Marqueurs de podocytes urinaires dans les maladies rénales

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Lingfeng Zeng, et al

Résumé

Les podocytes jouent un rôle important dans le maintien de la fonction rénale et sont au cœur de nombreuxun reinmaladies. Les lésions des podocytes entraînent l'excrétion de fragments cellulaires dérivés de podocytes et de cibles moléculaires spécifiques aux podocytes dans l'urine, qui peuvent servir de biomarqueurs deun reinmaladies. Les podocytes intacts, viables ou morts, et les microvésicules dérivées de podocytes pourraient être quantifiés dans l'urine par diverses méthodes de centrifugation, de visualisation et de culture. Les cibles protéiques spécifiques aux podocytes du noyau, du cytoplasme, du diaphragme à fente, de la membrane basale capillaire glomérulaire et du cytosquelette, ainsi que leur ARN messager (ARNm) correspondant, dans l'urine, pourraient être quantifiées par Western blot, ELISA ou polymérase quantitative réaction en chaîne. Bien que certaines de ces techniques puissent être coûteuses ou à forte intensité de main-d'œuvre à l'heure actuelle, elles pourraient devenir largement disponibles à l'avenir en raison de l'amélioration de la technologie et de l'automatisation. L'application deurinairepodocytemarqueurs pour le diagnostic et le suivi de diversun reinmaladiesa été explorée mais les données publiées dans ce domaine ne sont pas suffisamment systématiques et manquent de validation externe. Les recherches futures devraient se concentrer sur la standardisation, la comparaison et l'automatisation des méthodes de laboratoire, ainsi que sur la définition de leur valeur ajoutée aux tests cliniques de routine.

Mots clés:Podocyte, Biomarqueur, ARNm, miARN, Néphrine, Podocine, Podocalyxine, Synaptopodine,Chroniqueun reinmaladie

La tige de Cistanche peut traiter les maladies rénales chroniques

1. Introduction

1.1. Épidémiologie de la maladie rénale chronique

Chroniqueun reinmaladie(IRC) est une maladie non transmissible importante et coûteuse [1]. Avec la disponibilité de la thérapie de remplacement rénal, les dépenses de santé utilisées pour le traitement de l'IRC (Chroniqueun reinmaladie)fortement augmenté après les années 1960 [2,3]. En 2015, plus de 2,5 millions de patients recevaient une thérapie de remplacement rénal dans le monde, et ce nombre devrait doubler d'ici 2030 [4]. Des moyens efficaces pour le diagnostic, le traitement et le suivi desun reinmaladiesont bien nécessaires.

1.2. Le podocyte au centre de la maladie rénale

La fonction principale du rein est l'excrétion des déchets métaboliques et de l'excès d'eau corporelle [5], qui est réalisée par trois processus : (1) filtration du sang circulant à travers le glomérule pour former un ultrafiltrat dans l'espace de Bowman ; (2) réabsorption sélective de substances utiles via le tubule rénal ; et (3) sécrétion sélective d'autres déchets métaboliques du capillaire péritubulaire vers le liquide tubulaire [6]

Bien que le rein soit constitué de plusieurs types de cellules disposées dans une architecture dimensionnelle délicate 3-, les podocytes jouent un rôle clé dans le maintien d'une fonction rénale normale et sont au centre de nombreuxun reinmaladies. Les podocytes sont des cellules différenciées terminalement très spécifiques qui, avec les cellules endothéliales et la membrane basale capillaire glomérulaire (GCBM), constituent la barrière de filtration glomérulaire [7]. Les podocytes ont un corps cellulaire volumineux qui est séparé du GCBM par un espace sous-podocytaire [8]. Le corps cellulaire donne naissance à de longs processus primaires qui s'étendent vers le GCBM et sont fixés à ce dernier par un large éventail de processus de pied [8].

Les podocytes ont plusieurs fonctions physiologiques. Ils maintiennent la morphologie de la boucle vasculaire glomérulaire, régulent la filtration glomérulaire et participent à la réponse immunologique et inflammatoire locale. De plus, les podocytes sont en partie responsables de la synthèse et du renouvellement du GCBM [9], ainsi que de la production de facteurs paracrines tels que le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF), qui est important dans la régulation de la perméabilité et de la prolifération des cellules endothéliales. [dix]. Le dysfonctionnement des podocytes joue un rôle central dans la pathogenèse et la progression de nombreuxun reinmaladies. Des mutations de divers gènes liés aux podocytes entraînentun reinmaladies, qui se présentent généralement cliniquement comme un syndrome néphrotique résistant aux stéroïdes et histologiquement comme une glomérulosclérose focale (FGS). D'autre part, les dysfonctionnements acquis des podocytes, y compris une réduction du nombre ou de la densité des podocytes et la fusion des processus du pied des podocytes, entraînent des lésions secondaires endothéliales et GCBM, une perte de charge négative du GCBM, une anomalie de la protéine membranaire hiatale et enfin une protéinurie par divers mécanismes. 11,12].

Une conséquence caractéristique de la lésion des podocytes est l'interaction affaiblie avec le GCBM, qui s'est accumulée dans le détachement des podocytes du GCBM. Étant donné que les podocytes ont une capacité limitée de régénération et de compensation fonctionnelle, les podocytes restants ne sont pas en mesure de maintenir les fonctions mécaniques et de barrière de charge du GCBM, qui seraient endommagés de manière irréversible, et le résultat final est une protéinurie [13]. Selon la gravité de l'insulte, les dommages aux podocytes peuvent entraîner la perte des processus du pied, la formation de vacuoles et de pseudokystes, la dédifférenciation et l'apoptose. Les structures voisines seraient affectées par la suite, notamment la prolifération des cellules épithéliales pariétales, le rétrécissement du GCBM, la perte de tuf capillaire glomérulaire et enfin la glomérulosclérose [14].

1.3. Méthode de revue de la littérature

Nous avons effectué une revue de la littérature avec des termes de recherche tels que "podocyte", "molécules associées aux podocytes" ou "biomarqueur", ainsi que "chroniqueun reinmaladie", "lésion rénale aiguë», « glomérulonéphrite », « néphropathie diabétique » ou « diabétiqueun reinmaladie", ont été utilisés pour rechercher la littérature pertinente de Medline, Embase et Cochrane Library. Les références des publications pertinentes ont été examinées pour d'autres articles potentiels. Les études éligibles comprenaient des études humaines et animales publiées avant juillet 2020. la physiologie membranaire et la manipulation moléculaire des podocytes ont été exclues.

1.4. Cibles spécifiques aux podocytes comme biomarqueurs

Les lésions des podocytes entraînent la libération de diverses molécules dérivées des podocytes dans l'espace urinaire et peuvent servir de biomarqueur deun reinmaladies(Fig. 1). Les corps cellulaires des podocytes pourraient être divisés en trois compartiments anatomiquement et fonctionnellement distincts : la partie de base, la partie supérieure et la partie à diaphragme glissé (SD) [15]. Des protéines spécifiques de la membrane cellulaire sont présentes dans chaque partie et leur interaction avec le système cytoplasmique du cytosquelette est responsable de la stabilité de la structure et de la fonction des podocytes [16]. Les principales molécules dérivées de podocytes qui sont des cibles potentielles pour le développement de biomarqueurs sont résumées dans le tableau 1.

Fig. 1. Lésion des podocytes et marqueurs potentiels dérivés des podocytes dans l'urine. Les lésions des podocytes entraînent 3 processus pathologiques interdépendants : changement morphologique, apoptose et détachement. Les podocytes peuvent rester viables mais se manifestent par des changements morphologiques qui ont des conséquences fonctionnelles en aval, telles que la protéinurie et la fibrose tubulo-interstitielle. L'apoptose des podocytes peut se développer à la suite de modifications morphologiques cumulées ou directement à partir d'agressions spécifiques. La perte de podocytes dans les glomérules (c'est-à-dire la podocytopénie) entraîne des modifications architecturales de la boucle capillaire glomérulaire et entraîne une glomérulosclérose. Les podocytes, apoptotiques ou viables en raison de la perte d'intégrine 3 1, peuvent se détacher de l'espace urinaire, être identifiés dans l'urine et servir de marqueurs deun reinmaladie. Des vésicules, des microparticules ou des molécules spécifiques aux podocytes dérivées de podocytes lésés ou apoptotiques peuvent également être détectées dans l'urine et servir de biomarqueurs. (GCBM, membrane basale capillaire glomérulaire ; AgII, angiotensine II ; TGF-, facteur de croissance transformant-bêta ; ROS, espèces réactives de l'oxygène).

1.5. Cibles nucléaires et cytoplasmiques

Le gène suppresseur de tumeur de Wilms -1 (WT1) est un facteur de transcription semblable à un doigt de zinc dans le noyau des podocytes et est probablement le marqueur spécifique des podocytes le plus couramment utilisé pour l'étude histologique [17]. Le gène WT1 est constitué de 10 exons, dont les exons 7 à 10 codent pour les 4 doigts de zinc du domaine de liaison à l'ADN. WT1 est spécifiquement exprimé dans les podocytes et il régule probablement l'expression de la néphrine [18]. Des mutations hétérozygotes dans les exons 8 et 9 du gène WT1 conduisent au syndrome de Denys-Drash, qui se manifeste par un syndrome néphrotique, un pseudohermaphrodisme masculin et une tumeur de Wilms [19].

D'autres protéines nucléaires et cytoplasmiques des podocytes sont moins bien étudiées en tant que biomarqueurs. La kinase contenant le domaine aarF -4 (ADCK4) est spécifiquement présente dans les mitochondries au sein des processus du pied des podocytes de rat [20]. L'ADCK4 est responsable de la stabilisation du complexe CoQ et est nécessaire au fonctionnement normal de l'homéostasie des podocytes [20]. L'ablation de l'ADCK4 spécifique aux podocytes chez la souris entraîne l'effacement des processus du pied, la désorganisation de la fente de filtration, des mitochondries agrandies et dysfonctionnelles et une réduction de la CoQ10 [21], et le traitement a restauré la CoQ10, la fonction mitochondriale, amélioré la morphologie des podocytes et empêché l'effacement des processus du pied [21]. ,22].

1.6. Complexe protéique à diaphragme fendu

Les composants protéiques du diaphragme à fente des podocytes ont été largement étudiés en tant que biomarqueurs deun reinmaladies. Les principales protéines de ce groupe comprennent la néphrine, la podocine, la protéine associée au CD2-(CD2AP) et la podoplanine [23]. La néphrine est une protéine transmembranaire avec des domaines extracellulaires qui forment le noyau du diaphragme à fente. Il agit à la fois comme une barrière de tamis physique et un échafaudage de signalisation [24]. Les mutations du gène de la néphrine ont été la première cause rapportée de syndrome néphrotique congénital chez l'homme [25]. La podocine et le CD2AP sont responsables de la connexion de la néphrine au cytosquelette d'actine sous la membrane cellulaire. La podocine est une protéine en épingle à cheveux de la famille des stomates et est exclusivement exprimée dans les podocytes [26]. Il est codé par le gène NPHS2 qui se compose de huit exons et est situé sur la région du chromosome 1q25-q31 [27]. Les mutations du gène NPHS2 provoquent un syndrome néphrotique résistant aux stéroïdes autosomique récessif chez les patients pédiatriques et adultes [27,28]. CD2AP est une molécule d'échafaudage qui interagit directement avec l'actine filamenteuse et d'autres protéines de la membrane cellulaire et est impliquée dans le remodelage dynamique de l'actine et le trafic membranaire [29]. La podoplanine est une petite glycoprotéine transmembranaire avec un grand nombre de chaînes O-glycosidiques. La perte sélective de podoplanine dans les podocytes entraîne une protéinurie, suivie d'altérations de la morphologie des podocytes dans un modèle de rat de protéinurie spontanée [30].

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1.7. Cibles liées au GCBM

Les principaux composants protéiques de la région basale des podocytes sont l'intégrine 3 1 et le -dystroglycane ( -DG). Ces protéines ancrent les podocytes au GCBM et jouent un rôle important dans le maintien de la position correcte du podocyte ainsi que l'intégrité de la membrane de filtration [31,32]. L'intégrine 3 1 est une protéine transmembranaire dont le domaine extracellulaire est lié au domaine G de type laminine G (LG) de la laminine 521 dans le GCBM, tandis que sa région cytoplasmique est reliée au cytosquelette des podocytes par la -actinine{{ 9}}. La protéine glycosylée -DG est connectée au cytosquelette via l'utrophine, et au podocyte et au GCBM via son interaction avec la laminine 521.

1.8. Cibles à la membrane supérieure

La podocalyxine est la principale protéine transmembranaire du côté apical du podocyte. C'est une protéine d'acide sialique chargée négativement qui contribue à la barrière de charge de la filtration glomérulaire [33]. La podocalyxine a trois fonctions : (1) empêcher les protéines chargées négativement de fuir dans l'urine ; (2) pour maintenir la séparation des podocytes adjacents ; et (3) pour empêcher l'adhérence entre les cellules épithéliales et les boucles capillaires [34]. La podocalyxine est reliée au cytosquelette d'actine par l'ezrine et le facteur régulateur 2 de l'échangeur sodium-proton (NHERF2).

1.9. Cibles liées à l'actine

Un certain nombre de protéines spécifiques aux podocytes sont liées au cytosquelette d'actine et maintiennent la structure dimensionnelle 3- du podocyte. Les cibles les mieux étudiées de ce groupe sont la synaptopodine et -actinine-4. Les deux se lient au squelette d'actine en interagissant avec la guanylate kinase associée à la membrane avec une orientation inversée-1 (MAGI-1) [35]. La synaptopodine est une protéine linéaire riche en proline codée par le gène SYNPO [36] et est exprimée dans les podocytes en différenciation lorsqu'ils développent les processus du pied. De ce fait, la synaptopodine est considérée comme un marqueur des podocytes matures [37].

2. Méthodes d'étude

2.1. Marqueurs podocytaires intra-glomérulaires

Bien que l'accent de cet examen soit mis sururinairepodocytemarqueurs, il est logique d'aborder brièvement la détection de ces marqueurs dans le tissu rénal. La déplétion des podocytes peut être absolue (perte de podocytes) ou relative (diminution du nombre de podocytes par volume de glomérule) [38]. La méthode de référence pour quantifier les podocytes dans les reins est les méthodologies stéréologiques (microscopes optiques ou électroniques, microscopes confocaux à balayage laser, ultrasons, tomodensitométrie ou imagerie par résonance magnétique) [39]. Cependant, tous prennent du temps et demandent beaucoup de main-d'œuvre. Récemment, Venkatareddy et al. ont évalué la méthode d'estimation de la densité des podocytes par des coupes simples fixées au formol incluses dans la paraffine, dans lesquelles les noyaux des podocytes étaient visualisés par immunofluorescence indirecte avec des anticorps contre WT1 ou un amplificateur de type transducine de split [40]. Une étude ultérieure a montré que cette méthode fournissait une numération précise des podocytes dans un modèle de souris transgénique de déplétion sélective des podocytes, confirmant que cette approche fournit un outil quantitatif efficace pour l'analyse de la déplétion des podocytes dans l'ensemble des glomérules [41]. Néanmoins, cette méthode nécessite toujours une biopsie rénale et n'est donc pas adaptée à une surveillance en série.

2.2. Quantification et culture des podocytes urinaires

Étant donné que les podocytes ne sont fixés à leur position physiologique que par les processus du pied, ils sont susceptibles d'être perdus sous forme de cellules viables dans l'urine [42]. En fait, les podocytes intacts sont détectables dans l'urine des personnes en bonne santé et des patients atteints deun reinmaladies[43], et la perte urinaire est probablement un mécanisme majeur de déplétion des podocytes au cours de la progression de la MRC(Chroniqueun reinmaladie)[42]. La méthode traditionnelle d'identification des podocytes dans l'urine implique des techniques de cytospin et une étude d'immunofluorescence avec des anticorps spécifiques anti-podocalyxine [44], pour lesquels l'automatisation est en partie réalisable. Cependant, la technique a une sensibilité et une spécificité limitées en raison des débris cellulaires contaminants dans le sédiment urinaire.

Alternativement, les podocytes pourraient être identifiés par la détection de peptides tryptiques spécifiques aux podocytes avec une chromatographie liquide couplée à une spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS). Bien que le coût d'équipement de cette technique soit élevé, elle présente les avantages d'être indépendante de l'opérateur et hautement reproductible [45], et aura probablement une applicabilité croissante dans la pratique clinique de laboratoire.

Des études antérieures ont montré qu'avec la technique d'immunofluorescence cytospin, les personnes en bonne santé excrètent moins de 0,5 podocytes/mg de créatinine, alors que les patients atteints d'une maladie glomérulaire active excrètent jusqu'à 400 podocytes/mg de créatinine [43]. La majorité desurinairepodocytessont viables lorsqu'ils sont testés avec une exclusion à l'iodure de propidium et une coloration TUNEL [43]. En théorie, la culture de podocytes viables ex vivo permettrait donc d'améliorer la spécificité d'identification des podocytes en éliminant les cellules mortes et non spécifiques. Cependant, les podocytes ne prolifèrent normalement pas in vivo et des conditions expérimentales particulières sont nécessaires pour leur culture ex vivo [46]. Des rapports antérieurs ont montré que les podocytes pouvaient d'abord être cultivés dans des conditions de croissance permissives, où les podocytes immortalisés se répliquent [46]. Le milieu de culture cellulaire à cet effet consiste généralement en du Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 ou du milieu d'Eagle modifié de Dulbecco, avec 10 % de sérum bovin fœtal additionné de 20 à 100 U/ml d'interféron-gamma de souris (INF- ), et le les boîtes de culture sont généralement recouvertes de collagène de type I pour favoriser la prolifération des podocytes [46]. Cette méthode a une grande valeur dans l'étude translationnelle et l'identification de cibles thérapeutiques, mais est trop compliquée pour une utilisation clinique de routine.

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2.3. Fragments dérivés de podocytes urinaires

Les vésicules extracellulaires (VE) sont des corps membraneux sphériques libérés par différents types cellulaires [47]. Dans le système urinaire, les véhicules électriques contenant la membrane apicale et le liquide intracellulaire sont éliminés de tous les segments de néphron, y compris les podocytes, les cellules épithéliales tubulaires rénales et les cellules uroépithéliales dans l'urine. Les VE urinaires contiennent des marqueurs protéiques de dysfonctionnement et de lésion structurelle du rein. Des études récentes suggèrent en outre que les véhicules électriques pourraient être pertinents pour la communication intercellulaire [48]. De plus, des études antérieures ont également montré que des fragments de membranes cellulaires apicales sont excrétés des podocytes blessés dans l'urine [49] et pourraient être identifiés comme des structures granulaires positives à la podocalyxine (PPGS) par microscopie électronique [49]. Dans les modèles de souris diabétiques, les exosomes urinaires des podocytes pourraient être isolés par centrifugation en série, et les microparticules pourraient être quantifiées par cytométrie en flux à l'aide d'un anticorps annexine V (qui détecte toutes les microparticules), suivi d'un anticorps dirigé contre la podocalyxine ou la podoplanine (qui identifie spécifiquement les microparticules dérivées des podocytes) [50,51]. L'analyse supplémentaire de diffusion de la lumière pourrait être utilisée pour déterminer davantage la taille des microparticules [52]. Avec ces techniques sophistiquées, il a été montré que les microparticules dérivées de podocytes sont augmentées chez les souris lors d'une exposition à un taux élevé de glucose [51], ainsi que chez les souris diabétiques avant le début de l'albuminurie [52]. Dans le premier cas, l'anomalie a été supprimée par un inhibiteur de Rho-kinase, indiquant que la réorganisation du cytosquelette est le principal déclencheur de la libération de microparticules [51]. Cependant, l'application de ces techniques à l'hommeun reinmaladien'a pas été exploré.

Plutôt que de mesurer le nombre et la taille des véhicules électriques et des microparticules dérivés des podocytes dans l'urine, il y a récemment un intérêt croissant pour la mesure des molécules spécifiques aux podocytes dans les exosomes urinaires. Par exemple, les facteurs de transduction du signal dérivés des podocytes (PDSTF) dans les VE urinaires ont été proposés comme candidats potentiels pour l'évaluation des lésions des podocytes [52]. Cependant, leurs applications cliniques restent en cours de développement.

2.4. Cibles protéiques spécifiques aux podocytes urinaires

Les niveaux urinaires de plusieurs cibles protéiques spécifiques aux podocytes sont facilement mesurés et leur rôle en tant que biomarqueurs deun reinmaladiea été étudié. Le taux de podocalyxine urinaire peut être mesuré par immunofluorescence indirecte, ELISA ou cytométrie en flux [53], et a été proposé comme marqueur deurinairepodocytecompter. Cependant, une étude précédente a montré que la podocalyxine urinaire provenait principalement de la membrane apicale des podocytes blessés plutôt que de ceux intacts déchiquetés dans l'urine, et son niveau est augmenté dans les lésions rénales précoces [49]. La podocalyxine et la néphrine, une autre importante cible protéique spécifique des podocytes dans l'urine, ne sont pas détectables dans l'urine des personnes en bonne santé par Western blot traditionnel [54] mais sont détectables par ELISA conventionnel chez les patients atteints de pré-éclampsie [55]. De plus, le taux de néphrine urinaire est corrélé à la sévérité de la protéinurie [56] et à la fonction rénale [57]. Le niveau de néphrine plasmatique pourrait également être mesuré [57], mais sa pertinence biologique ou clinique n'a pas été déterminée. Le problème majeur de l'utilisation des taux urinaires de cibles protéiques spécifiques aux podocytes comme biomarqueur clinique est la faible concentration (généralement de l'ordre de ng/ml) et l'effet confondant de la concentration-dilution de l'urine.

2.5. ARNm spécifiques des podocytes urinaires

Mesure deurinairepodocyte-le niveau d'ARNm spécifique a été proposé comme méthode alternative pour la détermination du nombre de podocytes urinaires. La quantité d'ARNm spécifique aux podocytes dans l'urine n'est généralement pas suffisante pour l'étude traditionnelle de Northern blot, mais est facilement mesurée par la réaction en chaîne de la polymérase quantitative en temps réel (RT-QPCR). Deux études antérieures ont montré que les niveaux d'ARNm de la néphrine urinaire avaient une corrélation étroite avec le nombre de podocytes urinaires [56, 58]. Dans un modèle murin de maladie de la membrane basale anti-glomérulaire avec une biopsie rénale en série,urinairepodocyte-les niveaux d'ARNm spécifiques corrélés avec le taux de perte de podocytes glomérulaires [52].

Des études récentes, cependant, ont déplacé l'attention vers les indices d'ARNm urinaires dérivés en tant que marqueurs de substitution pour le stress des podocytes ou les lésions relatives des podocytes. Dans un modèle de rat, la maladie glomérulaire progressive était associée à une diminution de la néphrine par rapport aux niveaux d'ARNm de la podocine, et le rapport urinaire de l'ARNm de la podocine à la néphrine était corrélé à la sévérité de la progression histologique [59]. Dans une étude ultérieure, il a été démontré que la pression artérielle moyenne de personnes en bonne santé était en corrélation avec le rapport ARNm de la podocine urinaire sur la créatinine (un marqueur du détachement des podocytes), le rapport ARNm de la podocine sur la néphrine (un marqueur du stress des podocytes) et la podocine urinaire. -to-aquaporine -2 rapport ARNm (un marqueur de lésion relative des podocytes par rapport à la lésion tubulaire) [60]. Les lésions glomérulaires sont spécifiquement associées à une augmentation des rapports urinaires podocine-aquaporine-2 et néphrine-aquaporine-2 ARNm [61].

2.6. Marqueurs miARN urinaires spécifiques des podocytes

Les micro-ARN (miARN) sont de courts ARN non codants qui régulent de nombreuses voies biologiques en ciblant des ARNm spécifiques [62]. Semblable à l'ARNm, le miARN urinaire est facilement quantifié par RT-qPCR [63]. Du point de vue du développement de biomarqueurs, les miARN ont l'avantage d'être résistants à la dégradation, ce qui facilite leur utilisation clinique ainsi que l'étude d'échantillons d'archives [63]. Un certain nombre de modifications spécifiques des miARN ont été observées dansun reinmaladies[9]. Par exemple, la perte de miARN fonctionnels spécifiques aux podocytes, y compris miR-23b, miR-24 et miR-26a, s'est avérée entraîner des lésions glomérulaires et tubulaires rapides [64]. Plus précisément, miR-27b régule la survie des podocytes en ciblant le récepteur 2B de l'adénosine [65]. De même, il a été rapporté que les niveaux urinaires de miR-21, miR-124 et miR-192 étaient en corrélation avec la gravité du dysfonctionnement rénal (albuminurie et DFG estimé) eturinairepodocytemarqueurs (néphrine, synaptopodine et podocalyxine) chez les patients diabétiques [66]. Des études récentes ont en outre identifié des voies en aval spécifiques pour plusieurs miARN qui pourraient être pertinentes pour la pathogenèse ou la progression deun reinmaladies. Notamment, miR-193a supprime l'expression de WT- 1, qui affecte la différenciation des podocytes [67] et peut jouer un rôle dans la pathogenèse de la maladie glomérulaire [68]. D'autre part, miR-21 inhibe l'expression de l'inhibiteur tissulaire de la métalloprotéinase 3 (TIMP3) [69,70], miR-26a inhibe le facteur de croissance transformant bêta-1 (TGF{{ 11}}) expression [71,72], miR-23b cible Ras GTPase-activating protein SH3 domain-binding protein 2 (G3BP2) [73], miR-29c cible Sprouty homolog 1 (Spry1 ) [74] ; qui sont tous impliqués dans la progression de la néphropathie diabétique.

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Cependant, les podocytes ne contribuent qu'à une faible proportion des miARN urinaires. Toute altération spécifique des miARN observée dans les podocytes peut ne pas être facilement discernable dans l'urine, tandis que toute altération des niveaux de miARN urinaires peut refléter le changement pathologique dans d'autres types de cellules rénales [75,76]. Par exemple, bien que les niveaux urinaires de miR-155, miR-663 et miR-1915 soient significativement différents entre les patients atteints de SGF ou de néphropathie à changement minimal (MCN) et les témoins sains [77], il n'a pas été démontré que miR-155, miR-663 ou miR-1915 provient spécifiquement des podocytes. Corrélations significatives entre de nombreux niveaux de miARN et des marqueurs de lésions tubulaires, y compris les niveaux urinaires de N-acétyl- -D-glucosaminidase (NAG) et de molécule de lésion rénale-1 (KIM-1) [66], ont également été signalés. En d'autres termes, il est difficile de confirmer leur spécificité en tant que marqueurs de lésions des podocytes. L'exception notable à cette règle est miR-26a. Une étude récente a montré que les taux de miR-26a urinaire exosomal étaient significativement plus élevés dans la néphrite lupique que chez les témoins sains, miR-26a était le miARN le plus abondamment exprimé dans le glomérule de souris C57BL/6 normales, et miR-26a était responsable de la régulation de la différenciation des podocytes et de l'intégrité du cytosquelette [78]. Néanmoins, le rôle du miR-26a urinaire en tant que marqueur spécifique des podocytes doit être validé.

2.7. Marqueurs podocytaires circulants

Bon nombre des marqueurs podocytaires mentionnés ci-dessus, notamment les cibles protéiques spécifiques aux podocytes et les ARNm, pourraient être mesurés dans la circulation systémique [56, 79, 80], et leurs taux plasmatiques en tant que biomarqueur deun reinmaladiesont été explorées [55,81–84]. Cependant, une discussion complète sur ce sujet dépasse le cadre de cet examen. Les principaux avantages et inconvénients des méthodologies susmentionnées sont résumés dans le tableau 2.

3. Marqueurs podocytaires urinaires dans des maladies rénales spécifiques

3.1. Maladie rénale diabétique

Diabétiqueun reinmaladie(DKD) est la cause la plus fréquente de CKD(Chroniqueun reinmaladie)dans le monde entier, et il existe une abondante littérature sur l'utilisation de diversurinairepodocytemarqueurs pour le diagnostic et le suivi de la DKD. Par exemple, Jim et al [14] ont rapporté que les taux de néphrine urinaire étaient détectables chez tous les patients DKD atteints d'albuminurie, mais seulement 54 % chez ceux sans albuminurie. Les taux de néphrine urinaire étaient corrélés au niveau d'albuminurie, et inversement à la fonction rénale [14]. Ma et al ont rapporté que le niveau urinaire de type angiopoïétine -4 (Angptl4) était augmenté dans la DKD [85]. Le taux de podocalyxine urinaire était augmenté chez les patients diabétiques avant l'apparition de la microalbuminurie et était probablement plus sensible que la microalbuminurie pour la détection précoce de la DKD [86]. Dans la DKD établie, le taux de podocalyxine urinaire était positivement corrélé au taux d'HbA1c et au rapport albumine/créatinine [87,88]. Pris ensemble, les résultats disponibles indiquent que les niveaux urinaires de plusieurs cibles spécifiques aux podocytes sont des indicateurs précoces de DKD, et le niveau de podocalyxine urinaire est le marqueur le plus prometteur à cet égard [54].

Les niveaux de la cible spécifique des podocytes dans les composants individuels de l'urine ont également été explorés.Urinairepodocyteles niveaux de microparticules, tels que déterminés par cytométrie en flux, étaient plus élevés dans le diabète de type 1 que chez les témoins sains, et le niveau augmentait encore avec le clamp hyperglycémique [89]. Les taux de WT exosomal urinaire -1 étaient corrélés à la sévérité de la protéinurie, à la fonction rénale, aux lésions glomérulaires et au taux de déclin de la fonction rénale chez les patients diabétiques [58,90]. Dans une autre étude, les taux de glycogène synthase kinase (GSK)3 dans les cellules exfoliées urinaires étaient plus précis que l'albuminurie chez les patients diabétiques discriminants avec et sans insuffisance rénale progressive [91]. Cependant, la méthodologie de ce test est lourde et peut ne pas être applicable à la pratique clinique de routine.

En ce qui concerne les marqueurs d'ARNm spécifiques aux podocytes dans l'urine, une étude précédente a montré que les niveaux d'ARNm urinaires de néphrine, podocine, synaptopodine, WT -1 et -actine -4 étaient plus élevés chez les patients atteints de DKD que chez les témoins normaux [92]. Il y avait une différence significative dans les niveaux d'ARNm urinaires de la néphrine, de la podocine, de l'actinine -4 et de la protéine associée au CD 2- chez les patients diabétiques présentant diverses sévérités d'albuminurie [93]. Les niveaux d'ARNm urinaires de la néphrine, de la podocine, de la synaptopodine, du WT-1 et de l'actine-4 sont également corrélés avecurinairepodocytetaux de néphrine urinaire, l'albuminurie et la sévérité de l'insuffisance rénale [93]. Plus récemment, il a été constaté que les niveaux d'ARNm spécifiques des podocytes urinaires précédaient l'apparition de la microalbuminurie chez les patients atteints de diabète de type 2 [94], et le rapport ARNm de la podocine urinaire sur créatinine, un marqueur du détachement des podocytes, était significativement corrélé avec le taux ultérieur de déclin de la fonction rénale [94]. De plus, le niveau d'ARNm de la synaptopodine urinaire était plus faible après 12 semaines de traitement combiné par inhibiteur de l'enzyme de conversion de l'angiotensine (ECA) et inhibiteur des récepteurs de l'angiotensine (ARA) par rapport à la monothérapie par inhibiteur de l'ECA [95]. Dans l'ensemble, les preuves disponibles suggèrent que la mesure des niveaux d'ARNm spécifiques aux podocytes dans l'urine peut être utile pour la stratification des risques et le suivi de la réponse thérapeutique dans la DKD.

3.2. Modification minime de la néphropathie et de la glomérulosclérose focale

Le MCN et le FGS sont souvent considérés comme des maladies des podocytes, et le rôle deurinairepodocytecibles a été testé. Zhou et al. [96] ont rapporté que le niveau de WT exosomal urinaire-1, tel que mesuré par la technique d'immunotransfert, était significativement plus élevé chez les patients FGS que chez ceux atteints du syndrome néphrotique sensible aux stéroïdes (SSNS) ou chez les volontaires sains. Les niveaux de WT exosomal urinaire -1 ont diminué de manière significative après un traitement aux corticostéroïdes et une rémission du FGS ou du SSNS [96]. Dans une autre étude, le taux de néphrine urinaire, mesuré par un test ELISA conventionnel, était significativement plus élevé chez les adultes atteints de SGF que dans les autres causes de syndrome néphrotique [97].

Les taux urinaires d'ARNm spécifiques des podocytes ont également été étudiés. Une première étude a montré que les niveaux d'ARNm de néphrine et de podocine urinaires n'étaient pas significativement différents entre les patients atteints de MCN et les volontaires sains, et leurs niveaux étaient significativement inférieurs à ceux des patients DKD [98]. Une étude ultérieure a montré que les taux d'ARNm de néphrine et de podocine urinaires étaient plus faibles chez les patients atteints de MCN que chez les FGS ou les témoins sains, et que l'ampleur de la réduction était corrélée au degré de protéinurie [99]. Dans cette étude, les niveaux d'ARNm de synaptopodine urinaire se sont avérés corrélés avec le taux ultérieur de déclin de la fonction rénale chez les patients FGS [99], suggérant qu'une altération qualitative des podocytes FGS pourrait être identifiée dans l'urine.

3.3. Néphropathie membraneuse

Bien que le principal changement pathologique de la néphropathie membraneuse (MGN) soit le dépôt d'un complexe immun dans l'espace sous-épithélial, qui entraîne l'altération de la barrière de filtration glomérulaire, des études sururinairepodocyteles marqueurs dans MGN sont rares. Les niveaux d'ARNm de néphrine, de podocine et de synaptopodine dans les sédiments urinaires étaient significativement élevés dans le MGN, mais les niveaux différenciaient le MGN de ​​manière fiable des autres causes de syndrome néphrotique [98]. Plus récemment, Lu et al [100] ont rapporté que le nombre deurinairepodocyte-les microparticules dérivées ont diminué simultanément avec l'amélioration des paramètres cliniques après traitement immunosuppresseur, suggérant un rôle dans le suivi du MGN.

3.4. Néphropathie à IgA

Bien que la néphropathie à immunoglobuline A (IgAN) soit principalement une maladie mésangiale, le rôle deurinairepodocytecompter comme un biomarqueur a été exploré. Notamment, Shen et al [101] ont constaté que les patients IgAN présentaient une augmentation de la perte de podocytes urinaires, moins de podocytes dans les glomérules et une fusion plus sévère du processus du pied dans les échantillons de biopsie rénale. Dans cette étude, le podocyte urinaire a été identifié par une étude d'immunofluorescence indirecte de la podocalyxine, et leurinairepodocytenumération corrélée à la créatinine sérique et à la protéinurie [101]. Une étude ultérieure a montré que le nombre de podocytes urinaires chez les patients IgAN atteints de sclérose segmentaire était plus élevé que chez ceux sans sclérose segmentaire [102]. Chez les enfants atteints de néphrite purpurique en ligne IgAN ou Henoch-Sch¨, Hara et al [103] ont montré que la perte cumulée de podocytes dans l'urine était corrélée à la gravité des lésions histologiques et au degré de glomérulosclérose dans la biopsie rénale, et les patients atteints deurinairepodocytel'excrétion avait une progression histologique rapide.

Les études sur les molécules spécifiques des podocytes dans l'urine en tant que biomarqueurs d'IgAN sont fragmentées et incomplètes. Le taux de podocalyxine urinaire était significativement corrélé à la sévérité des lésions aiguës extra capillaires chez l'adulte IgAN [102]. Il a été rapporté que le niveau d'ARNm de la podocine urinaire reflète la gravité de la lésion glomérulaire active dans la biopsie rénale et fournit des informations pronostiques complémentaires au niveau de protéinurie [104]. Étant donné que l'IgAN est la glomérulonéphrite primaire la plus courante dans le monde, d'autres études sont certainement nécessaires dans ce domaine.

En plus de l'IgAN, le rôle deurinairepodocytemarqueurs a été exploré dans d'autres glomérulopathies mésangiales. Par exemple,urinairepodocytela perte est nettement augmentée dans les formes héréditaires et acquises de la sclérose mésangiale diffuse [102]. Néanmoins, ce domaine est moins bien étudié, probablement en raison de l'hétérogénéité de sa classification pathologique.

3.5. Néphrite lupique

Urinairepodocyteexcrétion dans la néphrite lupique a été étudiée. Un précédent rapport montrait que la majeure partie deurinairepodocyteschez les patients atteints de néphrite lupique active étaient viables mais dédifférenciés, et la proportion de podocytes apoptotiques dans l'urine était significativement inférieure à celle des témoins sains [105]. Dans cette étude, les niveaux urinaires de podocalyxine, de synaptopodine, de podocine, de néphrine et de WT -1 (mesurés par Western blot) étaient significativement augmentés dans le lupus systémique, en particulier dans la néphrite lupique active, et leurs niveaux étaient significativement corrélés à la sévérité de la protéinurie. et activité histologique [105]. Une étude ultérieure a en outre rapporté que les taux urinaires d'ARNm de néphrine, de podocine et de synaptopodine étaient significativement plus élevés chez les patients atteints de néphrite lupique active que chez les patients atteints de lupus quiescent [106]. Plus précisément, le niveau d'ARNm de la néphrine urinaire était corrélé à la protéinurie et à l'activité de la maladie systémique, mais pas à la classe histologique de la néphrite lupique, tandis que le niveau d'ARNm de la podocine urinaire était un prédicteur indépendant du déclin ultérieur de la fonction rénale [107].

3.6. Vascularite associée aux anticorps anti-neutrophiles cytoplasmiques (ANCA)

Bien que les podocytes ne soient pas la cible principale des lésions rénales dans la glomérulonéphrite associée aux ANCA, la densité intra-glomérulaire des podocytes est typiquement réduite [108]. Zou et al [108] ont découvert que le taux de détachement des podocytes dans l'urine prédit une perte ultérieure de la fonction rénale dans la glomérulonéphrite associée aux ANCA, et Minakawa et al [109] ont rapporté que le rapport ARNm de la podocine urinaire à la néphrine, un marqueur de substitution du podocyte intra-glomérulaire stress, corrélé au pourcentage de formation de croissants [109]. Dans cette dernière étude, les patients présentant des niveaux élevés deurinairepodocyte-les ARNm dérivés avaient un résultat rénal favorable, vraisemblablement en raison d'une meilleure réserve de podocytes glomérulaires et du potentiel de réversibilité [109].

3.7. Autre MRC

L'utilité deurinairepodocytemarqueurs spécifiquesun reinmaladiesest résumé dans le tableau 3. Un certain nombre de marqueurs spécifiques aux podocytes dans l'urine ont également été explorés en tant que marqueurs génériques de l'IRC(Chroniqueun reinmaladie). Par exemple,urinairepodocyte-les microvésicules extracellulaires dérivées, quantifiées par cytométrie en flux, étaient significativement plus élevées chez les patients hypertendus présentant une insuffisance rénale que chez ceux sans insuffisance rénale [110]. Taux de synaptopodine dans l'urine, tel que déterminé par Western blot, corrélé à la fonction rénale chez les patients diabétiques et non diabétiques atteints d'IRC(Chroniqueun reinmaladie), quel que soit le degré d'albuminurie, suggérant que la synaptopodine urinaire est un marqueur générique de l'atteinte des podocytes [110]. Parmi un panel de cibles d'ARNm urinaires spécifiques aux podocytes, le niveau d'ARNm du facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) urinaire présentait la meilleure corrélation avec la molécule de lésion rénale urinaire-1 (KIM-1), qui est un marqueur générique des lésions rénales [111]. Pour les cibles de miARN, les niveaux de miR -21 exosomal urinaire ont été augmentés dans les modèles animaux de lésion des podocytes ainsi que de MRC(Chroniqueun reinmaladie)patients [112], mais l'origine cellulaire de miR-21 n'a pas été déterminée dans cette étude.

Néanmoins, il est important de noter que tousun reinmaladiesavoir une lésion des podocytes. Une augmentation deurinairepodocyteUne perte a été rapportée dans diverses maladies glomérulaires mais pas dans la polykystose autosomique dominante.un reinmaladie(PKRAD) [113]. Plus important encore, l'association entre la podocyturie et la protéinurie variait considérablement entre les différentes maladies glomérulaires, suggérant queurinairepodocyteles marqueurs devraient plutôt être considérés comme spécifiques à la maladie [113].

4. Conclusion

Les lésions des podocytes jouent un rôle important dans la pathogenèse et la progression de nombreuxun reinmaladies. Les fragments cellulaires dérivés de podocytes et les cibles moléculaires spécifiques des podocytes dans l'urine ont un grand potentiel à développer en tant que biomarqueurs pour le diagnostic et le suivi deun reinmaladies. Le processus de développement de biomarqueurs comprend l'identification de marqueurs spécifiques, la détermination de la méthodologie de mesure et la décision sur le contexte clinique d'application (Fig. 2). Avec l'avancée de notre compréhension de la biologie des podocytes et la disponibilité de nouvelles technologies,urinairepodocyteon s'attend à ce que les marqueurs aient un champ d'application élargi, à la fois en raison de l'identification de nouvelles cibles et du développement de nouvelles méthodes pour leur quantification. En retour, la validation des marqueurs podocytaires urinaires pourrait éclairer notre compréhension de la physiopathologie deun reinmaladies. Il existe une multitude de méthodes pour la quantification des podocytes et de divers marqueurs spécifiques aux podocytes dans l'urine. Au cours de la prochaine décennie, les efforts de recherche devraient se concentrer sur la standardisation, la comparaison et l'automatisation des méthodes de laboratoire, ainsi que sur la définition de leur valeur ajoutée aux tests cliniques de routine.

Fig. 2. Aspects à considérer pour le développement de biomarqueurs urinaires liés aux podocytes pourun reinmaladies. (GCBM, membrane basale capillaire glomérulaire ; CKD,chroniqueun reinmaladie; DKD, diabétiqueun reinmaladie; FGS, glomérulosclérose focale).

Déclaration d'intérêts concurrents

Les auteurs déclarent qu'ils n'ont pas d'intérêts financiers concurrents ou de relations personnelles connus qui auraient pu sembler influencer le travail rapporté dans cet article.

Reconnaissance

Cette étude a été soutenue par le Fonds de recherche PD de l'Université chinoise Richard Yu de Hong Kong (CUHK) et les comptes de recherche CUHK 6905134 et 8601286. Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit. Les auteurs ne déclarent aucun autre conflit d'intérêts. Les résultats présentés dans cet article n'ont pas été publiés auparavant, en tout ou en partie.

Améliorer la maladie rénale--Cistanche actéoside

Extrait de : "Marqueurs podocytaires urinaires dansun reinmaladies' parLingfeng Zeng, et al

---Clinique Chimica Acta 523 (2021) 315–324