Partie Ⅱ : L'hyaluronane, une épée à double tranchant dans les maladies rénales

Apr 07, 2023

Lésion rénale aiguë

La prévalence de l'insuffisance rénale aiguë (IRA) continue d'augmenter et, avec des blessures répétées, l'IRA est considérée comme un facteur de risque important pour le développement de l'insuffisance rénale chronique (IRC) [67].

L'hypoxie, ou oxygénation insuffisante des tissus, est l'une des principales causes d'IRA. Cette affection est généralement causée par une maladie cardiaque et/ou pulmonaire et peut être modélisée dans des modèles animaux précliniques par une lésion i/R. Après une lésion i/R, une expression réduite de HA est associée à une réduction de l'inflammation et à une amélioration de la récupération rénale. Bien qu'il ait été suggéré que l'HA favorise un environnement pro-inflammatoire dans les modèles d'I/R susmentionnés, l'implication des variantes MW de l'HA dans la progression de la lésion reste incertaine. Cependant, une étude similaire utilisant le modèle de blessure I/R a révélé que le HMW-HA s'accumulait un jour après la blessure mais se dégradait en fragments plus petits au fil du temps. Ces résultats suggèrent que le LMW-HA pourrait être un médiateur de l'environnement pro-inflammatoire qui conduit à l'IRA. À l'appui de cette hypothèse, nous avons démontré que le HMW-HA induit par l'il -10- a des effets cytoprotecteurs et antifibrotiques après une lésion I/R.

Fibrose rénale et IRC

L'IRC affecte de manière disproportionnée les enfants car il s'agit d'une maladie incurable qui dure toute la vie. L'étiologie de l'IRC pédiatrique est nettement différente de celle de l'adulte, avec des anomalies congénitales des voies rénales et urinaires prédominant chez les enfants de moins de 12 ans et des glomérulonéphrites chez les enfants plus âgés [68].

L'IRA répétée conduit souvent à une activation soutenue des fibroblastes et finalement à une fibrose interstitielle tubulaire, un résultat inévitable de l'IRC. Han et al. ont rapporté une expression accrue de HA, CD44 et LYVE -1 dans les zones de tissu fibrotique et ont noté que l'accumulation de HA était associée à une augmentation de -SMA [69], entraînant un environnement pro-inflammatoire et fibrotique dans des modèles animaux de CKD.

Bien que le résultat ultime de l'IRC soit une fibrose interstitielle conduisant à une insuffisance rénale, l'identification des patients atteints d'une maladie évolutive est difficile en l'absence de biomarqueurs à haut risque. Compte tenu du rôle putatif de l'HA en tant que médiateur majeur de la fibrose chez les patients atteints d'IRC, les taux sériques d'HA peuvent aider les cliniciens à fournir un diagnostic plus définitif. une étude d'Akin et al. ont montré que les taux sériques moyens d'HA étaient significativement plus élevés chez les patients atteints d'IRC que chez les patients atteints d'IRA. De plus, il a été constaté que les concentrations sériques d'HA dans le groupe CKD étaient sélectivement corrélées aux concentrations d'albumine sérique et à la protéinurie [70]. Ces résultats suggèrent que la concentration sérique en HA peut être utilisée comme biomarqueur pour différencier l'IRC de l'IRA chez les patients urémiques dont la fonction rénale est inconnue.

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Uropathie obstructive

L'uropathie obstructive humaine est une affection courante généralement causée par des calculs rénaux, une infection, des caillots sanguins ou des tumeurs. Une étude a révélé des changements similaires dans les niveaux d'hémagglutinine entre les reins obstrués et normaux, en raison de reins non blessés compensant les besoins non satisfaits en hémagglutinine des reins endommagés. Les niveaux d'HA interstitiels étaient élevés après l'obstruction en raison de la stimulation de la synthèse d'HA par les cellules mésenchymateuses papillaires [71].

Figure 2

Semblable à son rôle dans l'IRA, HMW-HA aide à atténuer la fibrose après obstruction [22], suggérant que HA MW pourrait jouer un rôle d'amélioration dans la maladie. Dans notre récente publication, nous avons constaté que HMW-HA était significativement augmenté dans l'interstitium immédiatement après l'apparition de l'UUO, avec un pic 3 jours après l'induction, indiquant une réponse initiale pro-régénérative et cytoprotectrice à la blessure. Cependant, au fil du temps, les niveaux de LMW-HA ont augmenté - probablement en raison d'une inflammation incontrôlée et d'une augmentation des HYAL (Figure 2) - conduisant finalement à la fibrose. Un diagramme schématique montre comment HMW-HA atténue la fibrose interstitielle induite par UUO (Figure 3).

Figure 3

HA est particulièrement pertinent pour l'uropathie obstructive car il peut former des matrices de type gel chargées négativement, leur conférant la capacité de se lier aux cristaux. Il a été démontré que l'HA est efficace pour empêcher la précipitation des sels de calcium de la solution et, dans des conditions physiologiques, l'HA peut se lier à plusieurs groupes carboxyle de calcium et empêcher la cristallisation [72]. À l'inverse, d'autres rapports sur le rôle de l'AH dans la formation de calculs rénaux suggèrent qu'il agit en fait comme un liant pour les sels de calcium précipités dans la moelle rénale et le cortex, ce qui peut éventuellement conduire à la plaque de Randall et au calcul rénal. De manière critique, cependant, aucune de ces études n'a évalué l'impact du poids moléculaire de l'AH sur la pathogenèse de l'obstruction.

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Néphropathie diabétique

La néphropathie diabétique est la principale cause de ckd5 dans le monde et peut affecter les patients atteints de diabète de type I (T1D) ou de type II (T2D) [73,74]. Bien que le DT1 ait traditionnellement été associé aux enfants et aux adolescents et le DT2 aux adultes, l'augmentation de l'obésité infantile a entraîné une augmentation de l'incidence du DT2 chez les jeunes [75]. Dans les deux cas, l'HA a été systématiquement associée au développement de la néphropathie diabétique dans plusieurs études in vitro dans lesquelles des niveaux élevés d'HA ont été trouvés dans des modèles animaux de diabète. Bien que l'HA ait été identifiée comme médiateur de la fibrose interstitielle, elle n'indique pas la progression réelle de la néphropathie diabétique malgré sa surexpression dans le rein [73].

L'un des processus pathologiques conduisant à la néphropathie diabétique est la lésion endothéliale, dans laquelle l'AH est un composant clé de la couche de glycocalyx et pourrait donc servir de biomarqueur plus sensible de la néphropathie diabétique. Pour déterminer l'effet du déficit endothélial en HA sur la néphropathie diabétique, une étude a révélé que les souris dépourvues de HAS2 endothélial présentaient une structure endothéliale glomérulaire anormale. De même, une autre étude a montré que les taux d'HA dans les reins de rats diabétiques diminuaient à 8 semaines [76]. HA a également été testé comme traitement de la néphropathie diabétique, car HMW-HA a atténué l'inflammation et la glomérulosclérose chez les souris T2D. Étant donné que la néphropathie diabétique est une maladie évolutive, la détection précoce de la maladie par l'évaluation des taux d'hémagglutinine peut avoir des avantages diagnostiques et pronostiques.

Néphropathie à IgA

La néphropathie à IgA (IgAN) est caractérisée par l'accumulation d'immunoglobuline A (IgA), un anticorps qui induit une inflammation dans le glomérule. Dans les cas graves, ce processus inflammatoire peut former un croissant fibrotique irréversible qui finit par conduire à une MRC [77].

En se liant à HA, les protéines de pontage osseux régulent l'activation et la migration des leucocytes lors de la liaison au CD44, et les protéines de pontage osseux se lient au même récepteur pour favoriser la migration et l'adhérence cellulaires. Étant donné que l'interaction de HA et d'OPN avec CD44 est associée à la formation de croissants, une équipe de chercheurs a étudié si cette interaction était liée au développement d'IgAN. Leur étude a montré une corrélation non seulement entre la liaison HA/CD44 et l'IgAN, mais également entre l'expression interstitielle des protéines de pontage osseux et le CD44 et le degré de lésions tubulo-interstitielles et les lésions glomérulaires chroniques. Par la suite, un autre groupe a étudié le rôle de -SMA en tant que protéine associée à la formation de croissants dans la glomérulonéphrite à croissants et a découvert que les niveaux de -SMA, CD44, HA et de protéines de pontage osseux étaient régulés à la hausse au début de la maladie. De plus, il a été constaté que les complexes de protéines de pontage osseux CD44-HA et cd44 -favorisent les interactions cellule-matrice et myofibroblastes, qui peuvent transduire des signaux clés au cours du développement du croissant.

Ces données collectives suggèrent que les interactions entre -SMA, CD44, HA et les protéines du pont osseux jouent un rôle dans le développement de la glomérulonéphrite à croissants et que le ciblage des effets liés à l'HA peut apporter des avantages thérapeutiques.

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Reflux vésico-urétéral

Le reflux vésico-urétéral (RVU) est une affection survenant chez environ 1 % de la population pédiatrique dans laquelle l'urine s'écoule rétrogradement de la vessie dans l'uretère et finalement dans le rein [78]. Le VUR causé par une fermeture incomplète de la valve à la jonction vésico-urétérale est classé comme primaire, ou le VUR causé par une hypertension intravésicale est classé comme secondaire [79].

HA a été testé comme agent thérapeutique pour cette condition, et plusieurs études cliniques ont montré que l'injection de dextran/acide hyaluronique (Dx/HA) est un traitement sûr et efficace pour les patients atteints de VUR primaire. Une étude a montré que le copolymère Dx/HA réduisait les infections des voies urinaires (IVU) induites par le VUR, et d'autres études similaires ont montré que le VUR avec obstruction de la jonction urétérale pelvienne a un taux de réussite de résolution de près de 85 % [80]. Le RVU étant également étroitement associé à la fibrose rénale, d'autres études ont montré que le traitement endoscopique par Dx/HA est efficace pour réduire la fibrose [81]. De plus, l'incidence des infections urinaires après chirurgie ouverte est 2 - 5 fois plus élevée qu'avec le traitement Dx/HA, en fonction de la fièvre concomitante [82]. L'efficacité de la thérapie à base d'HA dans le VUR met en évidence sa sécurité et établit un précédent pour les avantages potentiels de l'HA dans d'autres maladies rénales.

Conclusion

Comprendre la nature à double tranchant de la variante HA MW donne un aperçu des rôles apparemment contradictoires de HA in vivo. Même le HMW-HA, qui est connu pour avoir des effets anti-inflammatoires/fibrotiques, peut devenir nuisible s'il est décomposé en oligosaccharides plus courts ou en variants LMW. Ces variantes de taille et leurs interactions correspondantes avec des cofacteurs tels que les récepteurs HAS, HYAL, HA et les protéines de liaison suggèrent que HA fait partie d'une voie de signalisation très subtile dans diverses maladies rénales. En effet, dans le contexte du complexe de signalisation HAS/HA/CD44, la conversion de HA de haut en bas poids moléculaire s'est avérée médiatrice de la progression tumorale, fournissant ainsi une cible thérapeutique prometteuse pour la recherche sur le cancer du rein [83]. De plus, l'HA pourrait servir de biomarqueur potentiel, car on observe que les facteurs de croissance et les cytokines sont régulés à la hausse dans l'HA lors du rejet de greffe. Cela conduit à l'accumulation de HA dans le cortex rénal et les vaisseaux sclérosés, au lieu de sa présence normale dans la moelle dans des conditions physiologiques [84,85]. Ces applications cliniques prometteuses soulignent la nécessité d'étudier plus avant l'HA et ses molécules accessoires, en particulier dans le contexte de leur poids moléculaire. Alors que les chercheurs découvrent la plus grande complexité des mécanismes de signalisation HA, ces connaissances peuvent être utilisées pour améliorer le pronostic des patients pédiatriques atteints de diverses maladies rénales.

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LES RÉFÉRENCES

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Aditya Kaul1; Kavya L. Singampalli1,2,3; Umang M. Parikh1 ; Ling Yu1; Sundeep G. Keswani1; Xinyi Wang1

1 Laboratoire de réparation tissulaire régénérative, Division de chirurgie pédiatrique, Département de chirurgie, Texas Children's Hospital/Baylor College of Medicine, Houston, TX 77030, États-Unis

2 Programme de formation des scientifiques médicaux, Baylor College of Medicine, Houston 77030, TX, États-Unis

3 Département de bioingénierie, Rice University, Houston 77030, TX, États-Unis


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