Abstrait

Contexte : Le rein est un organe très complexe aux multiples fonctions essentielles à la santé. La maladie rénale survient lorsque les reins sont endommagés et ne fonctionnent pas correctement. L'analyse unicellulaire est une technique puissante qui fournit des informations sans précédent sur les types de cellules rénales normales et anormales et modifiera notre compréhension des mécanismes des maladies rénales courantes.

Résumé : Notre compréhension de la pathogenèse de la maladie rénale est limitée par une caractérisation moléculaire incomplète des types de cellules responsables de la fonction rénale. L'application de la technologie unicellulaire dans la recherche rénale a révélé l'hétérogénéité cellulaire, les profils d'expression génique et la dynamique moléculaire dans le développement et la progression de la maladie rénale. L'analyse unicellulaire des tissus rénaux organoïdes et allogreffes a fourni de nouvelles informations sur l'organogenèse rénale, les mécanismes de la maladie et les résultats thérapeutiques. Dans l'ensemble, une meilleure compréhension de l'hétérogénéité des cellules rénales et de la dynamique moléculaire de la maladie rénale améliorera la précision du diagnostic et aidera à identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques en néphrologie.

Message clé : Dans cet article de synthèse, nous résumons les récentes recherches sur les maladies rénales sur les cellules uniques et discutons de l'impact de la technologie des cellules uniques sur la recherche fondamentale et clinique sur les reins.

Mots clés

Technologie à cellule unique ; Maladie du rein; cellule immunitaire; Organoïde du rein ; allogreffe ;Prestations Cistanche.

Introduction

Les reins sont deux organes en forme de haricot chargés de filtrer les déchets, l'excès d'eau et d'autres impuretés dans le sang et de produire de l'urine. Les reins régulent également les niveaux de pH, de sel et de potassium, ainsi que la tension artérielle ; contrôler la production de globules rouges; et activer une forme de vitamine D qui aide le corps à absorber le calcium. à ce jour, on estime que 850 millions de personnes dans le monde souffrent de maladies rénales, notamment d'insuffisance rénale chronique (IRC), d'insuffisance rénale aiguë, d'insuffisance rénale et de nombreuses autres affections. La maladie rénale survient lorsque les reins sont endommagés et incapables de remplir leurs fonctions. Les dommages peuvent être causés par le diabète, l'hypertension artérielle et diverses autres affections chroniques (à long terme). Les maladies rénales peuvent entraîner d'autres problèmes de santé, notamment l'ostéoporose, des lésions nerveuses, la malnutrition et les maladies cardiaques. Les stratégies de traitement actuelles des patients restent les greffes de rein ou la dialyse, qui sont coûteuses.

Une variété de cellules dans le rein, y compris les cellules épithéliales, thylakoïdes, endothéliales et neuronales, ainsi que les réseaux de cellules immunitaires, interagissent pour maintenir une fonction rénale normale. Une meilleure compréhension de l'hétérogénéité des reins sains et des processus sous-jacents à la maladie rénale permettra d'affiner la définition phénotypique moléculaire et histopathologique du rein et de soutenir le développement de nouvelles classifications des maladies. La technologie unicellulaire est potentiellement avantageuse pour identifier les sous-types cellulaires, les états et les changements de fréquence au cours de l'apparition et de la progression de la maladie rénale. Ces dernières années, avec le développement rapide de la technologie de séquençage d'ARN unicellulaire à haut débit (scRNA-seq), un atlas cellulaire complet du rein normal a été construit pour la recherche en médecine de précision rénale. Le Kidney Precision Medicine Project (KPMP) a été développé à l'échelle mondiale pour obtenir des biopsies rénales humaines, créer des atlas des tissus rénaux, définir les sous-populations de maladies et, finalement, identifier les cellules clés, les voies et les cibles de nouvelles thérapies. S'appuyant sur l'ensemble de données transcriptionnelles unicellulaires associées au rein, les chercheurs ont également analysé les profils d'expression génique d'ACE2, TMPRSS2 et SLC6A19 dans les sous-types de cellules rénales, ce qui est essentiel pour comprendre la pathogenèse du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère. Dans cette revue, nous nous concentrerons sur (1) le développement et l'application de la technologie unicellulaire, (2) l'utilisation de scRNA-seq pour étudier le développement et la progression des maladies rénales, (3) la cartographie moléculaire des cellules immunitaires dans les maladies rénales, ( 4) l'application de scRNA-seq aux organes ressemblant à des reins, et (5) l'utilisation de scRNA-seq pour étudier en profondeur les allogreffes rénales (Figure 1).

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Développement et application de la technologie transcriptomique unicellulaire

Une seule cellule est l'unité de base de la vie. Les techniques d'analyse unicellulaire ont révolutionné notre capacité à identifier la composition cellulaire, à suivre la dynamique moléculaire et à révéler les mécanismes pathologiques. L'analyse précoce de l'expression génique globale dans une seule cellule a été réalisée à l'aide de techniques de puces à ADN et de qPCR. Tietjen et al. ont utilisé des microréseaux unicellulaires pour surveiller les profils d'expression moléculaire de neurones individuels et de cellules progénitrices et pour définir des voies de signalisation à différents stades de développement. En outre, l'analyse de l'expression unicellulaire a identifié plusieurs sous-types de cellules en développement qui possèdent de nouveaux gènes pancréatiques, fournissant de nouvelles informations sur le développement pancréatique. Cette classe a développé des techniques de qPCR unicellulaires et les a appliquées à l'étude de gènes régulateurs clés dans le développement de blastocystes de souris et la différenciation de la lignée hématopoïétique.

Avec l'avènement des technologies de séquençage de nouvelle génération, le scRNA-seq a montré des avantages évidents pour distinguer différentes isoformes, l'expression allélique et de nouveaux transcrits dans des cellules individuelles à moindre coût. en 2009, Tang et al. ont rapporté le premier séquençage du transcriptome entier d'ARNm unicellulaire, démontrant la complexité des variantes transcriptionnelles dans des ovocytes ou des ovocytes de souris uniques. smart-seq was 2012 a été développé pour détecter des transcriptions complètes dans des cellules individuelles, et en l'appliquant à des cellules rares, les chercheurs ont identifié des biomarqueurs candidats pour les cellules tumorales circulantes du mélanome. Un an plus tard, Smart-seq2 avec une transcription inverse, une couverture de lecture, un biais et une précision améliorés a été introduit. les développements récents de Smart-seq3 ont considérablement amélioré sa sensibilité dans la détection de milliers de transcrits unicellulaires à résolution allélique et isoforme. Contrairement aux méthodes d'amplification basées sur la PCR, CEL-seq capture des transcriptomes unicellulaires efficaces par amplification linéaire multiplex. Une étude utilisant CEL-seq pour étudier le développement embryonnaire précoce de Cryptobacterium hidradenoma a révélé ses résultats reproductibles et sensibles à une résolution unicellulaire. La première plate-forme automatisée de scRNA-seq est Fluidigm C1, qui utilise un système microfluidique pour capturer des cellules individuelles dans 96 ou 384 chambres, suivies d'une lyse cellulaire, d'une transcription inverse et d'une amplification par PCR.

Depuis 2015, la recherche unicellulaire est pleinement entrée dans l'ère du haut débit, du faible coût et de l'automatisation avec la disponibilité continue de Drop-seq, inDrop, 10× Genomics, Seq-well, Microwell-seq et SPLiTseq. Drop-seq et inDrop séparent les cellules individuelles en gouttelettes de la taille d'un nanolitre et les mélangent avec un code-barres unique pour étiqueter chaque cellule. D'autre part, Cyto-seq, Seq-well et Microwell-seq permettent le séquençage d'ARNm unicellulaire à haut débit en capturant une cellule et une perle de code-barres dans un micropuits. Notre groupe a construit le premier atlas de cellules de souris et le paysage de cellules humaines au niveau d'une seule cellule à l'aide de Microwell-seq. Plus récemment, des méthodes plus simples et à plus haut débit sont appelées SPLiT-seq et sci-RNA-seq pour scRNA-seq. Ces méthodes utilisent la cellule ou le noyau lui-même comme chambre de réaction pour coder les cellules marquées par un code-barres à travers plusieurs cycles de division du pool. Toutes les cellules sont ensuite soumises à une amplification par PCR d'ADNc et à un séquençage. Cao et al. ont utilisé sci-RNA-seq3 pour analyser les transcriptomes d'environ 2 millions de cellules organogéniques de souris et 4 millions de cellules fœtales humaines, offrant une vue globale des processus de développement des mammifères. D'autres technologies unicellulaires couvrant les analyses génomiques, protéomiques et épigénomiques ont également prospéré ; cependant, ils sortent du cadre de cet article.

Apparition et progression de la maladie rénale

Le rein peut être affecté par de nombreuses maladies courantes et graves, notamment les lésions rénales aiguës, la glomérulonéphrite, les infections ascendantes (pyélonéphrite) et le cancer. Dans l'ensemble, notre compréhension de la pathogenèse de la maladie rénale est limitée par une caractérisation moléculaire incomplète des types de cellules responsables des fonctions spécifiques aux organes. Pour combler ce manque de connaissances, notre groupe et Park et al. construit un atlas transcriptionnel du rein de souris en bonne santé à l'aide de scRNA-seq. Les principaux sous-types de cellules épithéliales de l'unité rénale comprenaient les cellules pédonculaires, les cellules épithéliales tubulaires proximales, l'anneau de Henle, les tubules distaux et les cellules du canal collecteur. L'étude a identifié un nouveau type de cellule migratoire pour la collecte de populations de cellules canalaires, confirmant les découvertes précédentes d'interconversion entre les cellules intercalées et les cellules principales dans les études scRNA-seq. De plus, Ransick et al. analysé les reins adultes mâles et femelles et généré un atlas anatomique des éléments rénaux de souris au niveau de la cellule unique. Notre groupe a également effectué une analyse Microwell-seq de tissus rénaux fœtaux et adultes humains. En plus des cellules épithéliales, des cellules endothéliales, des cellules stromales et des cellules immunitaires dans le tissu, nous avons identifié des types de cellules somatiques de type s précédemment non décrits dans le rein fœtal et un nouveau type de cellule migratrice dans le rein adulte. Le profilage moléculaire unicellulaire du système vasculaire rénal a révélé des profils d'expression spécialisés des néphrons en construction et a révélé la pathogenèse de la maladie rénale. En outre, tous les types de cellules glomérulaires ont été identifiés à partir de souris saines et de différents modèles de maladie par analyse de clustering unicellulaire du transcriptome, et de nouveaux gènes et voies de régulation liés à la maladie ont été détectés dans des modèles de maladie, tels que la voie Hippo activée dans les podocytes après une réponse immunitaire néphrotoxique. blessure.

La fibrose rénale est une caractéristique de l'IRC et touche plus de 10 % de la population mondiale. Dans un modèle de coexistence hétérogène de fibrose rénale, Kramann et al. utilisé scRNA-seq pour confirmer que les monocytes contribuaient à une petite proportion de myofibroblastes, mais que la plupart des myofibroblastes étaient dérivés de cellules mésenchymateuses. Par la suite, Kuppe et al. [37] ont analysé le transcriptome d'environ 135 000 cellules des tubules proximaux et non proximaux et ont en outre confirmé que différentes isoformes de CSM sont les principaux contributeurs à la fibrose rénale humaine. De plus, dans une analyse comparative des monocytes rénaux sains et fibrotiques, un gène spécifique des myofibroblastes, l'homologue 2 des kératinocytes nus (NKD2), a été identifié comme une cible thérapeutique potentielle pour la fibrose rénale humaine. Sur la base de 402 biopsies rénales, le fibrinogène urinaire a été prédit comme un biomarqueur non invasif chez les patients atteints d'IRC.

Cistanche normalisé

La néphropathie diabétique (DN) est caractérisée par des lésions simultanées des glomérules et de l'interstitium tubulaire. Cependant, on sait relativement peu de choses sur la façon dont le statut cellulaire et la fréquence changent avec l'apparition de la maladie et la progression de l'expression des gènes. Pour élucider les changements dans l'expression des gènes des cellules glomérulaires dans le DN de souris, Fu et al. effectué une analyse scRNA-seq et identifié plusieurs nouveaux marqueurs potentiels de cellules glomérulaires, notamment Magi2, Robo2, Ramp3 et Fabp4. Dans la néphropathie diabétique (DKD), la régulation des voies angiogéniques et migratoires est altérée dans les cellules endothéliales, tandis que les voies de régulation de la traduction et des protéines stables sont fortement enrichies dans les cellules thylakoïdes. Dans l'ensemble, les changements dans la dynamique moléculaire des cellules endothéliales et thylakoïdes aideront à identifier d'importants facteurs physiopathologiques contribuant à la progression de la DN. Chung et al. décrit le transcriptome unicellulaire des glomérules dans un modèle murin de diabète sucré. L'expression des gènes a été altérée dans les thylakoïdes et les podocytes des souris ob/ob par rapport aux témoins. Des voies prolifératives ont été induites dans les cellules thylakoïdes et des voies liées à la mort cellulaire ont été induites dans les podocytes, conformément aux changements dans les rapports du nombre de cellules. Une analyse complète des ensembles de données publiées DKD scRNA-seq a identifié 17 gènes pivots, enrichissant notre compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents à la pathogenèse des DKD. De plus, le séquençage impartial de l'ARN à noyau unique (snRNA-seq) d'échantillons de rein diabétique humain cryoconservés a produit 23 980 transcriptomes à partir de trois échantillons de contrôle et de trois échantillons de DN précoces. Les résultats ont montré des changements spécifiques au type de cellule dans l'expression génique suggérant une augmentation de la sécrétion de potassium dans le DN humain. Une précédente étude comparant scRNA-seq et snRNA-seq dans des reins de souris adultes a montré que ces derniers avaient une capacité de capture plus efficace. Par exemple, les podocytes glomérulaires, les cellules thylakoïdes et les cellules endothéliales ont été capturés par snRNA-seq plutôt que par scRNA-seq. L'application de snRNA-seq minimise les pseudo-effets de la digestion enzymatique et peut être réalisée sur des échantillons congelés, ce qui devrait conduire à une application plus large pour accélérer l'étude des mécanismes pathologiques dans diverses maladies rénales.

Un transcriptome cellulaire précis peut révéler l'origine des cellules tumorales rénales et les trajectoires transcriptionnelles supportant la transformation maligne. jeune et al. défini les types de cellules rénales humaines normales et cancéreuses à partir d'un catalogue de 72 501 transcriptomes unicellulaires. En identifiant des corrélats cellulaires normaux spécifiques des cellules cancéreuses rénales (RCC), une étude a fourni des preuves de l'hypothèse selon laquelle les cellules tumorales de Wilms sont des cellules fœtales aberrantes et que les RCC peuvent provenir d'un sous-type peu connu de cellules tubulaires proximales. Ainsi, scRNA-seq fournit une stratégie expérimentale évolutive pour caractériser les cellules cancéreuses rénales humaines avec une résolution moléculaire cellulaire quantitative précise.

Atlas moléculaire des cellules immunitaires dans les maladies rénales

Les cellules immunitaires sont un composant fondamental des tissus humains et jouent un rôle important dans le métabolisme physiologique et pathologique. En effet, la capacité du système immunitaire à reconnaître les signaux pathogènes ou de danger ou les cellules malignes est cruciale. L'application de la technologie unicellulaire à l'étude des cellules immunitaires rénales a le potentiel de faciliter une meilleure compréhension du rôle du système immunitaire dans la pathogenèse des reins sains et des maladies, ainsi que d'identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques. Ces efforts commencent à cartographier le paysage immunitaire complexe dans le rein et à révéler la relation entre les cellules immunitaires résidentes dans les tissus et leurs voisins mutuellement activés.

En 2018, l'application de scRNA-seq dans le tissu rénal de souris a fourni un paysage complet de cellules immunitaires comprenant des macrophages résidents, des neutrophiles, des lymphocytes B et T et des cellules NK. Un an plus tard, une étude unicellulaire sans précédent de l'organisation spatio-temporelle des cellules immunitaires rénales humaines a été établie. Des réseaux de cellules immunitaires myéloïdes et lymphoïdes résidant dans les tissus ont été identifiés dans les reins fœtaux et adultes, et des études ont identifié des programmes de transcription acquis après la naissance qui favorisent la défense contre les infections. De plus, il a été prédit que la diaphonie entre les cellules épithéliales rénales matures et les cellules immunitaires recruterait des macrophages antibactériens et des neutrophiles dans les régions les plus sensibles du rein. Dans l'ensemble, le paysage immunitaire complet du rein contribue à l'étude des mécanismes pathogènes et à l'identification de cibles thérapeutiques dans les maladies rénales immunitaires et infectieuses.

La néphrite lupique (LN) est une maladie auto-immune potentiellement mortelle pour laquelle les traitements actuels sont inefficaces et souvent toxiques. Les processus moléculaires et cellulaires conduisant à des lésions rénales et l'hétérogénéité de LN restent flous. scRNA-seq a été utilisé par Arazi et al. pour identifier 21 sous-populations spécifiques à la maladie de cellules myéloïdes, T, tueuses naturelles et B chez les patients LN. De même, Der et al. appliqué scRNA-seq aux tissus de biopsie rénale et cutanée de patients LN. Les scores de réponse à l'interféron de type I des cellules épithéliales tubulaires étaient plus élevés chez les patients LN que chez les témoins sains. De plus, les caractéristiques inflammatoires et fibrotiques des cellules tubulaires étaient associées à l'inefficacité du traitement. Dans DKD, l'analyse scRNA-seq a montré un nombre significativement plus élevé de cellules immunitaires dans les glomérules diabétiques que dans les témoins. Ces études suggèrent que les profils d'expression génique des cellules immunitaires dans l'urine, la peau et les reins sont fortement corrélés, suggérant que les biopsies d'urine et de peau peuvent être une source potentielle de marqueurs diagnostiques et pronostiques de la maladie rénale.

Des études récentes ont démontré le rôle des cellules immunitaires dans des modèles de maladie rénale avec une résolution unicellulaire. Les modèles d'obstruction urétérale unilatérale sont largement utilisés pour la fibrose interstitielle rénale, où les macrophages et les cellules inflammatoires infiltrent l'interstitium rénal, entraînant des changements marqués dans l'hémodynamique et le métabolisme rénaux. scRNA-seq a été utilisé dans des modèles d'obstruction urétérale unilatérale réversible pour disséquer le paysage cellulaire myéloïde au cours de la progression et de la régression de la fibrose. Conway et al. a révélé une hétérogénéité dans les cellules myéloïdes, avec des changements dynamiques dans les proportions relatives des sous-populations, les monocytes sont recrutés tôt dans la blessure, Ccr2 plus les macrophages s'accumulent tard dans la blessure et un nouveau groupe de Mmp12 plus les macrophages joue un rôle dans le processus de réparation. Dans les maladies rénales et la transplantation, la lésion d'ischémie-reperfusion (IRI) est associée à l'inflammation et au recrutement des leucocytes. des modèles expérimentaux d'IRI ont été utilisés pour évaluer le rôle fonctionnel de 2 groupes de cellules innées de type lymphoïde dans le rein, et les données suggèrent que ces cellules ont des fonctions redondantes dans les lésions rénales. En appliquant scRNA-seq à un modèle IRI de greffe rénale, Kremann et al. ont constaté que l'infiltration ultérieure de CXCR5 plus leucocytes entraînait des taux systémiques élevés de CXCL13. knRNA-seq a également été appliqué à un modèle de souris IRI par Kirita et al. pour caractériser les réponses cellulaires détaillées après une blessure et pour identifier un état cellulaire pro-inflammatoire et pro-fibrotique distinct des tubules proximaux. L'acide urique, le produit final d'oxydation du métabolisme des purines, est étroitement associé à l'inflammation rénale dans plusieurs modèles de maladies. Par exemple, NLRP3 (domaine structurel 3 contenant NOD, LRR et pyrine) détecte les signaux d'excès d'acide urique et les vésicules inflammatoires sont activées dans la néphropathie hyperuricémique. Cependant, les mécanismes immunitaires spécifiques sous-jacents aux lésions rénales induites par l'hyperuricémie ne sont pas connus. La construction d'un paysage corporel inflammatoire au niveau unicellulaire dans un modèle de lésion rénale induite par l'hyperuricémie devrait être réalisée dans un proche avenir.

L'infiltration immunitaire existe dans les tumeurs rénales et est influencée par le microenvironnement tumoral. Une étude précédente a montré que les populations de macrophages infiltrant la tumeur expriment le facteur de croissance endothélial vasculaire A et sont impliquées dans la voie de signalisation complexe du VEGF dans le tissu RCC. La présente étude démontre que le scRNA-seq peut traiter la tumorigenèse et identifier les mécanismes physiopathologiques putatifs et les réseaux de signalisation cellulaire qui peuvent servir de cibles pour la pharmacothérapie. Dans l'ensemble, l'étude met en évidence les progrès du scRNAseq qui fournissent des informations sur le système immunitaire et les réseaux cellulaires opérant dans les reins sains et malades.

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Application de scRNA-seq aux organoïdes rénaux

En plus de l'étude des tissus rénaux malades, les organoïdes rénaux sont devenus un outil clé pour l'étude de l'organogenèse et des mécanismes de la maladie, et ont le potentiel d'accélérer le développement de thérapies comme source de tissus alternatifs. En parallèle, les progrès du scRNA-seq ont conduit à une analyse plus détaillée de diverses sous-populations cellulaires et des modifications de l'expression génique dans les organes de type rénal.

Dans l'ensemble, une meilleure compréhension du développement embryonnaire du rein au niveau de la cellule unique est nécessaire pour guider la maturation des organes ressemblant à des reins. Les études de transcriptomique unicellulaire du rein fœtal humain ont identifié 22 types de cellules et les gènes marqueurs correspondants.

La comparaison des différents stades de développement montre la continuité de la dynamique moléculaire des cellules du pied. Une autre analyse unicellulaire a été effectuée sur des reins fœtaux humains et des organes ressemblant à des reins dérivés de cellules souches embryonnaires. L'analyse comparative des trajectoires de développement unicellulaires dans le rein a révélé des profils d'expression génique similaires in vivo et in vitro, à l'exception des podocytes de stade avancé, suggérant un processus de maturation incomplet des organes de type podocyte. Des expériences de transplantation suggèrent en outre que la lumière thylakoïde et vasculaire peut être optimisée à l'aide de modèles organoïdes. Une étude récente utilisant des cellules ressemblant à des bourgeons mésenchymateux et urétéraux rénaux postérieurs pour générer des organoïdes rénaux a montré que le scRNA-seq améliorait la maturation des tubules proximaux et réduisait les populations de cellules hors cible. L'analyse scRNA-seq d'organoïdes rénaux dérivés de cellules souches pluripotentes humaines (PSC) a été réalisée par Subramanian et al. et Wu et al. Par rapport aux ensembles de données unicellulaires de reins fœtaux et adultes humains, les différents organes ressemblant à des reins ont montré des types de cellules largement reproductibles, mais avec des proportions de cellules différentes en raison de la présence de cellules hors cible. En outre, l'analyse du réseau de facteurs de transcription a révélé des voies de différenciation des organoïdes rénaux, soulignant la puissance de la technologie unicellulaire pour caractériser et guider la différenciation des organoïdes.

En conclusion, les organes ressemblant à des reins humains sont une ressource utile pour extraire des modèles de maladies, des mécanismes de régulation potentiels, un criblage de médicaments à haut débit et, finalement, des thérapies régénératives. Ces études mettent en évidence l'utilisation potentielle de scRNA-seq dans des systèmes modèles rénaux pour élucider les processus physiologiques et pathologiques in vivo et fournir des orientations pour les recherches futures dans le diagnostic et le traitement des maladies rénales.

Aperçu des allogreffes rénales par scRNA-seq

La transplantation rénale allogénique est l'un des traitements cliniques les plus efficaces pour l'insuffisance rénale terminale. La technologie unicellulaire offre la possibilité de caractériser avec précision et précision les types et l'état des cellules rénales à l'aide d'échantillons de biopsie humaine après une allogreffe. Le premier rapport publié sur des échantillons de biopsie de transplantation rénale a analysé 8746 transcriptomes unicellulaires et défini des réponses inflammatoires distinctes. Les monocytes formaient le groupe CD16 plus non classique et le groupe CD16- classique ; les cellules endothéliales ont présenté un état de repos et 2 états de rejet médiés par les anticorps. Ces découvertes contribuent à notre meilleure compréhension du rejet immunitaire dans la transplantation rénale. Dans une étude comparative de monocytes rénaux provenant de sources receveuses et donneuses, des échantillons de biopsie rénale ont montré une expression génique transcriptionnelle significativement différente. Des macrophages activés par l'inflammation et des lymphocytes T exprimés de manière cytotoxique ont été observés chez les receveurs. De même, Liu et al. ont analysé des cellules provenant d'un rejet de greffe rénale chronique et ont apparié des reins adultes sains au niveau d'une seule cellule. Une analyse de regroupement non supervisée a révélé qu'un nombre accru de cellules immunitaires et de myofibroblastes dans le groupe de rejet chronique de greffe rénale peut contribuer au rejet rénal et à la fibrose. Notamment, une étude récente a décrit le premier atlas unicellulaire d'urine adulte et identifié SOX9 plus des populations de cellules souches/progénitrices rénales dans l'urine. Les cellules progénitrices ont proliféré et différencié avec succès in vivo, acquérant certaines des propriétés des cellules tubulaires et fournissant une ressource potentiellement utile pour une future thérapie de transplantation rénale. Dans l'ensemble, la technologie scRNA-seq fournit des informations nouvelles et perspicaces sur le rejet de greffe rénale humaine, améliorant ainsi la précision du diagnostic et accélérant l'adoption de l'interprétation de la biopsie moléculaire.

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Conclusion

Au cours de la dernière décennie, le scRNA-seq est devenu un outil indispensable pour l'analyse différentielle de l'expression génique à l'échelle du transcriptome afin d'étudier la biologie physiologique et d'identifier les anomalies de régulation moléculaire dans la maladie. Contrairement aux phénotypes discrets traditionnels, la caractérisation moléculaire au niveau de la cellule unique peut fournir une norme systématique pour caractériser les phénotypes des maladies rénales. L'application de la technologie unicellulaire dans des tissus rénaux sains ou des échantillons de biopsie rénale clinique fournit un atlas moléculaire complet du rein et élargit notre compréhension de la néphrologie. Le Renal Single Cell Atlas fera partie intégrante des travaux internationaux du Human Cell Atlas, qui vise à produire une carte de référence complète et systématique du corps humain. Dans de futures études, des analyses unicellulaires à ultra-haut débit et du transcriptome spatial devraient élargir notre compréhension du rein. L'intégration des données multi-omiques améliorera encore le diagnostic et le traitement personnalisés des maladies rénales.

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Meng Meng Jiang^a,b; Haïde Chen^{b, c}; Guoji Guo^{a, b, c, d, e}

a : Laboratoire Liangzhu, Centre médical de l'Université du Zhejiang, Hangzhou, Chine ;

b : Centre de médecine des cellules souches et régénératives, École de médecine de l'Université du Zhejiang, Hangzhou, Chine ;

c : Laboratoire clé de la province du Zhejiang pour le génie tissulaire et la médecine régénérative, Dr Li Dak Sum et Yip Yio Chin, Centre de cellules souches et de médecine régénérative, Hangzhou, Chine ;

d : Centre de greffe de moelle osseuse, Premier hôpital affilié, École de médecine de l'Université du Zhejiang, Hangzhou, Chine ;

e : Institut d'hématologie, Université du Zhejiang, Hangzhou, Chine