sont d’investiguer le rôle de ces nouveaux marqueurs osseux dans 1) le TMO-IRC chez les patients greffés et 2) le TMO-IRC chez des patients hémodialysés en lien avec le tissu adipeux de la moelle osseuse (TAM). Les résultats de nos travaux montrent que les marqueurs osseux baissent après la transplantation rénale et suggèrent que l’évolution de la sclérostine et du FGF23 est associée à certains paramètres de rigidité artérielle (vélocité de l’onde de pouls carotidefémorale et vélocité de l’onde de pouls carotide-radiale). De plus, nous avons montré la faisabilité de caractériser le TAM chez une cohorte de dialysés. Nos analyses suggèrent également que le TAM est corrélé de manière inverse avec le DKK1 sérique. Bref, nos résultats suggèrent que ces nouveaux marqueurs osseux pourraient jouer un rôle important dans la physiopathologie du TMO-IRC, et ce, autant chez les patients IRC que les greffés, potentiellement par des mécanismes différents. Une meilleure compréhension des mécanismes d’action de ces marqueurs osseux pourrait ouvrir la voie à une meilleure prise en charge des patients souffrant de TMO-IRC.
L’insuffisance rénale chronique (IRC) est une maladie chronique prévalente et comprenant plusieurs comorbidités. Les complications les plus importantes de l’IRC sont les fractures et la mortalité d’origine cardiovasculaire. Ces dernières ont été regroupées sous l’entité du trouble minéral et osseux en insuffisance rénale chronique (TMO-IRC). La physiopathologie du TMO-IRC revêt un intérêt particulier dans l’optique de mieux comprendre et prévenir les complications des patients IRC. Récemment, les niveaux sanguins de nouveaux marqueurs osseux [sclérostine, dickkopf-related protein 1 (DKK1), fibroblast growth factor 23 (FGF23) et α-klotho], inhibiteurs de la voie de signalisation Wnt, ont été associés à des issues de santé osseuse et vasculaire et pourraient donc jouer un rôle important dans le TMO-IRC. Les objectifs de ce mémoire sont d’investiguer le rôle de ces nouveaux marqueurs osseux dans 1) le TMO-IRC chez les patients greffés et 2) le TMO-IRC chez des patients hémodialysés en lien avec le tissu adipeux de la moelle osseuse (TAM). Les résultats de nos travaux montrent que les marqueurs osseux baissent après la transplantation rénale et suggèrent que l’évolution de la sclérostine et du FGF23 est associée à certains paramètres de rigidité artérielle (vélocité de l’onde de pouls carotidefémorale et vélocité de l’onde de pouls carotide-radiale). De plus, nous avons montré la faisabilité de caractériser le TAM chez une cohorte de dialysés. Nos analyses suggèrent également que le TAM est corrélé de manière inverse avec le DKK1 sérique. Bref, nos résultats suggèrent que ces nouveaux marqueurs osseux pourraient jouer un rôle important dans la physiopathologie du TMO-IRC, et ce, autant chez les patients IRC que les greffés, potentiellement par des mécanismes différents. Une meilleure compréhension des mécanismes d’action de ces marqueurs osseux pourrait ouvrir la voie à une meilleure prise en charge des patients souffrant de TMO-IRC.
Chronic kidney disease – mineral and bone disorders (CKD-MBD) leads to increased comorbidity and mortality due to heightened fractures rate and cardiovascular complications. Understanding the mechanisms of CKD-MBD’s pathophysiology is important in order to eventually propose new therapies that may prevent or treat bone and vascular complications. Recently, circulating levels of new bone markers [sclerostin, dickkopf-related protein 1 (DKK1), fibroblast growth factor 23 (FGF23) and α-klotho], which are Wnt pathway’s inhibitors, have been associated with bone and vascular health outcomes in CKD population and could therefore play an important role in CKD-MBD. The objectives of this master thesis are to investigate the role of these new bone markers 1) in CKD-MBD among kidney transplanted patients and 2) in CKD-MBD among dialysis patients in relation to bone marrow adipose tissue (MAT). Our results show that bone markers lower after kidney transplantation. We observe an association between circulating sclerostin and FGF23 levels evolution and arterial stiffness parameters (carotid-femoral pulse-wave velocity and carotid-radial pulse-wave velocity) after kidney transplant. Moreover, we show the feasibility to characterize MAT in a dialysis cohort and our results suggest an inverse correlation between serum DKK1 levels and MAT. In conclusion, our results show that these new bone markers could play an important role in CKD-MBD both in kidney transplanted and hemodialysis patients likely through different mechanisms. A better understanding of the role of these Wnt inhibitors in CKD-MBD could lead to a better management approach of patients with CKD-MBD.
Chronic kidney disease – mineral and bone disorders (CKD-MBD) leads to increased comorbidity and mortality due to heightened fractures rate and cardiovascular complications. Understanding the mechanisms of CKD-MBD’s pathophysiology is important in order to eventually propose new therapies that may prevent or treat bone and vascular complications. Recently, circulating levels of new bone markers [sclerostin, dickkopf-related protein 1 (DKK1), fibroblast growth factor 23 (FGF23) and α-klotho], which are Wnt pathway’s inhibitors, have been associated with bone and vascular health outcomes in CKD population and could therefore play an important role in CKD-MBD. The objectives of this master thesis are to investigate the role of these new bone markers 1) in CKD-MBD among kidney transplanted patients and 2) in CKD-MBD among dialysis patients in relation to bone marrow adipose tissue (MAT). Our results show that bone markers lower after kidney transplantation. We observe an association between circulating sclerostin and FGF23 levels evolution and arterial stiffness parameters (carotid-femoral pulse-wave velocity and carotid-radial pulse-wave velocity) after kidney transplant. Moreover, we show the feasibility to characterize MAT in a dialysis cohort and our results suggest an inverse correlation between serum DKK1 levels and MAT. In conclusion, our results show that these new bone markers could play an important role in CKD-MBD both in kidney transplanted and hemodialysis patients likely through different mechanisms. A better understanding of the role of these Wnt inhibitors in CKD-MBD could lead to a better management approach of patients with CKD-MBD.

L’insuffisance rénale aiguë (IRA), quelle qu’en soit sa cause, est fortement associée à la mortalité. Le rein contribue jusqu’à 40 % de la production endogène de glucose à travers la néoglucogenèse, particulièrement pendant les conditions de jeûne de stress. Jusqu’alors, aucune étude ne s’était intéressée au comportement de cette fonction métabolique au cours d’un épisode d’IRA. Cette étude montre que la synthèse de glucose et l’utilisation du lactate sont altérées à la fois chez l’homme, en recourant au cathétérisme artérioveineux rénal chez des patients bénéficiant d’une intervention de chirurgie cardiaque, mais aussi chez le rat, après clampage de l’artère rénale en employant un isotope stable du glucose. L’analyse de données transcriptomiques uni nucléaire a mis en évidence une altération des voies de la néoglucogenèse chez la souris après un épisode d’IRA ischémique. Dans une étude de cohorte de patients admis en réanimation, un profil métabolique systémique anormal suggérant une atteinte de la néoglucogenèse rénale était observable chez les sujets développant une IRA, profil qui était lui-même fortement associé à la mortalité. L’administration de thiamine augmentait, chez la souris, l’élimination du lactate après une IRA et accroissait in vitro la production de glucose par les cellules tubulaires proximales. Rétrospectivement, la supplémentation en thiamine de patients de soins intensifs était associée à la fois à une correction des profils métaboliques systémiques d’IRA et à une baisse de la mortalité. En conclusion, cette étude souligne l’importance systémique d’une fonction métabolique rénale, la néoglucogénèse. Elle montre que l’altération de cette fonction en IRA est visible au niveau systémique et qu’elle est associée à la mortalité. Enfin, en montrant que la restauration, même partielle, de cette fonction, est associée à un pronostic plus favorable, ouvrant la voie à de nouvelles cibles
Acute Kidney Injury (AKI) is strongly associated with mortality independently of its cause. The kidney contributes to up to 40% of systemic glucose production by gluconeogenesis during fasting and stress conditions. Whether kidney gluconeogenesis is impaired during AKI and how this might influence systemic metabolism remains unknown. Here we show that glucose production and lactate clearance are impaired during human and experimental AKI using renal arteriovenous catheterization in patients, lactate tolerance test in mice and glucose isotope labelling in rats. Single-cell transcriptomics reveal that gluconeogenesis is impaired in proximal tubule cells during AKI. In a retrospective cohort of critically ill patients, we demonstrate that altered glucose metabolism during AKI is a major determinant of systemic glucose and lactate levels and is strongly associated with mortality. Thiamine supplementation increases lactate clearance without modifying renal function in mice with AKI, enhances glucose production by renal tubular cells ex vivo, and is associated with reduced mortality and improvement of the metabolic pattern in a retrospective cohort of critically ill patients with AKI. This study highlights an unappreciated systemic role of renal glucose and lactate metabolism in stress conditions, delineates general mechanisms of AKI-associated mortality and introduces a potential intervention targeting metabolism for a highly prevalent clinical condition with limited therapeutic options

La néphroprotection devient un enjeu majeur dans le cadre des maladies rénales chroniques et aiguës. Nos travaux ont étudié le rôle du récepteur B2 de la bradykinine (RB2) au cours de la néphropathie diabétique (ND) et du choc endotoxinique, dans l'optique de définir de nouvelles cibles thérapeutiques. Le blocage du système rénine angiotensine présente une efficacité clinique pour ralentir la progression de la ND. Nous montrons que le RB2 contribue de façon importante à cet effet protecteur chez le rat et la souris diabétiques. De même, au cours du choc septique, les récepteurs de la BK (RB1 et RB2) jouent un rôle important dans le dysfonctionnement rénal. Le mécanisme de cet effet, qui reste mal connu, a donc été étudié pendant un choc endotoxinique chez des souris sauvages ou invalidées pour RB1 et RB2. Nos résultats étayent l'hypothèse d'un effet néphroprotecteur de l'activation du RB2, en particulier en situation chronique
Nephroprotection has become a critical challenge during chronic or acute renal disease management. In order to enlight new therapeutic targets, we have documented the role of bradykinin B1 and B2 receptors (B1R, B2R) during diabetic nephropathy and endotoxin shock. During diabetic nephropathy, renin-angiotensin system blockade slows the progression of the disease. Using two models of diabetes in rat and mice, we have observed that B2R activation is largely involved in this protective effect. We next investigated the role of B1R and B2R in the development of renal failure during lipopolysaccharide (LPS)-induced endotoxin shock in wild-type or mice deficient for either the B1R or the B2R. Even if further investigations are needed, B2R activation contributes to the initial decrease in blood pressure, whereas the inactivation of B1R appears detrimental. Our results support the hypothesis of a protective role of B2R activation, particularly in chronic situation

Le tubule proximal participe à la diurèse en modifiant la composition de l'ultrafiltrat glomérulaire. Grâce à de nombreux transports transépithéliaux, il le glucose, les acides aminés et les protéines de bas poids moléculaires, ainsi que 80 % des ions HPO42- ou HCO3-, 60 % des ions Na+, Cl-, K+, Ca2+, 75 % de l’eau et 30 % des ions Mg2+ ultrafiltrés.Durant ma thèse, j'ai étudié les rôles physiologiques et physiopathologiques de deux protéines de transport exprimées dans le tubule proximal.Dans le cadre de ma première étude, j'ai évalué in vivo la fonction rénale de souris n'exprimant pas une protéine appelée Kir4.2, dont le rôle est inconnu. Nos résultats montrent que Kir4.2, associée à Kir5.1, forme un canal potassique basolatéral Kir4.2/Kir5.1 dans le tubule proximal. L'absence de Kir4.2 provoque chez la souris une acidose tubulaire proximale isolée, consécutive à une ammoniogénèse altérée. De fait, la perte de fonctionnalité de Kir4.2 pourrait être à l'origine d'acidoses tubulaires proximales isolées familiales idiopathiques.Dans le cadre de ma seconde étude, j'ai analysé in vitro la fonctionnalité d'un mutant pathogène de l'échangeur 2Cl-/H+ ClC-5 impliqué dans la maladie de Dent. Cette maladie, caractérisée par une protéinurie de bas poids moléculaire associées à divers troubles du tubule proximal, serait liée à un défaut d'acidification des endosomes précoces par ClC-5. Toutefois, le mutant de ClC-5 que nous avons étudié, converti en canal chlorure, acidifie autant les endosomes précoces que le ClC-5 sauvage. Surprenants, ces résultats suggèrent que la maladie de Dent puisse être causée par un défaut d'accumulation d'ions chlorure dans l'endosome
The proximal tubule is involved in diuresis by modifying the content of the glomerular ultrafiltrate. Using a variety of transepithelial transports systems, it reabsorbs all ultrafiltrated glucose, amino-acids and low molecular weight proteins, as well as 80% of HPO42- and HCO3- ions, about 60% of Na+, Cl-, K+, and Ca2+ ions, 75% of water and 30% of Mg2+.During this thesis, I determined the physiological and physiopathological roles of two transport proteins present in proximal tubule. Firstly, I evaluated the renal function of mice invalidated for the Kir4.2 protein, whose role was undetermined. Our results show that Kir4.2, in association with Kir5.1, form a Kir4.2/Kir5.1 potassium channel at the basolateral membrane of proximal tubular cells. Furthermore, Kir4.2-null mice exhibit a reduced ammoniagenesis leading to an isolated proximal renal tubular acidosis. This study provides the gene encoding Kir4.2 as a candidate gene for the yet unexplained autosomal dominant isolated proximal renal tubular acidosis.Secondly, I evaluated in vitro the functional consequences of a pathogenic mutation of the 2Cl-/H+ exchanger ClC-5, involved in Dent’s disease. This disease, characterized by a low-molecular-weigth-proteinuria in the context of a general proximal tubule dysfunction, is currently thought to be due to an acidification defect of early endosomes linked to a loss of function of ClC-5. Surprisingly, our results show that ClC-5, converted into a chloride channel by this mutation, indeed acidifies the early endosomes as well as the ClC-5 wild-type. Thus, Dent’s disease may originate from a defect in the accumulation of chloride ions into the early endosomes

Le pseudohypoaldostéronisme de type II (PHAII) est une maladie monogénique rare, principalement caractérisée par une hyperkaliémie, une acidose métabolique hyperchlorémique et une hypertension. Ces manifestations cliniques sont dûes à des mutations sur les gènes WNK1, WNK4, KLHL3 ou CUL3 entraînant une augmentation de l’activité du cotransporteur Na+-Cl- sensible au thiazide (NCC) exprimé dans le tubule contourné distal. Plusieurs groupes ont essayé de déterminer la corrélation entre les mutations causant un PHAII et une augmentation de l’activité de NCC. Aucune des études n’a cependant pu expliquer complètement la pathophysiologie de cette maladie, suggérant alors l’existence et l’altération d’autres mécanismes impliqués dans le transport rénal. A l’aide d’un modèle murin (TgWNK4PHAII) portant une mutation non-sense (Q562E) sur le gène WNK4 préalablement identifiée chez des patients atteints de PHAII, le but de cette étude était alors d’identifier une potentielle implication de la réabsorption électroneutre de NaCl à travers le système pendrine/NDCBE dans la pathogénèse du PHAII. Nos résultats démontrent que l’activité de la pendrine est nettement augmentée dans le rein des souris TgWNK4PHAII en comparaison des souris sauvages. Cette suractivité conduit à une augmentation de la réabsorption de NaCl sensible au thiazide dans le tubule collecteur et contribue ainsi à une acidose métabolique. L’invalidation du gène codant pour la pendrine chez les souris TgWNK4PHAII permet donc de corriger l’acidose métabolique et l’hyperkaliémie caractéristiques du PHAII
Pseudohypoaldosteronism type II (PHAII) is a rare monogenic disease characterized by the association of hyperkalemia, hyperchloremic metabolic acidosis and hypertension. It is produced by mutations in the WNK1, WNK4, KLHL3 or CUL3 genes. The clinical manifestations of PHAII are due to an increased activity of the thiazide-sensitive Na+-Cl- cotransporter NCC, expressed in the distal convoluted tubule. However, the increased NCC activity do not fully explain the physiopathology of PHAII, giving evidence that other renal transport systems are altered in this disease. It has been reported that WNK4 is expressed not only in the DCT cells but also in -intercalated cells of the cortical collecting duct. These cells exchange intracellular HCO3- for external Cl- through pendrin, and therefore, account for renal base excretion. They can also mediate electroneutral thiazide-sensitive NaCl absorption when pendrin-dependent apical Cl- influx is coupled to apical Na+ influx by the Na+-driven Cl-/HCO3- exchanger NDCBE. Taking advantage of a mouse model (TgWNK4PHAII) carrying a WNK4 missense mutation (Q562E) identified in PHAII patients, the purpose of this study was to determine whether the electroneutral Na+-Cl- absorption through pendrin/NDCBE is involved in the pathogenesis of this disease. Our results show that renal pendrin activity is markedly increased in TgWNK4PHAII mice, leading to an increase in thiazide-sensitive NaCl absorption by the collecting duct and contributing to metabolic acidosis. Thus, pendrin genetic ablation in TgWNK4PHAII mice corrects the metabolic acidosis and also the hyperkalemia characteristic of PHAII