Une étude publiée dans Nature Communications Cette étude fournit de nouvelles informations sur la manière dont les cellules endommagées interagissent au sein de microenvironnements favorisant la maladie après une lésion rénale aiguë, ou IRA. En raison des options de traitement limitées, l'IRA évolue fréquemment vers une maladie rénale chronique (MRC), qui touche plus d'un adulte américain sur sept, soit environ 37 millions de personnes.
Ces nouvelles découvertes pourraient contribuer aux efforts futurs visant à prévenir l’IRC, qui peut conduire à une insuffisance rénale.
L'étude a réuni des scientifiques du laboratoire d'Andy McMahon à l'USC et du laboratoire de Long Cai à Caltech, avec le soutien d'un USC Broad Innovation Award qui a financé la collaboration de recherche interinstitutionnelle.
Dans l’étude, les co-auteurs Michal Polonsky de Caltech et Louisa Gerhardt de l’USC ont utilisé un outil de pointe, appelé seqFISH, développé dans le laboratoire Cai. Grâce à cet outil, les chercheurs peuvent recueillir des informations sur l’activité génétique et étudier les interactions cellulaires dans le tissu rénal intact chez les souris atteintes d’AKI. Cela a permis aux scientifiques d’analyser l’expression précise de plus de 1 000 gènes dans le tissu rénal lésé, d’identifier les microenvironnements associés aux lésions et de prédire les interactions cellulaires associées à la progression vers l’IRC.
« La technologie seqFISH du Dr Cai offre un aperçu sans précédent de l'interaction cellulaire dans le rein après une lésion », a déclaré McMahon, qui est le doyen de WM Keck et professeur d'université de biologie des cellules souches et de médecine régénérative à l'USC et qui rejoindra la faculté de Caltech en octobre. « Une meilleure compréhension des lésions rénales est nécessaire pour identifier des cibles permettant de prévenir la progression vers une maladie rénale chronique. »
Cai, professeur de biologie et de génie biologique, a ajouté : « Nous sommes ravis que notre technologie ait permis une meilleure compréhension des lésions et des maladies rénales. Cette étude illustre l'importance des collaborations interinstitutionnelles et interdisciplinaires pour faire progresser la recherche biomédicale. »
Dans la couche la plus externe du rein, les scientifiques ont identifié un microenvironnement pathologique probable, qu'ils ont baptisé « ME-5 ». Ce microenvironnement contenait un type de cellule rénale particulièrement vulnérable aux lésions, connue sous le nom de cellule tubulaire proximale ou PT.
Dans le ME-5, les PT blessés et les cellules du tissu conjonctif voisines, appelées fibroblastes, ont échangé des signaux qui pourraient favoriser la progression de la lésion. Les signaux clés impliquaient les gènes Clcf1 et Crfl1, qui codent des protéines pouvant favoriser l'inflammation et la fibrose, ou la cicatrisation. Des signaux supplémentaires détectés dans le ME-5 pourraient contribuer au recrutement de cellules immunitaires, contribuant ainsi davantage au développement de l'inflammation, de la fibrose et d'autres changements pathologiques.
Les scientifiques ont également identifié un autre microenvironnement important associé aux lésions, qu'ils ont baptisé « ME-16 », qui comprend des agrégations de divers types de cellules immunitaires appelées structures lymphoïdes tertiaires, connues pour contribuer à l'inflammation chronique. Plutôt que d'être confiné à une région spécifique du rein, le ME-16 était distribué dans tout l'organe blessé.
Pour partager leurs découvertes, l'équipe a construit une carte complète des changements cellulaires, moléculaires et structurels consécutifs à l'AKI, ce qui affine notre compréhension de la transition vers l'IRC. Cette carte est disponible au public à l'adresse https://woldlab.caltech.edu/ci2-celltiles/Mouse-Kidney-Fibrosis/.
Les co-auteurs supplémentaires sont Kari Koppitch de l'USC ; Jina Yun, Katsuya Lex Colón, Henry Amrhein, Matt Thomson et Barbara Wold de Caltech ; et Shiwei Zheng et Guo-Cheng Yuan de l'Icahn School of Medicine du Mount Sinai.
En plus du prix USC Broad Innovation Award, la recherche a été soutenue par les National Institutes of Health (subvention NIDDK UC2DK126024), la Fondation allemande pour la recherche (subvention GE 3179/1-1) et la subvention clinicien-chercheur de la Société allemande de médecine interne (DGIM).
