La prévalence des maladies rénales est en augmentation au Japon, touchant désormais un adulte sur huit, mais le développement d'un traitement efficace reste un défi. Les reins comptent parmi les organes les plus énergivores du corps. Pour fonctionner, les reins produisent et consomment en permanence de grandes quantités d'adénosine triphosphate (ATP), une substance chimique que le corps utilise pour stocker et transporter l'énergie. Cependant, la dynamique de l'ATP (les changements au fil du temps dans la production et l'utilisation de l'ATP) dans le rein est mal comprise en raison du manque de technologies d'imagerie adaptées.
Grâce à un nouveau système d’imagerie ATP, les chercheurs ont pu visualiser les quantités d’ATP dans diverses cellules rénales, notamment dans les segments les plus profonds des néphrons, qui sont des unités fonctionnelles du rein. Cela permet d’avoir un aperçu détaillé de la manière dont l’énergie est générée et utilisée dans différentes parties du rein. Ce nouveau système a permis aux chercheurs d’étudier la dynamique de l’ATP en temps réel à l’aide de tranches de rein prélevées sur des souris GO-ATeam2, un modèle de souris génétiquement modifiée récemment développé par les chercheurs qui exprime un biocapteur d’ATP.
L’une des principales conclusions de l’étude est qu’il existe des voies de synthèse d’ATP distinctes dans différents segments du néphron. Les tubules proximaux se sont révélés fortement dépendants de la phosphorylation oxydative (OXPHOS) pour la production d’ATP, tandis que les podocytes dépendent à la fois de l’OXPHOS et de la conversion du glucose. Cette production d’ATP dans des segments spécifiques suggère que le ciblage de ces voies pourrait conduire à des traitements plus efficaces pour les maladies rénales.
Les chercheurs ont également utilisé leur système d'imagerie pour étudier la dynamique de l'ATP dans des modèles de maladies, notamment les lésions d'ischémie-reperfusion et les lésions induites par la chimiothérapie. Ils ont découvert que les niveaux d'ATP dans les tubules proximaux étaient particulièrement affectés dans ces modèles, soulignant l'importance du métabolisme énergétique dans les lésions rénales.
Le chercheur principal, le Dr Shigenori Yamamoto, a souligné l'importance de comprendre les interactions complexes entre les cellules rénales lors du développement de stratégies thérapeutiques visant à améliorer la fonction rénale.Les techniques expérimentales permettant d’analyser de multiples fonctions cellulaires au fil du temps, y compris notre nouveau système, constitueront un outil puissant » note-t-il.
L’équipe de recherche prévoit d’affiner davantage sa technique d’imagerie et de l’utiliser pour étudier la dynamique de l’ATP dans divers modèles de lésions rénales, notamment celles liées au diabète, au vieillissement et aux lésions induites par les médicaments. En comprenant mieux comment la production d’ATP est affectée dans ces conditions, ils espèrent identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et améliorer les traitements des maladies rénales.
