La progression de l'insuffisance rénale chronique non diabétique établie est stoppée par le traitement à la metformine chez le rat Ⅲ

DISCUSSION

Après des décennies de recherche,MRCcontinue d'être unproblème de santé mondialla plupart des patients étant diagnostiqués lorsque l'IRC est déjà établie (stades 2 à 3a ou même 3b à 4). Bien qu'unmode de vie sain et bonne gestion du diabèteethypertension artériellepeut empêcher l’apparition ouralentir la progression de la MRC, un traitement efficace fait défaut. Dans la présente étude, la metformine a démontré un effet puissantefficacité thérapeutiqueen stoppant la progression de l'IRC établie dans unIRC induite par l'adéninemodèle de rat. Il a été démontré que le traitement préventif par la metforminepréserver la fonction rénaledans des modèles de rongeurs atteints d'IRC diabétiques et non diabétiques.37,38 De plus, nous avons récemment démontré que dans le modèle de rat de troubles minéraux et osseux de l'IRC induits par l'adénine, le traitement préventif par la metformine atténuait le développement d'une IRC sévère ainsi que les conséquences vasculaires et osseuses qui en résultent. comorbidités.14 Pourtant, les données sur son potentiel en tant que médicament thérapeutique sont rares.

NOUVELLE FORMULATION À BASE DE PLANTES POURRALENTIR LA PROGRESSION DE LA MRC

Figure 8|Analyse de surreprésentation de la liste principale des protéines exprimées différentiellement (DEP). La longueur de la barre représente l'importance du chemin. De plus, plus la couleur est brillante, plus le chemin est important.

Récemment, Borges et al.39 ont étudié l'effet thérapeutique de la metformine dans un modèle de néphrectomie subtotale. Le traitement par la metformine (300 mg/kg, dans l'eau potable) a été initié 30 jours après le début du modèle lorsqu'une pression artérielle systolique et une albuminurie plus élevées ont été notées, bien qu'en l'absence d'augmentation des taux de créatinine sérique. Après 120 jours de traitement par metformine, une baisse de la tension artérielle, une albuminurie et une moindre fibrose rénale interstitielle ont été observées, alors qu'il n'y avait aucun effet bénéfique de la metformine sur les taux de créatinine sérique.39 Bien que cette étude corrobore un impact favorable de la metformine sur un rein dysfonctionnel, le Le modèle était trop léger et de progression trop lente pour conclure directement sur le véritable potentiel thérapeutique de la metformine. Dans notre modèle de rat de MRC induite par l'adénine, une MRC établie légère à modérée a été confirmée au début du traitement par une augmentation de 2- à 3- fois de la créatinine sérique après 4 semaines et un 3- jusqu'à 4-augmentation des valeurs de créatinine sérique après 5 semaines de régime à l'adénine, correspondant respectivement aux catégories GFR G2 à G3 et G3. Après 8 et 9 semaines de régime à base d'adénine, une insuffisance rénale sévère a été observée chez les animaux traités avec le véhicule (c'est-à-dire une multiplication par 10- de la créatinine sérique par rapport aux valeurs de base), correspondant à la catégorie GFR G4 à G5 (c'est-à-dire , insuffisance rénale terminale) et confirmant le déclin fonctionnel progressif dans ce modèle. Le traitement par la metformine, commençant dès l'apparition d'une maladie rénale légère (4 semaines) et même modérée (5 semaines), a protégé de manière significative (P < 0,0001) les rats exposés à l'adénine de l'évolution vers une maladie rénale grave. Conformément à la fonction rénale réduite chez les animaux traités avec le véhicule, les taux sériques de calcium et de phosphore ont été déséquilibrés, entraînant une hyperphosphatémie et une hypocalcémie liées à l'IRC. En plus de stopper le déclin fonctionnel rénal, la metformine a conduit à une normalisation de l'homéostasie minérale, étendant ainsi ses implications thérapeutiques prometteuses aux comorbidités liées à l'IRC.14 La présente étude montre que le traitement thérapeutique par la metformine peut stopper la progression d'une IRC déjà établie dans les maladies induites par l'adénine. Modèle de rat CKD. La traduction du degré de dysfonctionnement rénal dans notre étude sur les rats à la population humaine d'IRC indique que la metformine devrait être capable d'arrêter la progression de l'IRC après son diagnostic aux stades 2 à 3, en évitant ou au moins en reportant des interventions drastiques telles que la dialyse.

Figure 10|Effet de la metformine sur Yap1 et ses cibles en aval, le facteur de croissance du tissu conjonctif (Ctgf) et l'inducteur angiogénique riche en cystéine 61 (Cyr61). Expression de Yap1 (a, b), expression de Ctgf (c, d) et expression de Cyr61 (e, f) chez des rats atteints d'insuffisance rénale chronique traités avec de la metformine ou un véhicule à partir de 4 (a, c, e) ou 5 semaines (b, d ,f) après l'induction d'une maladie rénale chronique. Les données sont présentées sous forme de SEM.***P moyen < 0.001 par rapport au véhicule. P < 0,05 par rapport aux semaines 4 et 5. #P < 0,05 par rapport aux animaux témoins ayant une fonction rénale normale.

Concernant l'histologie rénale, la metformine a pu stopper l'expansion progressive de l'interstitium, que l'administration ait débuté tôt (4 semaines) ou plus tard (5 semaines) après l'induction de l'IRC. De plus, l'inflammation est généralement reconnue comme une composante essentielle de l'IRC.40 Dans notre étude, contrairement aux animaux traités avec le véhicule, aucun des animaux traités à la metformine n'a présenté une augmentation significative de l'inflammation interstitielle (infiltration leucocytaire) à la fin de l'étude par rapport aux animaux traités à la metformine. au début du traitement (soit la semaine 4, soit la semaine 5), ce qui indique que l'effet rénoprotecteur de la metformine consiste, au moins en partie, dans la réduction de l'infiltration de cellules inflammatoires dans l'interstitium.40,41 Il reste à déterminer si cela est en raison de la protection des cellules épithéliales tubulaires contre les blessures, atténuant ainsi la libération de facteurs pro-inflammatoires ou par un effet direct sur les cellules inflammatoires.

L'efficacité thérapeutique frappante de la metformine observée dans cette étude nous a incités à effectuer une analyse protéomique impartiale pour explorer davantage les complexes et les voies de signalisation. Bien qu'il ne soit pas surprenant que l'introduction de la metformine dans un scénario pathologique puisse affecter les aspects du métabolisme énergétique (par exemple, signalisation AMPK, métabolisme du pyruvate), nous avons également cherché à déterminer si cette activité thérapeutique régulait d'autres complexes de signalisation et voies de signalisation. L'exposition à la metformine dans le modèle CKD était associée à la voie de signalisation Hippo, une cascade multiprotéine kinase hautement conservée qui contrôle le développement des tissus, la taille des organes, la prolifération cellulaire et l'apoptose.42 Au centre de ce réseau se trouvent la cible Hippo kinase et l'effecteur de la voie en aval. Protéine associée au Oui (Yap) et son paralogue Taz (domaine WW contenant le régulateur de transcription 1, ou Wwtr1). Sous sa forme phosphorylée, le Yap cytoplasmique est séquestré à l'état inactif. Lorsque la cascade Hippo est inactivée, Yap/Taz agit comme un coactivateur transcriptionnel dans le noyau et améliore la transcription de gènes tels que Ctgf et Cyr61.43 L'effet rénoprotecteur de la metformine semble consister à activer la voie de signalisation Hippo, et ainsi à inhiber l'accumulation nucléaire. de Yap/Taz et donc une diminution de l'expression de Ctgf et de l'expression du gène Cyr61 (Figure 13). Ces résultats sont conformes aux études antérieures portant sur la diaphonie entre l'homéostasie énergétique, impliquant l'AMPK, et la voie Hippo. En effet, Wang et al.44 ont découvert que l'AMPK actif (met for min est généralement connu sous le nom d'activateur de l'AMPK) phosphoryle directement Yap et supprime ainsi l'activité transcriptionnelle de Yap. De plus, Mo et al.45 ont décrit que l’activité Yap est régulée négativement par le stress énergétique cellulaire. Ils ont montré que Yap est inhibé directement par la phosphorylation médiée par l'AMPK et indirectement via l'activation des kinases suppresseurs de grandes tumeurs (Lats).45 De plus, la sérine/thréonine-protéine kinase (Pak1) phosphoryle et inactive la neurofibromine 2 (Nf2), activatrice de la kinase en amont. /Merlin), qui provoque l'inactivation de Lats1/2 et, par conséquent, la translocation nucléaire de Yap/Taz.46 Le traitement à la metformine a régulé négativement Pak1, comme mentionné dans la liste DEP (tableau supplémentaire S2), empêchant l'inhibition de la phosphorylation de Yap médiée par Lats. . De plus, le traitement à la metformine a régulé positivement la Ste20-like kinase 2 MST2 des mammifères (c'est-à-dire le gène sérine/thréonine kinase 3 [Stk3] dans la liste DEP), ce qui provoque davantage de phosphorylation de Yap médiée par Lats. L'effet de la metformine sur la voie Hippo a été confirmé par l'expression de l'ARNm de Yap ainsi que par deux gènes cibles importants de la signalisation Hippo/Yap (Ctgf et Cyr61) dès la semaine 8. Dans l'ensemble, ces observations ont identifié la voie Hippo comme étant intéressante dans démêler le mode d’action thérapeutique de la metformine.

En 2019, la Food and Drug Administration des États-Unis a approuvé l'utilisation de la canagliflozine pour ralentir la maladie rénale liée au diabète. Plus récemment, en 2021, la Food and Drug Administration des États-Unis a approuvé l'inhibiteur du SGLT2, la dapagliflozine, pour réduire le risque de progression de la maladie chez les patients atteints d'IRC, quel que soit leur statut diabétique.28,29 Concernant son effet sur les animaux atteints d'IRC,28,29 modèles, Ali et al.47 ont démontré qu'un traitement préventif à la canagliflozine pouvait atténuer le développement d'une maladie rénale chronique sévère induite par l'adénine par l'administration concomitante d'un régime à base d'adénine et d'un traitement à la canagliflozine (10 mg/kg et 25 mg/kg, gavage oral) pendant 35 jours consécutifs. Le traitement préventif par l'agliflozine, aux deux doses, a amélioré la fonction rénale, supprimé l'inflammation et le stress oxydatif et amélioré l'apparence histologique.47 De plus, Yamato et al.48 ont signalé un effet rénoprotecteur préventif de l'administration de faibles doses d'ipragliflozine (0,03 ou 0,1 mg/kg). chez les souris IRC induites par l'adénine : l'administration concomitante d'adénine et d'ipragliflozine a amélioré les taux de créatinine plasmatique et les changements morphologiques, par rapport à l'administration d'adénine seule. En revanche, Ma et al.49 ont conclu que les actions rénoprotectrices préventives de l’inhibiteur du SGLT2, l’empagliflozine (10 mg/kg, pendant 14 jours), ne s’appliquaient pas chez les souris atteintes de néphrocalcinose non diabétique liée à l’oxalate. De plus, Zhang et al.50 ont évalué l'effet de la dapagliflozine (0,5 mg/kg, deux fois/jour, 12 semaines) chez 5 rats néphrectomisés sur 6, chez lesquels la progression de la maladie n'était pas affectée par l'inhibition du SGLT2. Ces divergences dans ces études préventives nous ont incités à comparer l’efficacité thérapeutique de la metformine à celle de la canagliflozine dans un contexte non diabétique d’IRC établie. Le traitement à la canagliflozine s'est avéré incapable d'enrayer la perte progressive de la fonction rénale. De plus, sur le plan histologique, aucun des animaux traités à la canagliflozine, par rapport aux animaux atteints d'IRC traités avec le véhicule, n'a présenté de diminution du pourcentage de zone interstitielle, ni

Figure 12|Effet de la canagliflozine sur la fonction rénale, l'histopathologie et l'expression des gènes. Créatinine sérique (a), clairance de la créatinine (b), pourcentage de zone interstitielle (c), coupes rénales colorées à l'acide périodique Schiff (d), expression de Col1a1 (e), expression de Tnfa (f), expression de Tgfb (g), Yap1 expression (h), facteur de croissance du tissu conjonctif (Ctgf) expression (i), inducteur angiogénique riche en cystéine 61 (Cyr61) expression (j) de rats atteints d'une maladie rénale chronique traités avec de la canagliflozine ou un véhicule commençant 4 semaines après l'induction de la maladie rénale chronique . Les données sont présentées sous forme de SEM moyen. Barres ¼ 100 mm. *P < 0,05 par rapport au véhicule ; #P < 0,05 par rapport aux animaux témoins ayant une fonction rénale normale. Pour optimiser la visualisation de cette image, veuillez consulter la version en ligne de cet article sur www.kidney-international.org.

Le travail actuel présente également certaines limites. L'utilisation du modèle d'IRC induite par l'adénine pourrait être remise en question quant à sa pertinence car il s'agit d'une néphropathie cristalline avec un composé inflammatoire prononcé et un taux de progression sévère. Pourtant, il convient de noter que l’ensemble des caractéristiques fonctionnelles et histopathologiques de l’IRC sont systématiquement présentes dans ce modèle et entraînent également des comorbidités liées à l’IRC humaine – troubles minéraux et osseux.14,51 De plus, le fait que la metformine puisse atténuer l’IRC la progression dans ce modèle sévère corrobore son potentiel en tant que rénoprotecteur thérapeutique. Une autre limite de cette étude est la mortalité dans nos groupes traités à la metformine. Il est peu probable que ces décès soient dus à des événements cardiovasculaires, car nous avons déjà démontré que la metformine empêchait l'apparition et la progression de la calcification vasculaire dans un modèle grave de 0,25 % de maladies minérales et osseuses induites par l'adénine, via ses actions rénoprotectrices. .14 ​​De plus, l'utilisation de la metformine chez les patients atteints d'une maladie cardiaque est associée à de meilleurs résultats plutôt qu'à un risque accru.10,52,53 Alternativement, nous n'avons pas pu lier de manière concluante la mortalité à une augmentation des taux de lactate parce que les animaux morts ne présentaient pas systématiquement les taux sériques les plus élevés. concentrations de lactates. Cependant, l’acidose lactique comme cause possible du décès ne peut être totalement exclue car aucun prélèvement sanguin n’a été effectué le jour du décès. Il est indéniable que la crainte de l’acidose lactique comme complication de la metformine chez les patients atteints d’IRC a eu un impact négatif sur son utilisation dans cette population. Même si, rétrospectivement, le contrôle de la posologie dans notre étude aurait pu être plus strict, il est clair que le danger d'acidose lactique est parfaitement gérable et évitable, tout en conservant les bénéfices thérapeutiques. Ce point de vue est également étayé par des données humaines.23,54

Dans le réseau complexe de voies de signalisation moléculaire qui sous-tendent les effets rénoprotecteurs de la metformine, cela représente un défi, mais il permet d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. L’implication suggérée ici de la voie Hippo pourrait constituer une première étape dans ce sens.

DIVULGATION

Tous les auteurs n’ont déclaré aucun intérêt concurrent. DÉCLARATION DE DONNÉES Les données protéomiques de spectrométrie de masse ont été déposées auprès du Consortium ProteomeXchange via le référentiel partenaire PRoteomics IDEntification Database (PRIDE) avec les identifiants d'ensemble de données PXD022687 et 10.6019/PXD022687. REMERCIEMENTS La metformine a été aimablement fournie par Merck KGaA. Nous remercions Geert Dams, Hilde Geryl, Ludwig Lamberts, Rita Marynissen et Simonne Dauwe pour leur excellente assistance technique. Nous tenons également à remercier le Dr Youssef Bennis (Centre Hospitalier Universitaire Amiens Picardie) pour la détermination des concentrations sériques de metformine. RC est financé par l'Université d'Anvers : bourse de doctorat (DocPro). RC est financé par BOF-DOCPRO-34737.

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