Les lésions rénales aiguës (AKI) surviennent souvent à la suite d’une ischémie, une condition dans laquelle le flux sanguin vers une partie du corps est restreint, privant les tissus d’oxygène et de nutriments. Ces dommages sont généralement suivis d’une reperfusion (c’est-à-dire la restauration du flux sanguin), mais ce processus peut parfois exacerber les blessures par le stress oxydatif et l’inflammation. C’est ce qu’on appelle une lésion d’ischémie-reperfusion.
L’AKI reste un défi clinique important avec des options de traitement limitées et de mauvais résultats. Des études récentes suggèrent que la protéinurie, où les protéines s’échappent dans l’urine, est une caractéristique courante et associée à un mauvais pronostic rénal à long terme après une AKI. Cependant, les mécanismes sous-jacents à la protéinurie et ses liens avec les lésions des cellules rénales restent flous.
Dans une nouvelle étude publiée dans Communications naturellesdes chercheurs japonais dirigés par le Dr Motoko Yanagita se sont concentrés sur le rôle des podocytes, qui sont des cellules rénales spécialisées essentielles au filtrage du sang. Ils ont notamment étudié les besoins énergétiques de ces cellules lors d’une lésion d’ischémie-reperfusion.
Il est suggéré que les podocytes s’appuient sur l’adénosine triphosphate (ATP), le principal vecteur d’énergie des cellules, pour maintenir leur intégrité structurelle et leurs fonctions de filtration. Grâce à des technologies d’imagerie avancées, les chercheurs ont révélé comment les déséquilibres énergétiques dans ces cellules contribuent aux lésions rénales.
L’équipe a réalisé l’imagerie sur des animaux vivants (imagerie intravitale) et utilisé des souris génétiquement modifiées exprimant un biocapteur fluorescent d’ATP pour mesurer les changements en temps réel de l’ATP dans les podocytes lors d’une lésion d’ischémie-reperfusion. Des souris femelles ont été utilisées parce que la couche externe de leurs reins, le cortex rénal, est plus fine que celle des mâles, ce qui les rend mieux adaptées à l’imagerie des unités filtrantes dans le rein où se trouvent les podocytes.
Leurs expériences ont montré que les niveaux d’ATP dans les podocytes diminuaient progressivement au cours de l’ischémie et ne parvenaient pas à se rétablir suffisamment après une ischémie prolongée, en particulier dans la phase suraiguë immédiatement après la restauration du flux sanguin.
Cette insuffisance en ATP était associée à la fragmentation mitochondriale, une perturbation structurelle des organites générateurs d’énergie de la cellule. En outre, l’étude a lié ce déséquilibre énergétique à un « aplatissement » des structures podocytaires clés, connu sous le nom d’effacement des processus du pied. Cela perturbe la fonction de filtration des podocytes et est associé à une protéinurie.
« Nous avons observé qu’une récupération insuffisante de l’ATP dans la phase super-aiguë d’une lésion de reperfusion ischémique est fortement corrélée à l’effacement des processus du pied dans les podocytes », a déclaré le Dr Masahiro Takahashi, le premier auteur de l’étude. « Cette découverte suggère que la dynamique perturbée de l’ATP est associée à des changements structurels dans les processus du pied des podocytes et à la fuite de protéines dans l’urine lors d’une lésion rénale aiguë. »
L’étude a également révélé que les interventions ciblant la dynamique mitochondriale étaient prometteuses. En utilisant des médicaments pour supprimer la fragmentation mitochondriale, les chercheurs ont pu atténuer l’effacement des processus du pied et améliorer les résultats des podocytes in vivo (chez les souris) et ex vivo (en dehors des souris). Ces résultats soulignent le potentiel des thérapies axées sur les mitochondries pour protéger les podocytes des lésions d’ischémie-reperfusion.
« Cette recherche déplace l’attention du podocyte tubulaire, qui était au centre des études précédentes, vers le podocyte relativement peu étudié », a expliqué le Dr Takahashi. « Nous espérons que nos recherches attireront l’attention sur les podocytes en tant que facteur clé de l’AKI et élargiront la portée de la recherche sur l’AKI en ce qui concerne son pronostic et sa progression. »
Dans des recherches futures, l’équipe prévoit d’étudier la dynamique de l’ATP dans d’autres formes d’AKI, telles que l’AKI induite par des médicaments ou une septicémie, ce qui pourrait fournir des informations supplémentaires sur la complexité de la maladie. Les chercheurs travaillent également sur des expériences avec des souris transgéniques spécifiques aux podocytes pour mieux comprendre comment ces cellules influencent les résultats rénaux à long terme après une lésion.
« La dynamique de l’ATP et son influence sur les podocytes dans ces différents types d’AKI sont encore insaisissables », ajoute le Dr Takahashi. « Nous espérons que nos recherches feront la lumière sur les podocytes dans l’AKI et fourniront de nouvelles orientations pour la recherche sur l’AKI. »
L’étude représente une avancée significative dans la compréhension de la manière dont les déséquilibres énergétiques dans les cellules rénales contribuent à la maladie, offrant de nouvelles perspectives sur les stratégies thérapeutiques potentielles pour une maladie qui touche des millions de personnes dans le monde.
