Une équipe de recherche interdisciplinaire a utilisé des techniques de séquençage unicellulaire pour découvrir les processus moléculaires associés aux lésions rénales aiguës.
L’insuffisance rénale aiguë est une complication courante associée à diverses maladies; cependant, la condition est particulièrement présente chez les patients en soins intensifs. Avant cette recherche, les mécanismes sous-jacents des lésions rénales aiguës ne sont pas entièrement compris.
Des chercheurs ont décrit de nouveaux modèles d’expression génique de cellules rénales lésées dans le Médecine du génome et Rein International revues. Les chercheurs espèrent que leurs découvertes conduiront à de nouvelles approches thérapeutiques pour les lésions rénales aiguës et de nouvelles stratégies pour la découverte de biomarqueurs.
Les études ont été réalisées par des chercheurs du Charité – Universitätsmedizin Berlinl’Institut de biologie des systèmes médicaux de Berlin, le Centre allemand de recherche sur les rhumatismes de Berlin, l’Institut Leibniz et l’école de médecine de Hanovre.
Une lésion rénale aiguë peut avoir de graves conséquences
« L’IRA est une complication fréquente et grave chez les patients gravement malades, affectant environ la moitié des patients de nos unités de soins intensifs », a déclaré le Dr Jan Klocke du département de néphrologie et de soins intensifs médicaux de la Charité.
« La condition est souvent sous-estimée, malgré le fait que l’insuffisance rénale aiguë est associée à une mortalité accrue et que les patients peuvent subir des dommages permanents, voire une perte complète de la fonction rénale. »
Les lésions rénales aiguës surviennent souvent parallèlement aux maladies cardiovasculaires et infectieuses, y compris la COVID-19. Il est également fréquent après des interventions chirurgicales et un traitement médicamenteux. Il n’existe actuellement aucune option de traitement établie.
« Nous essayons de stabiliser les patients affectés, mais jusqu’à présent, il n’est généralement pas possible d’inverser les processus destructeurs dans le rein avec des traitements ciblés », a déclaré le Dr Hinze, superviseur des études à la Charité et au Centre Max Delbrück.
« Jusqu’à présent, on savait peu de choses sur les mécanismes en jeu dans les cellules rénales. L’objectif de nos études était de faire la lumière là-dessus, avec l’objectif à long terme d’améliorer les soins prodigués à nos patients en clinique.
Une lésion rénale aiguë peut être déclenchée par un mauvais apport sanguin aux reins, ce qui signifie que les cellules ne peuvent plus recevoir suffisamment d’oxygène et de nutriments. Les cellules peuvent réagir extrêmement au manque d’oxygène et produire des substances signal qui peuvent entraîner une inflammation et une fibrose dans les tissus environnants.
Des études antérieures ont montré que les cellules épithéliales – les cellules qui tapissent les fins tubules rénaux – sont impliquées dans les processus inflammatoires et fibrotiques. Les chercheurs l’ont démontré en utilisant une nouvelle méthode de pointe appelée séquençage unicellulaire, leur permettant de créer un profil de l’expression moléculaire des gènes.
Les études récentes sont parmi les premières à étudier les processus moléculaires dans les lésions rénales aiguës à l’aide de technologies unicellulaires dans les cellules rénales. Les chercheurs ont analysé des cellules prélevées sur des échantillons de tissus et d’urine de plus de 40 patients. Les modèles moléculaires de plus de 140 000 cellules ont ensuite été examinés à l’aide de la bioinformatique de pointe.
Les découvertes pourraient conduire à de nouveaux traitements
« Le séquençage unicellulaire nous permet de zoomer virtuellement sur chaque cellule et de voir quels gènes sont actifs dans cette cellule à ce moment précis », a expliqué le Dr Hinze.
« À partir de là, nous pouvons déterminer si cette cellule rénale particulière fonctionne actuellement normalement, est soumise à un stress ou est sur le point de mourir. Cette technologie de pointe nous permet de comprendre les lésions rénales aiguës avec des détails sans précédent. »
Les chercheurs ont montré que différents types de cellules réagissent différemment aux lésions rénales aiguës. La réponse la plus forte a été observée dans les cellules épithéliales des tubules rénaux. Les résultats des dernières études ont révélé que les cellules épithéliales de presque tous les segments de tubules sont impliquées dans les processus de blessure.
« Cela illustre une fois de plus à quel point il est important d’étudier les systèmes humains et d’apprendre à mieux les comprendre », a déclaré le Dr Hinze.
« Dans les différents types de cellules épithéliales, nous avons pu identifier certains modèles moléculaires qui se sont produits chez tous les patients atteints de la maladie, mais à des abondances individuelles. À l’avenir, ces résultats pourraient aider les médecins à mieux évaluer le risque de progression grave de la maladie.
