Communication scientifique
Session of 5 avril 2005

Place des cellules souches dans la réparation rénale après ischémiereperfusion

MOTS-CLÉS : cellule souche. ischémie. régénération. rein
Contribution of stem cells to renal repair after ischemia/reperfusion
KEY-WORDS : kidney, ischemia, stem cells, regeneration

Laurent Baud, Jean-Philippe Haymann, Agnès Bellocq, Bruno Fouqueray*

Résumé

La réparation spontanée de lésions inflammatoires et/ou ischémiques du rein implique la régénération de l’endothélium, du mésangium et des épithéliums. Ces structures sont reformées potentiellement à partir de cellules progénitrices résidant dans le rein et de cellules souches circulantes issues de la moelle osseuse. L’identification de cellules progénitrices dans le rein n’est pas certaine. Ce sont vraisemblablement des cellules dont le renouvellement est lent et dont la localisation est restreinte à la médullaire externe et à la papille. Dans les glomérulonéphrites qui s’accompagnent d’une mésangiolyse, la régénération du mésangium implique des cellules progénitrices provenant de l’appareil juxtaglomé- rulaire et des cellules souches médullaires. Dans l’insuffisance rénale aiguë d’origine ischémique, la régénération de l’épithélium tubulaire est assurée par la migration, la prolifération et la différenciation de cellules progénitrices résidentes, la participation de cellules souches médullaires étant vraisemblablement marginale. Les mécanismes moléculaires mis en jeu dans ces processus de réparation peuvent servir de cibles pour de nouvelles approches thérapeutiques.

Summary

Repair of inflammatory and/or ischemic renal injury involves endothelial, mesangial and epithelial regeneration. These structures may be rebuilt by resident progenitor cells and bone marrow-derived stem cells. Resident progenitor cells in adult kidney have not yet been conclusively identified. They are likely to be slowly cycling cells located mainly in the outer medulla and renal papilla. In glomerulonephritis with mesangiolysis, mesangial regeneration involves progenitor cells migrating from the juxtaglomerular apparatus and also bone marrow-derived cells. In acute ischemic renal failure, epithelial regeneration of proximal tubules results from the migration, proliferation and differentiation of resident progenitor cells ; bone marrow-derived cells may play an accessory role. Molecular mechanisms underlying these repair processes could be targets for new therapeutic approaches.

INTRODUCTION

Les maladies rénales peuvent être envisagées comme la conséquence d’un déséquilibre entre lésion et réparation. La réparation de lésions glomérulaires ou tubulaires est expliquée d’abord par la prolifération des cellules rénales elles-mêmes. Plusieurs types cellulaires peuvent être impliqués : des cellules souches spécifiques du rein capables de se renouveler et de se différencier dans tous les types cellulaires nécessaires, des cellules précurseurs indifférenciées susceptibles de produire un seul type de cellule différenciée, des cellules différenciées capables de proliférer pour fournir des cellules de même phénotype, et des cellules différenciées susceptibles de se dé-différencier, de proliférer et de se différencier à nouveau pour fournir tous les types cellulaires nécessaires [1]. Alternativement, la réparation des lésions rénales peut impliquer le recrutement de cellules souches circulantes, originaires principalement de la moelle osseuse [1]. Dans cette brève revue seront décrits successivement l’identification de cellules souches résidant dans le rein et le rôle de ces cellules comme celui de cellules souches circulantes dans la réparation de lésions inflammatoires glomérulaires et surtout ischémiques tubulaires, qui sont les seules lésions rénales spontanément réversibles.

IDENTIFICATION DE CELLULES SOUCHES DANS LE REIN

Des cellules souches ont été identifiées chez l’adulte non seulement dans des organes dont le renouvellement cellulaire est constant comme la peau, la moelle osseuse ou l’intestin, mais aussi dans d’autres organes dont le renouvellement cellulaire est lent comme le système nerveux central [2]. Il est donc vraisemblable que le rein en contienne également. Pour les mettre en évidence, il est indispensable de définir les critères qui permettent de les identifier. Il est généralement admis que ce sont des cellules dont le renouvellement est lent, qui, bien qu’indifférenciées, expriment un éventail de gènes spécifiques de leur état « souche » [3] et dont le potentiel de différenciation est divers.

C’est principalement sur la base du critère de renouvellement lent que les cellules souches rénales ont été mises en évidence jusqu’à présent. Dans ce but, des rats ont reçu pendant une brève période de temps de la bromodésoxyuridine (BrdU), un nucléotide qui s’incorpore dans l’ADN lors de sa synthèse. Après un délai de plusieurs jours ou semaines, les reins de ces rats ont été prélevés et les cellules rénales marquées par le BrdU identifiées par une technique d’immunofluorescence : ce sont
des cellules capables de proliférer (le BrdU a été incorporé dans l’ADN lors de sa synthèse), mais dont le renouvellement est lent (le BrdU n’a pas été dilué par de multiples divisions cellulaires). Une première étude [4] a montré que ces cellules sont localisées principalement dans les tubules proximaux, à un moindre degré dans les canaux collecteurs, et à un très faible degré dans la branche large ascendante des anses de Henle et dans les tubules distaux. Elles sont absentes dans les glomérules et les vaisseaux. Une étude plus récente [5] a montré que les cellules marquées par le BrdU sont particulièrement nombreuses dans les canaux collecteurs et l’interstitium de la papille, à proximité des vaisseaux.

L’éventail des gènes et/ou des protéines exprimés spécifiquement par les cellules souches a commencé à être décrit dans le rein embryonnaire et dans le rein adulte.

Dans le rein embryonnaire, les cellules souches dérivent potentiellement de trois précurseurs : les cellules du bourgeon urétéral à l’origine des canaux collecteurs et de l’urothélium, les cellules du mésenchyme métanéphrique à l’origine des autres segments du néphron, et les cellules stromales dont le potentiel de développement est encore mal connu. Le caractère « souche » des cellules du mésenchyme métanéphrique a été démontré [6] et le profil des gènes qu’elles expriment a été défini par une technique de « puce ADN » [7] et comparé à celui que les cellules du bourgeon urétéral expriment [8]. Dans le rein adulte, les gènes exprimés spécifiquement par les cellules souches sont encore mal définis. On sait que dans la moelle osseuse, les cellules souches hématopoïétiques expriment le gène qui code pour la protéine de transport ABCG2. Cette expression, qui définit le caractère marginal des cellules souches (« side population »), leur permet d’exclure des marqueurs colorés comme le Hoechst 33342 et des agents cytotoxiques, augmentant ainsi leur chance de survie.

Dans le rein adulte, 0,03 à 0,1 % des cellules excluent le Hoechst 33342 [9]. Alors que ces cellules ont la capacité de se différencier en cellules des lignées hématopoïétiques et non hématopoïétiques, elles ne semblent pas servir de précurseur aux cellules glomérulaires ou tubulaires. Dans le rein adulte, 0,8 à 1,2 % des cellules expriment CD 133, un autre marqueur des cellules souches hématopoïétiques [10]. Ces cellules ont, elles, la capacité de proliférer et de se différencier en cellules épithéliales et endothéliales formant in vivo respectivement des structures tubulaires et des vaisseaux fonctionnels [10].

IMPLICATION DES CELLULES SOUCHES DANS LA RÉPARATION GLOMÉRULAIRE

La possibilité que des glomérules lésés par une réaction inflammatoire se réparent grâce à un mécanisme de régénération a longtemps été débattue. Il semble que, lorsque les lésions inflammatoires sont limitées au compartiment endocapillaire, elles puissent évoluer vers la réparation complète, même si dans certaines conditions elles évoluent vers la fibrose cicatricielle, ou sclérose mésangiale [11]. Lorsqu’elles sont extracapillaires, la seule évolution possible est vers la sclérose. Pour étudier les
mécanismes moléculaires et cellulaires de réparation des lésions endocapillaires, le meilleur modèle est la néphrite induite chez le rat par l’injection d’un antisérum anti-Thy 1. L’anticorps induit une mésangiolyse aiguë et une désorganisation des capillaires avec formation de micro-anévrysmes. La phase de régénération qui survient ensuite implique la prolifération puis la différenciation de cellules mésangiales de réserve qui migrent à partir du pôle vasculaire des glomérules et de l’appareil juxtaglomérulaire [12]. Leur contraction permet de rétablir les repliements de la membrane basale et ainsi d’individualiser les capillaires [11]. Ces cellules mésangiales de réserve pourraient soit résider dans l’appareil juxtaglomérulaire soit y transiter à partir d’une source extra-rénale. Des études plus récentes ont effectivement montré que des cellules de la moelle osseuse ont la capacité d’envahir le glomérule et de s’y différencier en cellules mésangiales, comme le suggère leur contraction en réponse à l’angiotensine II [13]. Ces cellules sont dérivées des cellules souches hématopoïétiques [14] ; leur différenciation dans le glomérule implique en particulier l’expression locale d’un facteur de croissance cellulaire, le « plateletderived growth factor B (PDGF-B) », dont on sait l’importance dans le développement ontogénique du mésangium [15]. Au cours de la néphrite expérimentale induite chez le rat par l’injection d’un antisérum anti-Thy 1, les cellules souches circulantes issues de la moelle participent effectivement à la régénération du mésangium [16] mais aussi à celle de l’endothélium des capillaires glomérulaires [17].

IMPLICATION DES CELLULES SOUCHES DANS LA RÉPARATION TUBULAIRE

Lésions ischémiques tubulaires et réparation

L’insuffisance rénale aiguë d’origine ischémique est caractérisée par une réduction du débit de filtration glomérulaire [18]. À la phase initiale, cette atteinte fonctionnelle est associée à des lésions de l’épithélium tubulaire, qui prédominent dans la médullaire externe, la branche large ascendante de l’anse de Henle et surtout le segment S3 du tubule proximal [19, 20]. Cette localisation est expliquée par l’organisation de la micro-circulation péri-tubulaire et par les différences locales de consommation de l’oxygène nécessaire à la génération d’ATP. Après une courte période d’ischémie et de reperfusion, apparaissent seulement des altérations du cytosquelette et une perte de la polarité qui conduisent à une redistribution de protéines membranaires comme les molécules d’adhérence et la Na+ K+ ATPase.

Les conséquences sont une disparition de la bordure en brosse, une diminution de la réabsorption de Na+ et un détachement des cellules de la membrane basale. Si la période d’ischémie et de reperfusion se prolonge, les cellules épithéliales meurent par apoptose ou nécrose.

À la phase d’extension de la maladie, alors que le débit de filtration glomérulaire s’abaisse encore, ce sont les lésions endothéliales qui jouent le rôle le plus important
[21]. Elles sont caractérisées par des altérations du cytosquelette et des jonctions intercellulaires. Celles-ci augmentent la perméabilité paracellulaire et transcellulaire et ainsi favorisent la formation d’un œdème interstitiel qui contribue à réduire la circulation du sang dans la médullaire. Les altérations du cytosquelette sont aussi importantes parce qu’elles permettent l’adressage à la membrane de la sélectine P stockée dans les grains de Weibel-Palade. Il en résulte un recrutement des leucocytes circulants encore favorisé par l’expression de molécules d’adhérence comme l’« intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) » en réponse au stress oxydatif.

Suivent des phases d’entretien et de réparation au cours desquelles le débit de filtration glomérulaire se stabilise avant de se rétablir. Parallèlement, les lésions épithéliales et endothéliales se réparent.

Rôle des cellules progénitrices résidentes dans la réparation tubulaire

La régénération de l’épithélium tubulaire implique successivement la migration, la prolifération et la différenciation de cellules progénitrices résidentes [19, 20, 22].

Les facteurs qui contrôlent la migration de ces cellules ont été identifiés in vitro en détruisant partiellement la monocouche formée par des cellules épithéliales tubulaires en culture et en mesurant la vitesse avec laquelle les cellules survivantes envahissent la zone dénudée. Les résultats de ces études ont montré que des facteurs de croissance cellulaire comme l’« epidermal growth factor (EGF) » et surtout différentes substances libérées par les cellules épithéliales tubulaires lésées ou nécrosées comme l’adénosine [23] et les calpaïnes [24] peuvent stimuler la migration des cellules épithéliales tubulaires. Les calpaïnes sont des protéases intracellulaires à cystéine dont l’activité est contrôlée par le calcium. Dans l’insuffisance rénale aiguë, l’activation des calpaïnes µ et m participe aux mécanismes d’apoptose et de nécrose de l’épithélium bordant le tubule proximal [25]. La nécrose entraîne la libération des calpaïnes dans la lumière tubulaire. Nous avons montré que l’exposition de cellules épithéliales tubulaires en culture à des concentrations de calpaïne µ ou m inférieures ou égales à 2 µg/ml n’affecte pas leur survie ou leur prolifération mais réduit leur adhérence à la matrice extracellulaire et ainsi augmente leur mobilité [24]. Les mécanismes moléculaires impliqués ont été en partie identifiés : les calpaïnes µ et m dégradent la fibronectine et limitent donc son interaction avec l’intégrine α .

vβ3 L’interruption de la voie de signalisation intracellulaire liée à α entraîne une vβ3 élévation du contenu cellulaire en AMP cyclique, qui à son tour réduit l’adhérence et augmente la mobilité cellulaire. In vivo , l’inactivation par un inhibiteur spécifique des calpaïnes libérées dans la lumière tubulaire retarde la migration des cellules survivantes vers les zones nécrosées et ralentit ainsi la phase de réparation.

Les facteurs qui contrôlent la prolifération des cellules épithéliales tubulaires après leur migration ont aussi été identifiés en partie. Il s’agit essentiellement de facteurs de croissance cellulaire comme l’EGF et à un moindre niveau l’« insulin-like growth factor-1 (IGF-1) », dont l’action est autocrine ou paracrine [22].

Enfin les étapes de différenciation de ces cellules semblent récapituler en partie les étapes de maturation du rein embryonnaire. Le profil des gènes qu’elles expriment a été analysé par une technique de « puce ADN » 3, 12 et 24 heures après l’induction d’une insuffisance rénale aiguë ischémique et comparé à celui que le rein embryonnaire exprime [26]. En résumé, les gènes codant pour des facteurs de transcription et des facteurs de croissance exprimés aux stades initiaux du développement rénal et donc caractéristiques d’un état peu différencié des cellules réapparaissent après 3 heures de reperfusion, avec une expression qui est soit transitoire soit persistante.

Comme attendu, ce sont les gènes codant pour des protéines de transport, des molécules d’adhérence et des enzymes du métabolisme énergétique qui sont exprimés à la fois au stade de différenciation terminale du développement rénal et après au moins 24 heures de reperfusion.

Rôle de cellules souches circulantes dans la réparation tubulaire

L’hypothèse que des cellules souches circulantes participent aussi à la réparation tubulaire a été testée initialement en recherchant la présence de cellules positives pour le chromosome Y dans le rein transplanté, le donneur du transplant étant féminin et le receveur masculin [27, 28]. Les résultats ont montré que dans ces conditions 1 à 10 % des cellules de localisation et phénotype tubulaire sont positives pour le chromosome Y et proviennent donc de la circulation du sujet receveur. Cette repopulation du rein transplanté ne survient qu’en cas de nécrose tubulaire aiguë liée à la phase d’ischémie [29]. Confirmation et précisions ont été obtenues ensuite grâce à des modèles expérimentaux d’ischémie rénale. Dans un premier modèle, des souris irradiées ont été greffées avec des cellules médullaires provenant de souris transgéniques lac Z , c’est-à-dire de cellules détectables grâce à leur forte activité β-galactosidase [30]. Après plusieurs semaines nécessaires à la reconstitution de la moelle, l’un des deux reins de ces souris a été soumis à 25 minutes d’ischémie et 7 jours de reperfusion. Dans le rein ischémique seul, environ 20 % des cellules de la médullaire externe apparaissent avec une forte activité β-galactosidase et expriment la mégaline, un marqueur de différenciation des cellules épithéliales du tubule proximal, suggérant une participation significative des cellules de la moelle osseuse à la régénération tubulaire. Ces cellules de la moelle osseuse ne sont pas des cellules déjà engagées dans la différenciation hématopoïétique mais des cellules souches hématopoïétiques (elles expriment le « stem-cell antigen-1 » et c-kit). Les mêmes résultats ont été obtenus en injectant les cellules de la moelle osseuse au moment même où les souris sont soumises à une ischémie rénale [30, 31].

Dans leur ensemble, les résultats obtenus sont donc en faveur d’une participation des cellules souches hématopoïétiques à la régénération de l’épithélium tubulaire après ischémie et conduisent à proposer la mobilisation de ces cellules comme nouvelle stratégie thérapeutique dans l’insuffisance rénale aiguë [32]. Malheureusement, plusieurs études très récentes limitent ces perspectives. D’abord, les résultats obtenus avec les souris transgéniques lac Z pourraient avoir été largement suresti-
més, les cellules tubulaires des souris sauvages montrant elles aussi une forte activité β-galactosidase [33]. Ensuite, la mobilisation des cellules souches hématopoïétiques à partir de la moelle risque de s’accompagner de la mobilisation de cellules inflammatoires, entraînant l’aggravation plutôt que l’amélioration attendue de l’insuffisance rénale aiguë [34]. D’autres stratégies thérapeutiques doivent donc être envisagées comme le préconditionnement ischémique.

PLACE DU PRÉCONDITIONNEMENT ISCHÉMIQUE DANS LE REIN

Le concept qu’une première agression modérée protège un tissu vis-à-vis d’une seconde plus importante a été développé depuis longtemps. Il a en particulier été montré que le myocarde exposé à de brèves périodes d’ischémie et reperfusion est ensuite plus résistant à l’ischémie. Les mêmes mécanismes de « préconditionnement ischémique » ont été décrits dans le rein [35]. Les mécanismes impliqués sont vraisemblablement multiples. L’ischémie rénale initiale pourrait entraîner une destruction puis une régénération tubulaire, les nouvelles cellules épithéliales encore peu différenciées étant moins sensibles à l’ischémie. L’ischémie initiale pourrait aussi induire directement la dédifférenciation des cellules tubulaires et/ou l’expression de protéines qui favorisent leur survie et/ou limitent l’intensité de la composante inflammatoire [19]. Il est donc envisageable, lorsque le risque de développer une insuffisance rénale aiguë est élevé, de prévenir ce développement en augmentant l’expression ou l’activité de ces protéines.

BIBLIOGRAPHIE [1] OLIVER J.A. — Adult renal stem cells and renal repair.

Curr. Opin. Nephrol. Hypertens. , 2004, 13 , 17-22.

[2] KÖRBLING M., ESTROV Z. — Adult stem cells for tissue repair — A new therapeutic concept ? N.

Engl. J. Med. , 2003, 349 , 570-582.

[3] ANGLANI F., FORINO M., DEL PRETE D., TOSETTO E., TORREGROSSA R., D’ANGELO A. — In search of adult renal stem cells. J. Cell. Mol. Med. , 2004, 8 , 474-487.

[4] MAESHIMA A., YAMASHITA S., NOJIMA Y. — Identification of renal progenitor-like tubular cells that participate in the regeneration process of the kidney. J. Am. Soc. Nephrol. , 2003, 14 , 3138-3146.

[5] OLIVER J.A., MAAROUF O., CHEEMA F.H., MARTENS T.P., AL-AWQATI Q. — The renal papilla is a niche for adult kidney stem cells. J. Clin. Invest. , 2004, 114 , 795-804.

[6] OLIVER J.A., BARASCH J., YANG J., HERZLINGER D., AL-AWQATI Q. — Metanephric mesenchyme contains embryonic renal stem cells. Am. J. Physiol. Renal Physiol. , 2002, 283 , F799-

F809.

[7] CHALLEN G.A., MARTINEZ G., DAVIS M.J., TAYLOR D.F., CROWE M., TEASDALE R.D., GRIMMOND S.M., LITTLE M.H. — Identifying the molecular phenotype of renal progenitor cells. J.

Am. Soc. Nephrol. , 2004, 15 , 2344-2357.

[8] SCHWAB K., PATTERSON L.T., ARONOW B.J., LUCKAS R., LIANG H.-C., POTTER S.S. — A catalogue of gene expression in the developing kidney. Kidney. Int. , 2003, 64 , 1588-1604.

[9] IWATANI H., ITO T., IMAI E., MATSUZAKI Y., SUZUKI A., YAMATO M., OKABE M., HORI M. — Hematopoietic and nonhematopoietic potentials of Hoechstlow/side population cells isolated from adult rat kidney. Kidney Int. , 2004, 65 , 1604-1614.

[10] BUSSOLATI B., BRUNO S., GRANGE C., BUTTIGLIERI S., DEREGIBUS M.C., CANTINO D., CAMUSSI G. — Isolation of progenitor cells from adult human kidney. Am. J. Pathol. , 2005, 166 , 545-555.

[11] KRIZ W., LE HIR M. — Pathways to nephron loss starting from glomerular diseases — Insights from animal models. Kidney Int. , 2005, 67 , 404-419.

[12] HUGO C., SHANKLAND S.J., BOWEN-POPE D.F., COUSER W.G., JOHNSON R.J. — Extraglomerular origin of the mesangial cell after injury. A new role of the juxtaglomerular apparatus. J. Clin.

Invest. , 1997, 100 , 786-794.

[13] IMASAWA T., UTSUNOMIYA Y., KAWAMURA T., ZHONG Y., NAGASAWA R., OKABE M., MARUYAMA N., HOSOYA T., OHNO T. — The potential of bone marrow-derived cells to differentiate to glomerular mesangial cells. J. Am. Soc. Nephrol. , 2001, 12 , 1401-1409.

[14] MASUYA M., DRAKE C.J., FLEMING P.A., REILLY C.M., ZENG H., HILL W.D., MARTINSTUDDARD A., HESS D.C., OGAWA M. — Hematopoietic origin of glomerular mesangial cells.

Blood , 2003, 101 , 2215-2218.

[15] SUZUKI A., IWATANI H., ITO T., IMAI E., OKABE M., NAKAMURA H., ISAKA Y., YAMATO M., HORI M. — Platelet-derived growth factor plays a critical role to convert bone marrow cells into glomerular mesangial-like cells. Kidney Int. , 2004, 65 , 15-24.

[16] ITO T., SUZUKI A., IMAI E., OKABE M., HORI M. — Bone marrow is a reservoir of repopulating mesangial cells during glomerular remodeling. J. Am. Soc. Nephrol. , 2001, 12 , 2625-2635.

[17] ROOKMAAKER M.B., SMITS A.M., TOLBOOM H., van’t WOUT K., MARTENS A.C., GOLDSCHMEDING R., JOLES J.A., VAN ZONNEVELD A.J., GRÖNE H.-J., RABELINK T.J., VERHAAR M.C. — Bone-marrow-derived cells contribute to glomerular endothelial repair in experimental glomerulonephritis. Am. J. Pathol. , 2003, 163 , 553-562.

[18] SCHRIER R.W., WANG W., POOLE B., MITRA A. — Acute renal failure : definitions, diagnosis, pathogenesis, and therapy. J. Clin. Invest. , 2004, 114 , 5-14.

[19] BONVENTRE J.V., WEINBERG J.M. — Recent advances in the pathophysiology of ischemic acute renal failure. J Am Soc Nephrol. , 2003, 14 , 2199-2210.

[20] BONVENTRE J.V., ZUK A. — Ischemic acute renal failure : An inflammatory disease ?

Kidney

Int. , 2004, 66 , 480-485.

[21] MOLITORIS B.A., SUTTON T.A. — Endothelial injury and dysfunction : Role in the extension phase of acute renal failure. Kidney Int. , 2004, 66 , 496-499.

[22] NONY P.A., SCHNELLMANN R.G. — Mechanisms of renal cell repair and regeneration after acute renal failure. J. Pharmacol. Exp. Ther. , 2003, 304 , 905-912.

[23] KARTHA S., TOBACK F.G. — Adenine nucleotides stimulate migration in wounded cultures of kidney epithelial cells. J. Clin. Invest. , 1992, 90 , 288-292.

[24] FRANGIE C., PEREZ J., PELTIER J., HAYMANN J.-P., BELLOCQ A., FOUQUERAY B., BAUD L. — Externalized calpains affect the phenotype of human proximal tubule cells. J. Am. Soc Nephrol ., 2002, 13 , 138A.

[25] EDELSTEIN C.L., WIEDER E.D., YAQOOB M.M., GENGARO P.E., BURKE T.J., NEMENOFF R.A., SCHRIER RW. — The role of cysteine proteases in hypoxia-induced rat renal proximal tubular injury. Proc. Natl. Acad. Sci. USA , 1995, 92 , 7662-7666.

[26] DEVARAJAN P., MISHRA J., SUPAVEKIN S., PATTERSON L.T., POTTER S.S. — Gene expression in early ischemic renal injury : clues towards pathogenesis, biomarker discovery, and novel therapeutics. Mol. Genet. Metab. , 2003, 80 , 365-376.

[27] GRIMM P.C., NICKERSON P., JEFFERY J., SAVANI R.C., GOUGH J., MCKENNA R.M., STERN E., RUSH D.N. — Neointimal and tubulointerstitial infiltration by recipient mesenchymal cells in chronic renal-allograft rejection. N. Engl. J. Med. , 2001, 345 , 93-97.

[28] POULSOM R., FORBES S.J., HODIVALA-DILKE K., RYAN E., WYLES S., NAVARATNARASAH S., JEFFERY R., HUNT T., ALISON M., COOK T., PUSEY C., WRIGHT N.A. — Bone marrow contributes to renal parenchymal turnover and regeneration. J. Pathol. , 2001, 195 , 229-235.

[29] GUPTA S., VERFAILLIE C., CHMIELEWSKI D., KIM Y., ROSENBERG M.E. — A role for extrarenal cells in the regeneration following acute renal failure. Kidney Int. , 2002, 62 , 1285-1290.

[30] KALE S., KARIHALOO A., CLARK P.R., KASHGARIAN M., KRAUSE D.S., CANTLEY L.G. — Bone marrow stem cells contribute to repair of the ischemically injured renal tubule. J. Clin. Invest. , 2003, 112 , 42-49.

[31] LIN F., CORDES K., LI L., HOOD L., COUSER W.G., SHANKLAND S.J, IGARASHI P. — Hematopoietic stem cells contribute to the regeneration of renal tubules after renal ischemiareperfusion injury in mice. J. Am. Soc. Nephrol. , 2003, 14 , 1188-1199.

[32] ROOKMAAKER M.B., VERHAAR M.C., VAN ZONNEVELD A.J., RABELINK T.J. — Progenitor cells in the kidney : Biology and therapeutic perspectives. Kidney Int. , 2004, 66 , 518-522.

[33] DUFFIELD J.S., PARK K.-M., HSAIO L.-L., KELLEY V., BONVENTRE J.V. — Tubular cell replenishment is independent of bone marrow stem cells in the post-ischemic mouse kidney. J. Am. Soc.

Nephrol. , 2004, 15 , 38A.

[34] TÖGEL F., ISAAC J., WESTENFELDER C. — Hematopoietic stem cell mobilization-associated granulocytosis severely worsens acute renal failure. J. Am. Soc. Nephrol. , 2004, 15 , 1261-1267.

[35] BONVENTRE J.V. — Kidney ischemic preconditioning.

Curr. Opin. Nephrol. Hypertens. , 2002, 11 , 43-48.

DISCUSSION

Mme Monique ADOLPHE

Suite à vos expériences de réversion de l’insuffisance rénale chronique par libération de calpaïne, pouvez-vous nous dire si ces résultats ont été aussi trouvés sur d’autres tissus capables de réparation tels que le foie.

Une étude publiée en 2003 (Toxicol Appl Pharmacol 191 : 211-226) suggère que les calpaïnes sont responsables de la progression des lésions dans un modèle d’insuffisance hépatique aiguë d’origine toxique. Ce sont les calpaïnes libérées par la mort des hépatocytes et non les calpaïnes intracellulaires qui joueraient ce rôle. En effet, des inhibiteurs pharmacologiques des calpaïnes, bien qu’incapables de pénétrer dans les hépatocytes, apportent une protection. Ces résultats sont différents de ceux que nous avons obtenus dans le rein. Il est vraisemblable que l’effet des calpaïnes externalisées sur la réparation des lésions de nécrose épithéliale dépende des tissus étudiés et aussi des concentrations d’enzyme atteintes dans le milieu extracellulaire.

M. Jean-Daniel SRAER

Les progrès dans la récupération tubulaire dans l’IRA n’expliquent pas complètement la récupération épithéliale totale ? Est-on certain que les cellules qui réapparaissent sur le versant urinaire de la basale tubulaire viennent de l’interstitium ? Qu’en est-il des anciennes cellules interstitielles cultivées ? S’agissait-il des cellules souches ?

De nombreuses études récentes indiquent que des cellules progénitrices, identifiées sur la base de leur renouvellement lent ou sur la base de leur phénotype de cellule « souche », sont présentes non seulement dans l’épithélium des tubules proximaux et des canaux collecteurs, mais aussi dans l’interstitium rénal. La contribution réelle de ces cellules interstitielles à la réparation tubulaire après insuffisance rénale aiguë ischémique reste cependant à démontrer. Les cellules rénales en culture sont considérées comme dérivées de cellules progénitrices. On peut donc penser que les cellules interstitielles rénales, isolées et cultivées il y a maintenant de nombreuses années, dérivent effectivement de cellules progénitrices.


* INSERM U 702 et Service d’Explorations Fonctionnelles Multidisciplinaires, Hôpital Tenon — 4, rue de la Chine — 75020 Paris. Tirés-à-part : Professeur Laurent BAUD à l’adresse ci-dessus. Article reçu et accepté le 21 mars 2005.

Bull. Acad. Natle Méd., 2005, 189, no 4, 635-644, séance du 5 avril 2005