Academic literature on the topic 'Néphropathie diabétique'

La néphropathie diabétique (ND) est l'une des complications graves du diabète. Elle affecte environ 30% des patients diabétiques. La microalbuminurie est actuellement l'élément diagnostique principal de la survenue de la ND mais manque de spécificité et précocité. Plusieurs études ont été consacrées à la recherche de nouveaux biomarqueurs (BM) de la ND par des approches protéomiques. Nous avons montré dans la phase initiale de notre travail que si de nombreux candidats BM avaient été identifiés, leur nature ne faisait pas consensus et que de nombreuses études, de par leur conception, ne pouvaient identifier de BM plus précoces que l'albumine. Partant de ce constat, nous avons sélectionné une cohorte originale de diabétiques de type 1 normoalbuminuriques considérés à risque de développer la ND, sur la base de l'apparition d'une microalbuminurie consécutive à un test d'effort. Une cohorte contrôle a été aussi constituée. Dans la première partie de notre travail, nous avons comparé par électrophorèse bidimensionnelle les protéomes urinaires des patients des deux coho rtes. Les BM candidats ont été ensuite identifiés par spectrométrie de masse. L'analyse fonctionnelle de ces protéines a montré que certaines sont impliquées dans la cascade de la coagulation et les mécanismes de dysfonctionnement endothélial. Le caractère diagnostique de ces protéines a été validé dans les mêmes cohortes de patients par des expériences de Western-blot. La compréhension de la nature et de la fonction physiologique des BM candidats identifiés nous a permis de mieux appréhender les mécanismes moléculaires de la pathogénèse de la ND et d'identifier des candidats biomarqueurs plus précoces que l'albumine. Ces résultats sont présentés sous la forme d'un projet d'article .La deuxième partie de notre travail expérimental est constituée d'études préliminaires visant à la recherche de protéines spécifiques urinaires, néphrine et isoformes de l'adiponectine, afin d'évaluer leur potentiel diagnostique. 1 Ben Ameur R. et al Proteomic approaches for discovering biomarkers of diabetic nephropathy. Nephrol Dial Transplant 25, 2866-752 Ben Ameur R. et al Identification of early candidate biomarkers for diabetic nephropathy by urine proteomic analysis. To be submitted<br>Diabetic nephropathy (DN) is one of the most serious complications of diabetes. It affects about 30% of diabetic patients. Microalbuminuria is currently the main available marker for DN risk, but has inadequate specificity and precocity. Several published studies intended to research new biomarkers (BM) of DN by proteomic approaches. We have shown1 that, if several candidate BM were claimed, there was no consensus about their nature and that a number of studies could not identify BM earlier than albumin because of the study design. Thus, we have selected an original cohort of type 1 diabetic patients considered at risk of developing DN, on the basis of urinary albumin excretion after an exercice test. A control cohort was also enrolled. Using 2D gel electrophoresis we compared the urinary proteomes of patients from both cohorts. Then, candidate BM were identified by mass spectrometry. Functional analysis of these proteins showed that some are involved in the coagulation cascade and in mechanisms of endothelial dysfunction. The diagnostic potential of these proteins was validated by Western blotti ng. The nature and physiological function of candidate biomarkers allowed to better understand the molecular pathogenic mechanisms of DN. Results from this part of the work are shown in the form of an article2. Preliminary studies to assess the diagnostic potential research of specific urinary proteins (nephrin and different isoforms of adiponectin) are also presented.1 Ben Ameur R. et al Proteomic approaches for discovering biomarkers of diabetic nephropathy. Nephrol Dial Transplant 25, 2866-752 Ben Ameur R. et al Identification of early candidate biomarkers for diabetic nephropathy by urine proteomic analysis. To be submitted

Alors que les mécanismes physiopathologiques principaux de la néphropathie diabétique (ND) sont bien connus, l'identification de moyens de modulation de ces mécanismes est une étape cruciale pour envisager une démarche thérapeutique néphroprotectrice. Nos travaux ont porté sur l'étude de deux systèmes modulateurs de ces mécanismes. Dans cette optique, nous avons étudié l'implication du système kallicreine-kinine à travers le rôle du récepteur B2 de la bradykinine (RB2) au cours de la ND. Alors que l'efficacité du blocage du système rénine angiotensine pour ralentir l'évolution de la ND est acquise, nous avons montré que le RB2 contribue, pour une part, à cet effet protecteur chez le rat et la souris diabétiques. Une démarche similaire est applicable à l'action des œstrogènes. Le genre féminin est un facteur de moindre susceptibilité dans l'évolution de nombreuses néphropathies chroniques. Nos travaux ont porté sur le rôle de la privation œstrogénique et l'opothérapie substitutive par l'œstradiol (E2) dans différents modèles de souris diabétiques. Nous avons ainsi pu montrer que l'E2 est protecteur entre autre en maintenant la capacité d'hypertrophie du rein. Cet effet, au niveau du glomérule, semble dépendre d'une balance entre la voie de l'IGF-1(pro-hypertrophiante) et la voie du TGFß (pro-fibrosante). Finalement, l'étude de cet effet néphroprotecteur des œstrogènes a été répétée chez la souris uni-néphrectomisée non diabétique. Cela nous a permis de montrer un effet biphasique de l'E2 : bénéfique lors d'une administration précoce après réduction néphronique, et délétère lorsque la substitution est retardée. Nos résultats étayent l'hypothèse d'un effet néphroprotecteur de l'activation du RB2 et d'un effet modulateur de l'E2 au cours du développement des néphropathies chroniques, en particulier la ND<br>While the main physiopathologic mechanisms of the diabetic nephropathy (DN) are well known, the identification of modulating means of these mechanisms is a crucial step to contemplate a renal protective therapeutic approach. Our works have been carried on the study of two modulating systems of these mechanisms. Within this scope, we have studied the implication of the kallicrein-kinin system through the function of the receptor B2 of the bradykinin (RB2) during the DN. While the blocking efficiency of the renin angiotensine system to slow down the evolution of the DN is established, we have shown that the RB2 contributes, for part, to this protective effect on the diabetic rat and mouse. A similar approach is applicable to the action of estrogens. The female gender is a factor of less susceptibility in the evolution of many chronic nephropathies. Our works were carried out on the impact of estrogenic deprivation and of treatment by estradiol (E2) in different models of diabetic mice. Thus we have been able to show that the E2 is a protector, amongst others, in maintaining the capacity of kidney hypertrophy. This effect, for the glomerule, appears to be dependent of a balance between the IGF-1 (pro-hypertrophying) signaling pathway and the TGFß (pro-fibrosing) signaling pathway. Finally the study of this renal protective effect of the estrogens has been repeated on the non diabetic uni-nephrectomized mouse. This enabled us to show a double sided effect of the E2 : beneficial in case of early administration after uni-nephrectomy and deleterious when the substitution is delayed. Our results support the hypothesis of a renal protective effect of the RB2 activation and of a modulating effect of the E2 during the development of chronic nephropathies, especially the DN

La néphropathie diabétique est la première cause d'insuffisance rénale terminale. Le stress oxydant joue un rôle central dans la pathogénie de la néphropathie. Les enzymes antioxydantes protègent contre le stress oxydant. Objectif : Étude de l'impact des variations alléliques de SOD1, SOD2, CATet GPX1 dans le développement de la néphropathie chez des sujets diabétiques de type 1. Méthodes : 30 polymorphismes ont été génotypes chez 1285 sujets diabétiques de type 1 issus de la cohorte SURGENE (n=340; durée de suivi=10 ans), et des 2 études transversales GENESIS (n-501) et GENEDIAB (n=444). Des modèles de régression logistique et d'analyse de survie ont été utilisés pour estimer les odds ratio et les hazards ratio de la prévalence et de l'incidence de la néphropathie. Toutes les analyses statistiques ont été ajustées ou stratifiées sur les stades de rétinopathie diabétique. Résultats : Nous avons observé des associations de variants de SOD1 (rs 17800135 et rs 1041740), SOD2 (rs2758329, rs8031 et rs4880), C47(rs7947841) et GPX1 (rs3448) avec la prévalence et l'incidence de la néphropathie, et avec le débit de filtration glomérulaire dans la cohorte SURGENE. Ces variants sont également associés à la néphropathie dans les études GENEDIAB et GENESIS<br>: Oxidative stress is involved in the pathogeny of diabetic nephropathy. The antioxidant enzymes play a major role in the detoxification of reactive oxygen species and have a protective effect against diabetic nephropathy. We investigated associations of allelic variations in SOD1, SOD2, CAT and GPXI genes with diabetic nephropathy in patients with type 1 diabetes. Methods: Thirty SNPs in the SOD1, SOD2, CAT and GPXI regions were analyzed in 1285 Caucasian type 1 diabetic patients from the SURGENE prospective study (n=340; 10-year follow-up), GENESIS France-Belgium (n=501) and GENEDIAB (n=444) cross-sectional studies. Cox proportional hazards and logistic regression analyses were used to estimate hazard ratios or odds ratios for the incidence and the prevalence of diabetic nephropathy. Ail analyses were adjusted or stratified by retinopathy stages. Results: In the SURGENE cohort, we observed associations of variants of SOD1 (rs 1041740 and rs!7880135), SOD2 (rs4880, rs2758329 and rs8031), CAT (rs7947841) and GPXI (rs3448) with the prevalence and the incidence of diabetic nephropathy and with the estimated glomerular filtration rate. These variants were also associated with nephropathy in the participants of the GENESIS and GENEDIAB cohorts. Conclusion: SOD1, SOD2, CAT and GPXI genes were associated with the development and the progression of diabetic nephropathy in type 1 diabetic subjects. These results are consistent with a major role for the antioxidant enzymes in the renoprotection against oxidative stress in subjects with type 1 diabetes. Further studies are needed to identify the functional variants that modulate these genetic effects on diabetic nephropathy

Résumé : La néphropathie diabétique (ND) est une complication microvasculaire du diabète évoluant ultimement en insuffisance rénale et l’hyperglycémie est connue comme étant l’un des facteurs de risques. De larges études cliniques, tel que le DCCT et l’UKPDS, ont montré que si le contrôle intensif de la glycémie se faisait de façon précoce, il serait possible de retarder le développement de la ND. Cependant, les résultats de l'EDIC montrent que si ce contrôle intensif se faisait plus tardivement, suite à une période d’hyperglycémie, il n’empêcherait plus sa progression. Les podocytes ont un rôle critique dans le maintien des fonctions rénales et leur apoptose corrèle de façon très spécifique avec la progression de la ND. Récemment, nous avons rapporté que SHP-1, une protéine tyrosine phosphatase, était augmentée en concentrations élevées de glucose (HG), menant à une inhibition des voies de signalisation de l'insuline. Notre hypothèse est que l’augmentation de l’expression de SHP-1 causée par l’hyperglycémie persiste même après réduction des niveaux de glucose, phénomène de mémoire hyperglycémique, causant une résistance à l'insuline, la mort des podocytes et une absence de réversibilité liée à la progression de ND. Les résultats in vivo montrent que la fonction et la pathologie rénale continuent de progresser et ce en dépit de la normalisation des niveaux de glucose avec implants d’insuline de 5 à 7 mois d’âge La progression de la pathologie corrèle avec le maintien de l’augmentation de l’expression de SHP-1, contribuant au maintien de l’inhibition des voies de l’insuline. En culture, des podocytes murins exposés en HG pendant 96 h et ensuite exposés en condition normale de glucose(NG) pour les dernières 24 h montrent une persistance de l’inhibition des voies de signalisation de l’insuline qui corrèle avec l’augmentation persistante de l’expression et l’activité phosphatase de SHP-1. L’activité des caspases 3/7 dans les podocytes est plus élevée lorsque ceux-ci sont exposés en HG qu’en NG. Le retour en NG pour les dernières 24 h n’a aucun effet bénéfique à réduire l’activité des caspases 3/7. Finalement, l’analyse épigénétique a été suggérée comme étant une explication du phénomène de mémoire hyperglycémique. La monométhylation de la lysine 4 de l’histone 3 (H3K4me1), un marqueur d’activation génique, est augmentée sur le promoteur de SHP-1 en HG et demeure élevée malgré le retour en NG pendant les dernières 24 h. En conclusion, l’hyperglycémie engendre une augmentation persistante de SHP-1 due possiblement à des modifications épigénétiques, causant le maintien de l’inhibition les voies de signalisation de l’insuline même après un retour à des niveaux normaux de glucose, contribuant à la progression de la ND.<br>Abstract : Diabetic nephropathy (DN) is the leading cause of end-stage renal disease. Renal podocytes apoptosis induced by hyperglycemia is an early event of DN. Clinical studies have shown that intensive blood glucose control reduced the development of DN but is not sufficient, if started late, to prevent its progression, introducing the concept of “hyperglycemic memory”. We have recently published that the tyrosine phosphatase SHP-1 is elevated in renal cortex of type 1 diabetic mice (Akita), contributing to insulin unresponsiveness and DN. We hypothesized that SHP-1 expression remains elevated regardless of systemic blood glucose normalization, and is responsible for hyperglycemic memory in podocytes leading to DN progression. In vivo contribution of SHP-1 in hyperglycemic memory was evaluated using Akita mice treated with insulin implants after 4 months of diabetes. Both urinary albuminuria and glomerular filtration rate were significantly increased in diabetic mice compared to non-diabetic mice and remained elevated despite normalization of blood glucose levels. Renal dysfunction was associated with a persistent increase of SHP-1 expression in renal cortex and inhibition of insulin action that were not normalized following insulin implants. Mouse podocytes were cultured in normal (5.6mM; NG), high glucose concentrations (25mM; HG) for 120 h or HG (96 h) followed by NG for an additional 24 h (HG+NG). We observed that Akt and ERK phosphorylation induced by insulin was inhibited in HG and were not restored despite returning glucose level to 5.6 mM after the HG period. This inhibition was associated with persistent increase of SHP-1 expression and phosphatase activity, leading to insulin signaling pathway inhibition. Moreover, caspase 3/7 activity in podocytes exposed to HG was higher than in podocytes cultured in NG and returning glucose concentrations to normal range for the last 24 h after the 96 h HG exposure had no effect on reducing caspase 3/7 activity. Epigenetic changes were studied to explain the hyperglycemic memory effect. On SHP-1 promoter, H3K4me1 levels, an activation mark, tended to be more elevated in podocytes exposed to HG and were maintained despite returning to NG levels after the HG conditions. In conclusion, hyperglycemia induces persistent and epigenetic changes of SHP-1 causing insulin unresponsiveness in the podocytes contributing to DN progression.

La perte des péricytes rétiniens est une des premières altérations de la rétinopathie diabétique. L'arrêt du cycle cellulaire, l'hypertrophie puis la disparition des cellules mésangiales rénales sont des caractéristiques typiques de la néphropathie diabétique. La voie de la glycation (formation des produits avancés de glycation ou AGE) et la voie de l'hexosamine sont deux hypothèses biochimiques proposées pour expliquer les altérations cellulaires des microcomplications du diabète. D'autre part, bien que les gangliosides aient souvent été décrits pour moduler la prolifération cellulaire, leur rôle potentiel dans les perturbations de prolifération caractéristiques de la rétinopathie et de la néphropathie diabétiques a été très peu étudié. L'objectif de ce travail de thèse a été de déterminer les effets des AGE et d'une activation de la voie de l'hexosamine, mimée par la glucosamine, sur la prolifération et le métabolisme des gangliosides des péricytes et de cellules mésangiales puis d'établir l'implication des gangliosides dans ces processus de régulation de la prolifération. Nos résultats ont montré que les AGE et la glucosamine inhibent la prolifération des deux types cellulaires étudiés. De plus, ils ont révélé que la glucosamine bloque le cycle cellulaire et induit l'hypertrophie des cellules mésangiales. D'autre part, les AGE comme la glucosamine sont capables de modifier le profil en gangliosides des cellules, en modulant les activités de leurs enzymes de biosynthèse. Enfin, nos observations suggèrent que les gangliosides sont impliqués dans l'inhibition de la prolifération et l'hypertrophie causée par les AGE et la glucosamine dans les péricytes et les cellules mésangiales. Elles présentent ainsi les gangliosides comme un nouveau mécanisme d'action des AGE et de la voie de l'hexosamine et permettent de proposer les gangliosides, en particulier ceux de la série-a, et la GM3 synthase, comme un mécanisme potentiel commun au développement de la rétinopathie et de la néphropathie diabétiques. Ce travail est un des premiers à suggérer l'implication des gangliosides dans les complications microvasculaires du diabète que sont la rétinopathie et la néphropathie diabétiques. Par l'intermédiaire des gangliosides, il ouvre des perspectives thérapeutiques nouvelles et communes pour le traitement des deux microcomplications<br>Loss of retinal pericyte is one of the earliest alteration of diabetic retinopathy. Cell cycle arrest, hypertrophy then death of renal mesangial cells are typical hallmarks of diabetic nephropathy. Glycation (advanced glycation end-products, AGE, formation) and the hexosamine pathway are two biochemical hypotheses proposed to explain cellular alteration occurring during diabetic vascular complication. On the other hand, although gangliosides have often been described as modulators of cellular proliferation, very few studies have explored their potential role in cell proliferation alteration of diabetic retinopathy and nephropathy. The aim of the present study was to determine the effects of AGE and hexosamine pathway activation, mimicked by glucosamine, on pericyte and mesangial cell proliferation and ganglioside metabolism and then to establish the implication of gangliosides in these regulation of proliferation process. Our result showed that AGE and glucosamine inhibit the proliferation of both cell types studied. Moreover, they revealed that glucosamine blocks the cell cycle and induces hypertrophy of mesangial cells. On the other hand, both AGE and glucosamine are able to affect cellular ganglioside profile by modulating their biosynthetic enzyme activities. Finally, our observations suggested that gangliosides are implicated in the inhibition of cell proliferation and hypertrophy caused by AGE and glucosamine in pericyte and mesangial cells. Thus, they present gangliosides as a novel mechanism of action of AGE and the hexosamine pathway and lead to propose gangliosides, especially a-series gangliosides and GM3 synthase, as a potential common mechanism of diabetic retinopathy and nephropathy development. This work is one of the first suggesting the implication of gangliosides in diabetic retinopathy and nephropathy. Through gangliosides, it offers new therapeutic prospects common to both microvascular complications

Résumé : La néphropathie diabétique (ND) est la principale cause d’insuffisance rénale de stade terminal en Amérique du Nord. Les podocytes, cellules épithéliales hautement spécialisées du glomérule, supportent et maintiennent les mécanismes de filtration glomérulaire. Des biopsies de reins de patients diabétiques ont montré que le nombre de podocytes est significativement réduit chez les patients avec un diabète récent. Néphrine est une protéine transmembranaire qui a été démontrée comme ayant un rôle majeur dans le maintien de l’intégrité de ces cellules. Une diminution de l’expression de néphrine est observée chez les personnes atteintes de la ND. Des études ont démontré que la phosphorylation en tyrosine de néphrine était impliquée dans la régulation de l’inhibition des voies de l’apoptose et le remodelage du cytosquelette d’actine. Notre laboratoire a publié que l’expression de la tyrosine phosphatase SHP-1 était augmentée dans les podocytes exposés à des concentrations élevées de glucose (HG). Les résidus tyrosines de néphrine sont contenus dans des séquences pouvant être reconnues par SHP-1. Notre hypothèse est que SHP-1 interagit avec néphrine, et que l’augmentation de l’expression de SHP-1 en condition d’hyperglycémie et de diabète viendrait déréguler les voies de signalisation de néphrine, contribuant aux dommages des podocytes dans la maladie. Des coimmunoprécipitations dans des podocytes montrent une interaction entre SHP-1 et néphrine, qui est augmentée en condition HG. Cette augmentation en HG était associée à une baisse des niveaux de phosphorylation de néphrine. La surexpression de la forme inactive de SHP-1 dans les podocyte rétablie les niveaux de phosphorylation de néphrine en condition HG. Dans un modèle de surexpression avec des cellules HEK, la surexpression de SHP-1 diminue les niveaux de phosphorylation des tyrosines 1176/1193 et 1217, qui sont associées au remodelage de l’actine. Des coimmunoprécipitations avec des mutants de néphrine montrent que les tyrosines 1114 et 1138 sont essentielles pour l’interaction de SHP-1 avec néphrine. Dans un modèle murin de diabète de type 1, une diminution de l’expression et de la phosphorylation de néphrine sont observée comparativement aux souris de type sauvage. Ces diminutions sont associées avec une augmentation de l’expression de SHP-1. En conclusion, l’augmentation de l’expression de SHP-1 en condition d’hyperglycémie réduit les niveaux de phosphorylation en tyrosine de néphrine et vient potentiellement inhiber ses voies de signalisation dans le diabète, contribuant à la dysfonction podocytaire et à la néphropathie diabétique.<br>Abstract : Diabetic nephropathy (DN) is the leading cause of end-stage renal disease in North America. Podocytes are highly specialized epithelial cells involved in the glomerular filtration process. Morphometric observation from kidney biopsies of diabetic patients showed a significant reduction in the number of podocytes in patients with short duration of diabetes before the apparition of microalbuminuria. Nephrin, a transmembrane protein found in the slit diaphragm, has been found to play a key role in the integrity of the podocytes. Clinical observations indicated that nephrin expression was reduced in kidney biopsy of diabetes patients. Recent studies have shown that phosphorylation of tyrosine residues of nephrin participate in intracellular pathways regulating actin dynamics and podocyte survival. Our laboratory has recently published that the expression of the tyrosine phosphatase SHP-1 is elevated in podocytes exposed to high glucose concentrations (HG). Nephrin contains sequences that are known to be potential target for SHP-1. Our hypothesis is that SHP-1 can interact with nephrin, and the increase of SHP-1 expression in diabetic nephropathy deregulates nephrin-mediated pathways, contributing to podocyte’s damage in the disease. Coimmunoprecipitation experiments show an interaction between SHP-1 and nephrin which is increased in podocytes exposed to HG. Overexpression of the inactive form of SHP-1 in podocytes exposed to HG restores nephrin phosphorylation. In HEK cells, overexpression of SHP-1 reduces nephrin phosphorylation specifically on tyrosine 1176/1193 and 1217, which regulates actin dynamics. Coimmunoprecipitation experiments with nephrin mutants show that tyrosine 1114 and 1138 are essentials to the interaction between SHP-1 and nephrin. In a type 1 diabetic murine model, a reduction of the expression and phosphorylation levels of nephrin are observed. Both reductions are associated with an increase in SHP-1 expression. In conclusion, diabetes triggered SHP-1 expression in podocytes which reduces nephrin tyrosine phosphorylation and potentially inhibits nephrin signaling in diabetes, contributing to podocytes dysfunction in diabetic nephropathy.