Impact de l'hypoxie-réoxygénation sur l'expression et la fonctionnalité des transporteurs tubulaires rénaux

Impact of hypoxia/reoxygenation on the expression and the functionality of renal tubular transporters

• Auteur / Autrice : Quentin Faucher
• Direction : Pierre Marquet, Chantal Barin-Le Guellec, Roland Lawson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacologie, infectiologie et sciences du médicament
• Date : Soutenance le 13/12/2021
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Biologiques et Santé (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pharmacologie et Transplantation
• Jury : Président / Présidente : Marie Essig
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Marquet, Chantal Barin-Le Guellec
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie Essig, Olivier Fardel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métabolomique

Rein -- Transplantation

Mots clés libres

Transplantation rénale

Transporteurs tubulaires

Métabolomique

Hypoxie/réoxygénation

HMP

Kidney transplantation

Tubular transporters

Metabolomic

Hypoxia/reoxygenation

HMP

Résumé

Pour répondre à la disparité croissante entre le nombre de donneurs en liste d’attente d’une greffe rénale et le nombre d’organes disponibles, la plupart des centres de transplantation ont recours à des donneurs « sous-optimaux ». L’utilisation de ces greffons est associée des lésions d’ischémie-reperfusion (IRI) plus fréquentes, qui nécessitent d’être mieux comprises pour mettre en place des méthodes préventives. Cette thèse s’intéresse aux effets de l’ischémie et de l’hypoxie/réoxygénation sur l’expression et la fonctionnalité des transporteurs membranaires exprimés à la surface des cellules tubulaires proximales. Ces cellules assurent des mouvements trans-cellulaires de divers composés, principalement régis par l'activité coordonnée de transporteurs membranaires des super-familles SLC (Solute Carriers) et ABC (ATP-Binding Cassette). Nous avons réalisé un état des lieux des connaissances relatives aux effets des lésions d’IR sur les transporteurs tubulaires, puis conduit une étude translationnelle ayant nécessité recherche clinique et recherche fondamentale. Nous avons démontré qu’il existe des modifications transcriptionnelles hypoxie-dépendantes, variables selon les transporteurs. Toutefois, cette réponse transcriptionnelle n’était pas prédictive de la fonction rénale post-greffe sur une cohorte de patients transplantés. Pour étudier les systèmes de transport tubulaire dans leur ensemble nous avons évalué les variations du métabolome endogène en condition d’hypoxie/réoxygénation. Malheureusement, nous n’avons pas identifié de variations métaboliques corrélées avec la modulation des transporteurs, in vitro et chez l’Homme. L’absence de données protéiques et de tests de fonctionnalité n’a pas permis de confirmer l’effet de l’hypoxie/réoxygénation sur la fonction des transporteurs tubulaires et ces approches complémentaires devront être considérées à l’avenir. Au vu de la complexité globale de l’étude des systèmes de transport tubulaire à laquelle nous avons fait face dans cette étude, nous proposons la conduite d’expérimentations ciblées sur des transporteurs présélectionnés, avec l’utilisation de substrats spécifiques.

Faced with the divergence between the need for kidney grafts and the number of organs available, more transplant centers accept "suboptimal" donors. The use of grafts from such high-risk donors has led to a growing incidence of ischemia-reperfusion injury (IRI), the mechanisms of which need to be better understood in order to develop preventive measures. The present thesis focuses on the effects of ischemia and hypoxia/reoxygenation on the expression and functionality of membrane transporters located at the membrane of proximal tubular cells (PTC). These transporters belong to either the solute carrier (SLC) or the ATP-binding cassette transporter (ATP) superfamilies, the coordinated functions of which govern the transcellular transport of a broad range of compounds. After having comprehensively reviewed the literature about the effects of IRI on tubular transporters, we conducted a translational study combining clinical and basic experiments. Particular attention was paid to the effects of ischemia and hypoxia/reoxygenation-induced on the transcriptional expression and function of transporters. We demonstrated that different PTC transporters had different mRNA expression responses to hypoxia. However, mRNA expression was not correlated with the immediate renal function recovery in a cohort of kidney transplant patients. We also studied the metabolome to look for dysfunctions among the tubular transport systems in hypoxia/reoxygenation conditions. Unfortunately, none of the metabolic variations found in vitro on in the perfusion liquid of explanted kidney grafts were significantly associated with the tubular transporter functions. The lack of protein data and functionality tests also prevented us from confirming the effect of hypoxia/reoxygenation on tubular transporter functions. Given the difficulty of thoroughly investigating tubular transport systems, we recommend conducting targeted experiments on pre-selected transporters using selective substrates.