FSGS : Nouvelles perspectives sur la fonction rénale
La recherche met en avant le rôle des mutations de CRB2 dans le FSGS et la santé des podocytes.
Malte C Gather, Y. Sun, N. M. Kronenberg, S. K. Sethi, S. N. Dash, M. E. Kovalik, B. Sempowski, S. Strickland, R. Raina, C. J. Sperati, X. Tian, S. Ishibe, G. Hall
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Table des matières
La Glomérulosclérose Focale Segmentaire (FSGS) est une maladie des reins qui peut entraîner des problèmes de santé graves. Elle touche les petits filtres dans les reins appelés glomérules. Dans le cas du FSGS, ces filtres sont endommagés, ce qui fait que les reins ont du mal à faire leur boulot. Ça mène souvent à une condition appelée Syndrome néphrotique, où le corps produit trop de protéines dans les urines. Avec le temps, beaucoup de patients atteints de FSGS peuvent finir par développer une maladie rénale en phase terminale (ESKD), où les reins cessent complètement de fonctionner.
Symptômes et progression
La plupart des gens avec un FSGS commencent à montrer des signes de syndrome néphrotique. Ça peut inclure un gonflement dans diverses parties du corps, une prise de poids et une pression artérielle élevée. Malheureusement, environ la moitié des patients avec FSGS vont progresser vers l'ESKD dans les dix ans. Des recherches montrent qu'environ 20 % de ceux qui reçoivent des traitements comme l'hémodialyse ont été diagnostiqués avec le FSGS.
Ces dernières années, le nombre de cas de FSGS a vraiment augmenté. C'est maintenant la principale cause de maladie rénale primaire menant à l'ESKD aux États-Unis. Globalement, le taux de FSGS varie beaucoup, mais ça peut toucher aussi bien les enfants que les adultes.
Causes et facteurs de risque
Le FSGS peut survenir pour différentes raisons. Divers facteurs peuvent entraîner la détérioration des glomérules. Peu importe la cause, le résultat final implique souvent des dommages ou une perte de Podocytes, qui sont des cellules spécialisées jouant un rôle clé dans le filtrage du sang dans les reins.
Certaines gènes ont été liés au FSGS familial, ce qui signifie que ça peut se transmettre dans les familles. Les chercheurs ont identifié plein de mutations dans des gènes qui affectent la santé des podocytes. Un gène important est le CRB2. Les mutations dans le CRB2 peuvent entraîner des formes précoces de syndrome néphrotique et de FSGS, qui ne réagissent souvent pas bien aux traitements traditionnels.
Le rôle des podocytes
Les podocytes sont essentiels pour un bon fonctionnement des reins. Ils aident à maintenir la barrière de filtration qui empêche des substances importantes comme les protéines de fuir dans les urines. Dans un rein sain, les podocytes sont bien organisés et forment des connexions serrées entre eux et avec les structures environnantes.
Quand les podocytes sont endommagés, ça perturbe cette barrière. Ça peut entraîner la perte de protéines dans les urines et d'autres complications. Dans le FSGS, les podocytes peuvent être blessés à cause de différents facteurs, y compris des mutations génétiques comme celles dans le CRB2.
CRB2 et son importance
Le CRB2 est une protéine qui joue un rôle crucial dans le maintien de la structure des podocytes. Il aide à organiser d'autres protéines nécessaires au bon fonctionnement de la barrière de filtration. Quand il y a des mutations dans le gène CRB2, ça peut impacter la santé des podocytes, les rendant plus susceptibles aux blessures.
Des recherches ont montré que des changements dans le CRB2 peuvent entraîner une réduction des niveaux de protéines dans les podocytes, une augmentation de la mort cellulaire et une adhérence altérée entre eux. Ça peut déclencher une réaction en chaîne, menant à d'autres dommages et à une perte de fonction rénale.
Découvertes récentes
Des études récentes se sont concentrées sur comment les mutations du CRB2 affectent le fonctionnement des podocytes. Les scientifiques ont réussi à créer des modèles en laboratoire qui simulent les effets de ces mutations. En étudiant ces modèles, les chercheurs espèrent dévoiler les mécanismes sous-jacents expliquant comment les mutations du CRB2 entraînent des blessures aux podocytes.
Une découverte clé est que quand le CRB2 ne fonctionne pas correctement, ça peut mener à des changements dans une autre protéine appelée YAP. YAP est impliquée dans divers processus cellulaires, y compris la façon dont les cellules réagissent à leur environnement. Quand le CRB2 est absent ou ne fonctionne pas, YAP peut devenir hyperactif. Cette hyperactivité peut contribuer à de nouveaux dommages aux podocytes.
Mécanotransduction dans les cellules
Les cellules ont la capacité de sentir leur environnement. C'est surtout important dans les reins, où les podocytes doivent ajuster leur activité en fonction des forces qu'ils subissent. Cette capacité à détecter et à répondre aux forces mécaniques est connue sous le nom de mécanotransduction.
Dans des podocytes sains, la mécanotransduction les aide à s'adapter aux changements, leur permettant de maintenir leur structure et leur fonction. Cependant, quand le CRB2 est muté, cette capacité peut être altérée. En conséquence, les podocytes peuvent ne pas réagir correctement aux changements dans leur environnement, entraînant plus de dommages et de dysfonctionnements.
Approches expérimentales
Pour mieux comprendre l'impact des mutations du CRB2, les scientifiques ont développé des techniques en laboratoire. Ils ont créé des lignées cellulaires avec des niveaux réduits de CRB2, ce qui leur permet d'examiner comment ces cellules se comportent dans différentes conditions.
En utilisant des techniques d'imagerie avancées, les chercheurs peuvent observer comment ces cellules modifiées réagissent à diverses forces mécaniques. Ils peuvent mesurer à quel point les cellules peuvent générer des forces et comment elles interagissent avec leur environnement. De telles expériences ont montré que les cellules déficientes en CRB2 peuvent exhiber une contractilité accrue, ce qui signifie qu'elles peuvent tirer plus fort sur leur environnement que des cellules normales.
Implications pour le traitement
Actuellement, il n'y a pas de traitements spécifiques pour le FSGS qui cible les causes sous-jacentes, y compris les mutations du CRB2. Les médecins se concentrent généralement sur la gestion des symptômes, comme contrôler la pression artérielle et réduire les niveaux de protéines dans les urines. Cependant, comprendre les mécanismes des mutations du CRB2 et leurs effets sur les podocytes pourrait ouvrir la voie à de nouvelles thérapies.
En ciblant les voies impliquées dans les blessures aux podocytes et la mécanotransduction, les futurs traitements pourraient protéger ou restaurer la fonction des podocytes. Par exemple, développer des médicaments qui peuvent moduler l'activité de YAP ou renforcer la résilience des podocytes pourrait mener à de meilleurs résultats pour les patients avec le FSGS.
Besoin de plus de recherches
Bien que les découvertes récentes apportent des informations précieuses, il reste encore beaucoup à apprendre sur le FSGS et les mutations du CRB2. La recherche en cours est essentielle pour découvrir tous les facteurs qui contribuent aux blessures des podocytes et à la progression de la maladie rénale.
Les études futures pourraient explorer les interactions entre le CRB2 et d'autres protéines impliquées dans le fonctionnement des reins, ainsi que la façon dont les forces mécaniques variées affectent le comportement des podocytes. En approfondissant notre compréhension de ces processus, les scientifiques visent à améliorer le diagnostic, le traitement et, finalement, les résultats pour les patients souffrant de FSGS.
Conclusion
La Glomérulosclérose Focale Segmentaire est une maladie rénale complexe souvent liée à la dysfonction des podocytes. La découverte de mutations dans le gène CRB2 a mis en lumière la base génétique de cette maladie. À mesure que les chercheurs continuent d'étudier les liens entre le CRB2, la santé des podocytes et la mécanotransduction, l'espoir de traitements plus efficaces émerge. En s'attaquant à la fois aux symptômes et aux mécanismes sous-jacents du FSGS, il y a un potentiel pour des améliorations significatives dans les soins aux patients et la qualité de vie.
Titre: CRB2 Depletion Induces YAP Signaling and Disrupts Mechanosensing in Podocytes
Résumé: Focal Segmental Glomerulosclerosis (FSGS) is a histologic lesion caused by a variety of injurious stimuli that lead to dysfunction/loss of glomerular visceral epithelial cells (i.e. podocytes). Pathogenic mutations in CRB2, encoding the type 1 transmembrane protein Crumb 2 Homolog Protein, have been shown to cause early-onset corticosteroid-resistant nephrotic syndrome (SRNS)/FSGS. Here, we identified a 2-generation East Asian kindred (DUK40595) with biopsy-proven SRNS/FSGS caused by a compound heterozygous mutation in CRB2 comprised of the previously described truncating mutation p.Gly1036_Alafs*43 and a rare 9-bp deletion mutation p.Leu1074_Asp1076del. Because compound heterozygous mutations involving the truncating p.Gly1036_Alafs*43 variant have been associated with reduced CRB2 expression in podocytes and autosomal recessive SRNS/FSGS, we sought to define the pathogenic effects of CRB2 deficiency in podocytes. We show that CRB2 knockdown induces YAP activity and target gene expression in podocytes. It upregulates YAP-mediated mechanosignaling and increases the density of focal adhesion and F-actin. Using Elastic Resonator Interference Stress Microscopy (ERISM), we demonstrate that CRB2 knockdown also enhances podocyte contractility in a substrate stiffness-dependent manner. The knockdown effect decreases with increasing substrate stiffness, indicating impaired mechanosensing in CRB2 knockdown cells at low substrate stiffness. While the mechanical activation of CRB2 knockdown cells is associated with increased YAP activity, the enhanced cell contractility is not significantly reduced by the selective YAP inhibitors K-975 and verteporfin, suggesting that multiple pathways may be involved in mechanosignaling downstream of CRB2. Taken together, these studies provide the first evidence that CRB2 deficiency may impair podocyte mechanotransduction via disruption of YAP signaling in podocytes.
Auteurs: Malte C Gather, Y. Sun, N. M. Kronenberg, S. K. Sethi, S. N. Dash, M. E. Kovalik, B. Sempowski, S. Strickland, R. Raina, C. J. Sperati, X. Tian, S. Ishibe, G. Hall
Dernière mise à jour: 2024-10-26 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619513
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619513.full.pdf
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