Insuffisance rénale aiguë : rôle du métabolisme, place du facteur de transcription HNF-1b et identification de nouveaux biomarqueurs diagnostiques

L'insuffisance rénale aiguë (IRA), définie comme une altération brutale de la fonction de filtration rénale, est un véritable problème de santé publique par sa fréquence et son importante morbi-mortalité. La physiopathologie de ce syndrome est encore incomplètement comprise mais elle implique une adaptation métabolique insuffisante de l'épithélium tubulaire rénal dont les mécanismes régulateurs ne sont pas complètement connus. Ce déficit d'adaptation est à l'origine d'une souffrance cellulaire expliquant en partie les lésions tissulaires. De plus, ce syndrome est souvent ignoré ou identifié trop tardivement, en raison de critères diagnostiques imparfaits. Ces lacunes expliquent qu'il n'existe à l'heure actuelle aucun traitement spécifique efficace. Mon travail de thèse s'est organisé autour de ces trois problématiques : physiopathologique, thérapeutique et diagnostique. Le premier axe de mon travail, physiopathologique, a évalué le rôle du facteur de transcription Hepatocyte Nuclear Factor 1 ß (HNF-1ß) dans la régulation du métabolisme, notamment énergétique, au sein de l'épithélium tubulaire rénal. Nous avons démontré que l'invalidation de ce facteur de transcription dans une lignée tubulaire proximale murine, induit une réorientation du métabolisme énergétique en conditions basales, avec réduction du métabolisme oxydatif mitochondrial et augmentation de la glycolyse, sans d'autre explication que la modulation de PGC-1alpha. Ces anomalies, proches de celles induites par l'hypoxie dans les cellules sauvages, ne permettent pas d'adaptation supplémentaire des cellules invalidées à un stress. L'invalidation d'Hnf1b induit également des modifications métaboliques au-delà de la production énergétique à l'image de la synthèse des phospholipides, potentiellement en lien avec un régulation directe de la choline kinase-alpha. Ce travail confirme un rôle d'Hnf1b dans le métabolisme cellulaire énergétique, pouvant expliquer une partie du phénotype des patients souffrant d'une mutation de ce facteur mais le plaçant aussi comme un régulateur de la réponse à l'agression en situation générale. Le deuxième axe, thérapeutique, s'est intéressé aux anomalies de la voie de biosynthèse de novo du Nicotinamide Adénine Dinucléotide (NAD) à partir du tryptophane en contexte d'IRA. En comparant, par approche métabolomique ciblée, la composition des urines de patients développant ou non une IRA, après chirurgie cardiaque, nous avons pu confirmer dans un nombre plus important de patients, certaines anomalies observés dans des études antérieures. Néanmoins, à l'inverse d'observations publiées, une supplémentation en nicotinamide, précurseur alternatif de la biosynthèse du NAD, ne permet pas de restaurer le stock intra-rénal de NAD ni d'améliorer les conséquences rénales d'une ischémie-reperfusion chez la souris. Ces résultats incitent à la prudence quant à l'efficacité attendue de ce traitement, en cours d'essai thérapeutique. Le troisième axe, diagnostique, s'est intéressé à l'identification de biomarqueurs urinaires permettant le diagnostic d'une IRA. Nous avons identifié, par approche peptidomique sur des urines prélevées précocement après chirurgie cardiaque, de nombreux peptides différentiellement présents en cas d'IRA. Leur combinaison en une signature permet un diagnostic précoce de l'AKI avec de bonnes performances (AUC = 0.79) dans divers contextes. La poursuite de ces analyses, avec utilisation de nouvelles approches (métabolomique) ou de combinaisons d'approches (multiomics, scores clinico-biologiques), donnent déjà de bons résultats accroissant encore ce bénéfice diagnostique avec même un potentiel prédictif. Bien que préliminaire et difficilement transposable en l'état à la pratique, ce type d'approche offre des perspectives intéressantes dans le diagnostic et la prédiction de cette affection. Ce travail de thèse, a permis de mettre en évidence de nouveaux éléments utiles concernant la physiopathologie, le traitement et le diagnostic de l'IRA.Acute Kidney Injury (AKI), defined as an abrupt decrease in glomerular filtration rate, is associated with an increased rate of death and chronic kidney disease. Its pathophysiology remains elusive but includes metabolic maladaptation of the kidney tubule cells. This maladaptation results in cell death that accounts in part for the observed tissular lesions. AKI is often missed or only detected at a late stage, also because of suboptimal diagnostic criteria. These shortcomings preclude the development of effective treatment and early detection despite years of active research. My thesis project explored the pathophysiology, therapy and diagnosis of AKI. The first part of my work addressed the role of transcription factor Hepatocyte nuclear factor 1b (HNF-1b) in the cell metabolism of tubular epithelial cells. Hnf1b invalidation in a mouse proximal tubule cell line induced a metabolic switch associated to a reduced mitochondrial oxidative metabolism and increased glycolysis recapitulating what is observed in wild-type cells during hypoxic challenge. Hnf1b invalidation also induced wider metabolic changes such as alteration of phospholipid biosynthesis. This work unraveled a new role of HNF-1b by regulating the energetic metabolism, that could underlie some kidney phenotypes observed in HNF1B patients, but also prompts to consider HNF-1b as master regulator of epithelial response to aggression in a more general context. The second part of my thesis focused on the treatment of AKI. I studied the de novo biosynthetic pathway of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) in AKI. Using a targeted metabolomic strategy on urine samples, we confirmed previously published abnormalities in a large cohort of 167 patients. However, contrary to published literature, nicotinamide supplementation, an alternative precursor to tryptophan for NAD biosynthesis, was not able to either restore the intra-renal NAD stock, nor improve kidney outcomes after ischemia-reperfusion injury in mice. Although currently being evaluated in various clinical trials, our results encourage to remain cautious about benefit expected from such a treatment. The diagnosis of AKI was the third concern of my work. Using urinary peptidome analysis on early postoperative samples after cardiac surgery, we identified various peptides differentially abundant between AKI and non AKI patients. Their combination into a signature allowed early diagnosis of AKI (AUROC = 0.79) in this setting, but also in non-selected patients admitted to the ICU. Preliminary data show that their combination with clinical data and potentially with other omics traits (metabolites) are promising to further increase the predictive performance. Although currently not directly applicable in the clinical setting, this kind of approach offers new perspectives to diagnose AKI. This thesis work shed light on new useful elements about the pathophysiology, treatment and diagnosis of AKI

Insuffisance rénale aiguë : rôle du métabolisme, place du facteur de transcription HNF-1b et identification de nouveaux biomarqueurs diagnostiques

Acute Kidney Injury (AKI), defined as an abrupt decrease in glomerular filtration rate, is associated with an increased rate of death and chronic kidney disease. Its pathophysiology remains elusive but includes metabolic maladaptation of the kidney tubule cells. This maladaptation results in cell death that accounts in part for the observed tissular lesions. AKI is often missed or only detected at a late stage, also because of suboptimal diagnostic criteria. These shortcomings preclude the development of effective treatment and early detection despite years of active research. My thesis project explored the pathophysiology, therapy and diagnosis of AKI. The first part of my work addressed the role of transcription factor Hepatocyte nuclear factor 1b (HNF-1b) in the cell metabolism of tubular epithelial cells. Hnf1b invalidation in a mouse proximal tubule cell line induced a metabolic switch associated to a reduced mitochondrial oxidative metabolism and increased glycolysis recapitulating what is observed in wild-type cells during hypoxic challenge. Hnf1b invalidation also induced wider metabolic changes such as alteration of phospholipid biosynthesis. This work unraveled a new role of HNF-1b by regulating the energetic metabolism, that could underlie some kidney phenotypes observed in HNF1B patients, but also prompts to consider HNF-1b as master regulator of epithelial response to aggression in a more general context. The second part of my thesis focused on the treatment of AKI. I studied the de novo biosynthetic pathway of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) in AKI. Using a targeted metabolomic strategy on urine samples, we confirmed previously published abnormalities in a large cohort of 167 patients. However, contrary to published literature, nicotinamide supplementation, an alternative precursor to tryptophan for NAD biosynthesis, was not able to either restore the intra-renal NAD stock, nor improve kidney outcomes after ischemia-reperfusion injury in mice. Although currently being evaluated in various clinical trials, our results encourage to remain cautious about benefit expected from such a treatment. The diagnosis of AKI was the third concern of my work. Using urinary peptidome analysis on early postoperative samples after cardiac surgery, we identified various peptides differentially abundant between AKI and non AKI patients. Their combination into a signature allowed early diagnosis of AKI (AUROC = 0.79) in this setting, but also in non-selected patients admitted to the ICU. Preliminary data show that their combination with clinical data and potentially with other omics traits (metabolites) are promising to further increase the predictive performance. Although currently not directly applicable in the clinical setting, this kind of approach offers new perspectives to diagnose AKI. This thesis work shed light on new useful elements about the pathophysiology, treatment and diagnosis of AKI.L’insuffisance rénale aigue (IRA), définie comme une altération brutale de la fonction de filtration rénale, est un véritable problème de santé publique par sa fréquence et son importante morbi-mortalité. La physiopathologie de ce syndrome est encore incomplètement comprise mais elle implique une adaptation métabolique insuffisante de l’épithélium tubulaire rénal dont les mécanismes régulateurs ne sont pas complètement connus. Ce déficit d’adaptation est à l’origine d’une souffrance cellulaire expliquant en partie les lésions tissulaires. De plus, ce syndrome est souvent ignoré ou identifié trop tardivement, en raison de critères diagnostiques imparfaits. Ces lacunes expliquent qu’il n’existe à l’heure actuelle aucun traitement spécifique efficace. Mon travail de thèse s’est organisé autour de ces trois problématiques : physiopathologique, thérapeutique et diagnostique.Le premier axe de mon travail, physiopathologique, a évalué le rôle du facteur de transcription Hepatocyte Nuclear Factor 1 β (HNF-1β) dans la régulation du métabolisme, notamment énergétique, au sein de l’épithélium tubulaire rénal. Nous avons démontré que l’invalidation de ce facteur de transcription dans une lignée tubulaire proximale murine, induit une réorientation du métabolisme énergétique en conditions basales, avec réduction du métabolisme oxydatif mitochondrial et augmentation de la glycolyse, sans d’autre explication que la modulation de PGC-1α. Ces anomalies, proches de celles induites par l’hypoxie dans les cellules sauvages, ne permettent pas d’adaptation supplémentaire des cellules invalidées à un stress. L’invalidation d’Hnf1b induit également des modifications métaboliques au-delà de la production énergétique à l’image de la synthèse des phospholipides, potentiellement en lien avec un régulation directe de la choline kinase-α. Ce travail confirme un rôle d’Hnf1b dans le métabolisme cellulaire énergétique, pouvant expliquer une partie du phénotype des patients souffrant d’une mutation de ce facteur mais le plaçant aussi comme un régulateur de la réponse à l’agression en situation générale Le deuxième axe, thérapeutique, s’est intéressé aux anomalies de la voie de biosynthèse de novo du Nicotinamide Adénine Dinucléotide (NAD) à partir du tryptophane en contexte d’IRA. En comparant, par approche métabolomique ciblée, la composition des urines de patients développant ou non une IRA, après chirurgie cardiaque, nous avons pu confirmer dans un nombre plus important de patients, certaines anomalies observés dans des études antérieures. Néanmoins, à l’inverse d’observations publiées, une supplémentation en nicotinamide, précurseur alternatif de la biosynthèse du NAD, ne permet pas de restaurer le stock intra-rénal de NAD ni d’améliorer les conséquences rénales d’une ischémie-reperfusion chez la souris. Ces résultats incitent à la prudence quant à l’efficacité attendue de ce traitement, en cours d’essai thérapeutique. Le troisième axe, diagnostique, s’est intéressé à l’identification de biomarqueurs urinaires permettant le diagnostic d’une IRA. Nous avons identifié, par approche peptidomique sur des urines prélevées précocement après chirurgie cardiaque, de nombreux peptides différentiellement présents en cas d’IRA. Leur combinaison en une signature permet un diagnostic précoce de l’AKI avec de bonnes performances (AUC = 0.79) dans divers contextes. La poursuite de ces analyses, avec utilisation de nouvelles approches (métabolomique) ou de combinaisons d’approches (multiomics, scores clinico-biologiques), donnent déjà de bons résultats accroissant encore ce bénéfice diagnostique avec même un potentiel prédictif. Bien que préliminaire et difficilement transposable en l’état à la pratique, ce type d’approche offre des perspectives intéressantes dans le diagnostic et la prédiction de cette affection. Ce travail de thèse, a permis de mettre en évidence de nouveaux éléments utiles concernant la physiopathologie, le traitement et le diagnostic de l’IRA

Acute kidney injury : role of metabolism, HNF-1b transcription factor as a master regulator and new diagnostic biomarkers identification

L’insuffisance rénale aigue (IRA), définie comme une altération brutale de la fonction de filtration rénale, est un véritable problème de santé publique par sa fréquence et son importante morbi-mortalité. La physiopathologie de ce syndrome est encore incomplètement comprise mais elle implique une adaptation métabolique insuffisante de l’épithélium tubulaire rénal dont les mécanismes régulateurs ne sont pas complètement connus. Ce déficit d’adaptation est à l’origine d’une souffrance cellulaire expliquant en partie les lésions tissulaires. De plus, ce syndrome est souvent ignoré ou identifié trop tardivement, en raison de critères diagnostiques imparfaits. Ces lacunes expliquent qu’il n’existe à l’heure actuelle aucun traitement spécifique efficace. Mon travail de thèse s’est organisé autour de ces trois problématiques : physiopathologique, thérapeutique et diagnostique.Le premier axe de mon travail, physiopathologique, a évalué le rôle du facteur de transcription Hepatocyte Nuclear Factor 1 β (HNF-1β) dans la régulation du métabolisme, notamment énergétique, au sein de l’épithélium tubulaire rénal. Nous avons démontré que l’invalidation de ce facteur de transcription dans une lignée tubulaire proximale murine, induit une réorientation du métabolisme énergétique en conditions basales, avec réduction du métabolisme oxydatif mitochondrial et augmentation de la glycolyse, sans d’autre explication que la modulation de PGC-1α. Ces anomalies, proches de celles induites par l’hypoxie dans les cellules sauvages, ne permettent pas d’adaptation supplémentaire des cellules invalidées à un stress. L’invalidation d’Hnf1b induit également des modifications métaboliques au-delà de la production énergétique à l’image de la synthèse des phospholipides, potentiellement en lien avec un régulation directe de la choline kinase-α. Ce travail confirme un rôle d’Hnf1b dans le métabolisme cellulaire énergétique, pouvant expliquer une partie du phénotype des patients souffrant d’une mutation de ce facteur mais le plaçant aussi comme un régulateur de la réponse à l’agression en situation générale Le deuxième axe, thérapeutique, s’est intéressé aux anomalies de la voie de biosynthèse de novo du Nicotinamide Adénine Dinucléotide (NAD) à partir du tryptophane en contexte d’IRA. En comparant, par approche métabolomique ciblée, la composition des urines de patients développant ou non une IRA, après chirurgie cardiaque, nous avons pu confirmer dans un nombre plus important de patients, certaines anomalies observés dans des études antérieures. Néanmoins, à l’inverse d’observations publiées, une supplémentation en nicotinamide, précurseur alternatif de la biosynthèse du NAD, ne permet pas de restaurer le stock intra-rénal de NAD ni d’améliorer les conséquences rénales d’une ischémie-reperfusion chez la souris. Ces résultats incitent à la prudence quant à l’efficacité attendue de ce traitement, en cours d’essai thérapeutique. Le troisième axe, diagnostique, s’est intéressé à l’identification de biomarqueurs urinaires permettant le diagnostic d’une IRA. Nous avons identifié, par approche peptidomique sur des urines prélevées précocement après chirurgie cardiaque, de nombreux peptides différentiellement présents en cas d’IRA. Leur combinaison en une signature permet un diagnostic précoce de l’AKI avec de bonnes performances (AUC = 0.79) dans divers contextes. La poursuite de ces analyses, avec utilisation de nouvelles approches (métabolomique) ou de combinaisons d’approches (multiomics, scores clinico-biologiques), donnent déjà de bons résultats accroissant encore ce bénéfice diagnostique avec même un potentiel prédictif. Bien que préliminaire et difficilement transposable en l’état à la pratique, ce type d’approche offre des perspectives intéressantes dans le diagnostic et la prédiction de cette affection. Ce travail de thèse, a permis de mettre en évidence de nouveaux éléments utiles concernant la physiopathologie, le traitement et le diagnostic de l’IRA.Acute Kidney Injury (AKI), defined as an abrupt decrease in glomerular filtration rate, is associated with an increased rate of death and chronic kidney disease. Its pathophysiology remains elusive but includes metabolic maladaptation of the kidney tubule cells. This maladaptation results in cell death that accounts in part for the observed tissular lesions. AKI is often missed or only detected at a late stage, also because of suboptimal diagnostic criteria. These shortcomings preclude the development of effective treatment and early detection despite years of active research. My thesis project explored the pathophysiology, therapy and diagnosis of AKI. The first part of my work addressed the role of transcription factor Hepatocyte nuclear factor 1b (HNF-1b) in the cell metabolism of tubular epithelial cells. Hnf1b invalidation in a mouse proximal tubule cell line induced a metabolic switch associated to a reduced mitochondrial oxidative metabolism and increased glycolysis recapitulating what is observed in wild-type cells during hypoxic challenge. Hnf1b invalidation also induced wider metabolic changes such as alteration of phospholipid biosynthesis. This work unraveled a new role of HNF-1b by regulating the energetic metabolism, that could underlie some kidney phenotypes observed in HNF1B patients, but also prompts to consider HNF-1b as master regulator of epithelial response to aggression in a more general context. The second part of my thesis focused on the treatment of AKI. I studied the de novo biosynthetic pathway of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) in AKI. Using a targeted metabolomic strategy on urine samples, we confirmed previously published abnormalities in a large cohort of 167 patients. However, contrary to published literature, nicotinamide supplementation, an alternative precursor to tryptophan for NAD biosynthesis, was not able to either restore the intra-renal NAD stock, nor improve kidney outcomes after ischemia-reperfusion injury in mice. Although currently being evaluated in various clinical trials, our results encourage to remain cautious about benefit expected from such a treatment. The diagnosis of AKI was the third concern of my work. Using urinary peptidome analysis on early postoperative samples after cardiac surgery, we identified various peptides differentially abundant between AKI and non AKI patients. Their combination into a signature allowed early diagnosis of AKI (AUROC = 0.79) in this setting, but also in non-selected patients admitted to the ICU. Preliminary data show that their combination with clinical data and potentially with other omics traits (metabolites) are promising to further increase the predictive performance. Although currently not directly applicable in the clinical setting, this kind of approach offers new perspectives to diagnose AKI. This thesis work shed light on new useful elements about the pathophysiology, treatment and diagnosis of AKI

Insuffisance rénale aiguë : rôle du métabolisme, place du facteur de transcription HNF-1b et identification de nouveaux biomarqueurs diagnostiques

Acute Kidney Injury (AKI), defined as an abrupt decrease in glomerular filtration rate, is associated with an increased rate of death and chronic kidney disease. Its pathophysiology remains elusive but includes metabolic maladaptation of the kidney tubule cells. This maladaptation results in cell death that accounts in part for the observed tissular lesions. AKI is often missed or only detected at a late stage, also because of suboptimal diagnostic criteria. These shortcomings preclude the development of effective treatment and early detection despite years of active research. My thesis project explored the pathophysiology, therapy and diagnosis of AKI. The first part of my work addressed the role of transcription factor Hepatocyte nuclear factor 1b (HNF-1b) in the cell metabolism of tubular epithelial cells. Hnf1b invalidation in a mouse proximal tubule cell line induced a metabolic switch associated to a reduced mitochondrial oxidative metabolism and increased glycolysis recapitulating what is observed in wild-type cells during hypoxic challenge. Hnf1b invalidation also induced wider metabolic changes such as alteration of phospholipid biosynthesis. This work unraveled a new role of HNF-1b by regulating the energetic metabolism, that could underlie some kidney phenotypes observed in HNF1B patients, but also prompts to consider HNF-1b as master regulator of epithelial response to aggression in a more general context. The second part of my thesis focused on the treatment of AKI. I studied the de novo biosynthetic pathway of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) in AKI. Using a targeted metabolomic strategy on urine samples, we confirmed previously published abnormalities in a large cohort of 167 patients. However, contrary to published literature, nicotinamide supplementation, an alternative precursor to tryptophan for NAD biosynthesis, was not able to either restore the intra-renal NAD stock, nor improve kidney outcomes after ischemia-reperfusion injury in mice. Although currently being evaluated in various clinical trials, our results encourage to remain cautious about benefit expected from such a treatment. The diagnosis of AKI was the third concern of my work. Using urinary peptidome analysis on early postoperative samples after cardiac surgery, we identified various peptides differentially abundant between AKI and non AKI patients. Their combination into a signature allowed early diagnosis of AKI (AUROC = 0.79) in this setting, but also in non-selected patients admitted to the ICU. Preliminary data show that their combination with clinical data and potentially with other omics traits (metabolites) are promising to further increase the predictive performance. Although currently not directly applicable in the clinical setting, this kind of approach offers new perspectives to diagnose AKI. This thesis work shed light on new useful elements about the pathophysiology, treatment and diagnosis of AKI.L’insuffisance rénale aigue (IRA), définie comme une altération brutale de la fonction de filtration rénale, est un véritable problème de santé publique par sa fréquence et son importante morbi-mortalité. La physiopathologie de ce syndrome est encore incomplètement comprise mais elle implique une adaptation métabolique insuffisante de l’épithélium tubulaire rénal dont les mécanismes régulateurs ne sont pas complètement connus. Ce déficit d’adaptation est à l’origine d’une souffrance cellulaire expliquant en partie les lésions tissulaires. De plus, ce syndrome est souvent ignoré ou identifié trop tardivement, en raison de critères diagnostiques imparfaits. Ces lacunes expliquent qu’il n’existe à l’heure actuelle aucun traitement spécifique efficace. Mon travail de thèse s’est organisé autour de ces trois problématiques : physiopathologique, thérapeutique et diagnostique.Le premier axe de mon travail, physiopathologique, a évalué le rôle du facteur de transcription Hepatocyte Nuclear Factor 1 β (HNF-1β) dans la régulation du métabolisme, notamment énergétique, au sein de l’épithélium tubulaire rénal. Nous avons démontré que l’invalidation de ce facteur de transcription dans une lignée tubulaire proximale murine, induit une réorientation du métabolisme énergétique en conditions basales, avec réduction du métabolisme oxydatif mitochondrial et augmentation de la glycolyse, sans d’autre explication que la modulation de PGC-1α. Ces anomalies, proches de celles induites par l’hypoxie dans les cellules sauvages, ne permettent pas d’adaptation supplémentaire des cellules invalidées à un stress. L’invalidation d’Hnf1b induit également des modifications métaboliques au-delà de la production énergétique à l’image de la synthèse des phospholipides, potentiellement en lien avec un régulation directe de la choline kinase-α. Ce travail confirme un rôle d’Hnf1b dans le métabolisme cellulaire énergétique, pouvant expliquer une partie du phénotype des patients souffrant d’une mutation de ce facteur mais le plaçant aussi comme un régulateur de la réponse à l’agression en situation générale Le deuxième axe, thérapeutique, s’est intéressé aux anomalies de la voie de biosynthèse de novo du Nicotinamide Adénine Dinucléotide (NAD) à partir du tryptophane en contexte d’IRA. En comparant, par approche métabolomique ciblée, la composition des urines de patients développant ou non une IRA, après chirurgie cardiaque, nous avons pu confirmer dans un nombre plus important de patients, certaines anomalies observés dans des études antérieures. Néanmoins, à l’inverse d’observations publiées, une supplémentation en nicotinamide, précurseur alternatif de la biosynthèse du NAD, ne permet pas de restaurer le stock intra-rénal de NAD ni d’améliorer les conséquences rénales d’une ischémie-reperfusion chez la souris. Ces résultats incitent à la prudence quant à l’efficacité attendue de ce traitement, en cours d’essai thérapeutique. Le troisième axe, diagnostique, s’est intéressé à l’identification de biomarqueurs urinaires permettant le diagnostic d’une IRA. Nous avons identifié, par approche peptidomique sur des urines prélevées précocement après chirurgie cardiaque, de nombreux peptides différentiellement présents en cas d’IRA. Leur combinaison en une signature permet un diagnostic précoce de l’AKI avec de bonnes performances (AUC = 0.79) dans divers contextes. La poursuite de ces analyses, avec utilisation de nouvelles approches (métabolomique) ou de combinaisons d’approches (multiomics, scores clinico-biologiques), donnent déjà de bons résultats accroissant encore ce bénéfice diagnostique avec même un potentiel prédictif. Bien que préliminaire et difficilement transposable en l’état à la pratique, ce type d’approche offre des perspectives intéressantes dans le diagnostic et la prédiction de cette affection. Ce travail de thèse, a permis de mettre en évidence de nouveaux éléments utiles concernant la physiopathologie, le traitement et le diagnostic de l’IRA

Ibrutinib does not prevent kidney fibrosis following acute and chronic injury

Abstract Recent studies suggested that ibrutinib, a Bruton tyrosine kinase (BTK) inhibitor, developed for the treatment of chronic lymphocytic leukemia, may prevent NLRP3 inflammasome activation in macrophages, IL-1β secretion and subsequent development of inflammation and organ fibrosis. The role of NLRP3 has been underlined in the various causes of acute kidney injury (AKI), a pathology characterized by high morbimortality and risk of transition toward chronic kidney disease (CKD). We therefore hypothesized that the BTK-inhibitor ibrutinib could be a candidate drug for AKI treatment. Here, we observed in both an AKI model (glycerol-induced rhabdomyolysis) and a model of rapidly progressive kidney fibrosis (unilateral ureteral obstruction), that ibrutinib did not prevent inflammatory cell recruitment in the kidney and fibrosis. Moreover, ibrutinib pre-exposure led to high mortality rate owing to severer rhabdomyolysis and AKI. In vitro, ibrutinib potentiated or had no effect on the secretion of IL-1β by monocytes exposed to uromodulin or myoglobin, two danger-associated molecule patterns proteins involved in the AKI to CKD transition. According to these results, ibrutinib should not be considered a candidate drug for patients developing AKI

The tryptophan pathway and nicotinamide supplementation in ischaemic acute kidney injury

International audienceAbstract Background Down-regulation of the enzymes involved in tryptophan-derived nicotinamide (NAM) adenine dinucleotide (NAD+) production was identified after acute kidney injury (AKI), leading to the hypothesis that supplementation with NAM may increase the kidney NAD+ content, rescuing tryptophan pathways and subsequently improving kidney outcomes. Methods Urinary measurement of tryptophan and kynurenin using liquid chromatography–mass spectrometry metabolomics was used in a cohort of 167 cardiac bypass surgery patients along with tests for correlation to the development of postoperative AKI. A mouse model of ischaemic AKI using ischaemia–reperfusion injury (bilateral clamping of renal arteries for 25 min) was also used. Results We identified a significant decrease in urinary tryptophan and kynurenin in patients developing AKI, irrespective of the Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) stage. Although a significant difference was observed, tryptophan and kynurenin moderately discriminated for the development of all AKI KDIGO stages {area under the curve [AUC] 0.82 [95% confidence interval (CI) 0.75–0.88] and 0.75 [0.68–0.83], respectively} and severe KDIGO Stages 2–3 AKI [AUC 0.71 (95% CI 0.6–0.81) and 0.66 (0.55–0.77), respectively]. Sparked by this confirmation in humans, we aimed to confirm the potential preventive effect of NAM supplementation in wild-type male and female C57BL/6 mice subjected to ischaemic AKI. NAM supplementation had no effect on renal function (blood urea nitrogen at Day 1, sinistrin–fluorescein isothiocyanate glomerular filtration rate), architecture (periodic acid–Schiff staining) and injury or inflammation (kidney injury molecule 1 and IL18 messenger RNA expression). In addition, NAM supplementation did not increase post-AKI NAD+ kidney content. Conclusion Notwithstanding the potential role of NAM supplementation in the setting of basal NAD+ deficiency, our findings in mice and the reanalysis of published data do not confirm that NAM supplementation can actually improve renal outcomes after ischaemic AKI in unselected animals and probably patients

Hepatocyte nuclear factor‐1β shapes the energetic homeostasis of kidney tubule cells

International audienceEnergetic metabolism controls key steps of kidney development, homeostasis, and epithelial repair following acute kidney injury (AKI). Hepatocyte nuclear factor-1β (HNF-1β) is a master transcription factor that controls mitochondrial function in proximal tubule (PT) cells. Patients with HNF1B pathogenic variant display a wide range of kidney developmental abnormalities and progressive kidney fibrosis. Characterizing the metabolic changes in PT cells with HNF-1β deficiency may help to identify new targetable molecular hubs involved in HNF1B-related kidney phenotypes and AKI. Here, we combined 1 H-NMR-based metabolomic analysis in a murine PT cell line with CrispR/Cas9-induced Hnf1b invalidation (Hnf1b-/- ), clustering analysis, targeted metabolic assays, and datamining of published RNA-seq and ChIP-seq dataset to identify the role of HNF-1β in metabolism. Hnf1b-/- cells grown in normoxic conditions display intracellular ATP depletion, increased cytosolic lactate concentration, increased lipid droplet content, failure to use pyruvate for energetic purposes, increased levels of tricarboxylic acid (TCA) cycle intermediates and oxidized glutathione, and a reduction of TCA cycle byproducts, all features consistent with mitochondrial dysfunction and an irreversible switch toward glycolysis. Unsupervised clustering analysis showed that Hnf1b-/- cells mimic a hypoxic signature and that they cannot furthermore increase glycolysis-dependent energetic supply during hypoxic challenge. Metabolome analysis also showed alteration of phospholipid biosynthesis in Hnf1b-/- cells leading to the identification of Chka, the gene coding for choline kinase α, as a new putative target of HNF-1β. HNF-1β shapes the energetic metabolism of PT cells and HNF1B deficiency in patients could lead to a hypoxia-like metabolic state precluding further adaptation to ATP depletion following AKI

Spectrum of Kidney Disorders Associated with T-Cell Immunoclones

Large granular T-cell leukemia is a clonal hematological condition often associated with autoimmune disorders. Whether small-sized T-cell clones that are otherwise asymptomatic can promote immune kidney disorders remains elusive. In this monocentric retrospective cohort in a tertiary referral center in France, we reviewed characteristics of 29 patients with T-cell clone proliferation and autoimmune kidney disorders. Next-generation sequencing of the T-cell receptor of circulating T-cells was performed in a subset of patients. The T-cell clones were detected owing to systematic screening (mean count 0.32 × 109/L, range 0.13–3.7). Strikingly, a common phenotype of acute interstitial nephropathy was observed in 22 patients (median estimated glomerular filtration rate at presentation of 22 mL/min/1.73 m2 (range 0–56)). Kidney biopsies showed polymorphic inflammatory cell infiltration (predominantly CD3+ T-cells, most of them demonstrating positive phospho-STAT3 staining) and non-necrotic granuloma in six cases. Immune-mediated glomerulopathy only or in combination with acute interstitial nephropathy was identified in eight patients. Next-generation sequencing (n = 13) identified a major T-cell clone representing more than 1% of the T-cell population in all but two patients. None had a mutation of STAT3. Twenty patients (69%) had two or more extra-kidney autoimmune diseases. Acute interstitial nephropathies were controlled with corticosteroids, cyclosporin A, or tofacitinib. Thus, we showed that small-sized T-cell clones (i.e., without lymphocytosis) undetectable without specific screening are associated with various immune kidney disorders, including a previously unrecognized phenotype characterized by severe inflammatory kidney fibrosis and lymphocytic JAK/STAT activation

Prognostic Factors in Anti-glomerular Basement Membrane Disease: A Multicenter Study of 119 Patients

International audienceWe report the overall and renal outcome in a French nationwide multicenter cohort of 119 patients with anti-glomerular basement membrane (anti-GBM) disease. Sixty-four patients (54%) had an exclusive renal involvement, 7 (6%) an isolated alveolar hemorrhage and 48 (40%) a combined renal and pulmonary involvement. Initial renal replacement therapy (RRT) was required in 78% of patients; 82% received plasmapheresis, 82% cyclophosphamide, and 9% rituximab. ANCA positive (28%) patients were older (70 vs. 47 years, p < 0.0001), less frequently smokers (26 vs. 54%, p = 0.03), and had less pulmonary involvement than ANCA- patients. The 5 years overall survival was 92%. Risk factors of death (n = 11, 9.2%) were age at onset [HR 4.10 per decade (1.89–8.88) p = 0.003], hypertension [HR 19.9 (2.52–157 0.2) p = 0.005], dyslipidemia [HR 11.1 (2.72–45) p = 0.0008], and need for mechanical ventilation [HR 5.20 (1.02–26.4) p = 0.047]. The use of plasmapheresis was associated with better survival [HR 0.29 (0.08–0.98) p = 0.046]. At 3 months, 55 (46%) patients had end-stage renal disease (ESRD) vs. 37 (31%) ESRD-free and 27 (23%) unevaluable with follow-up < 3 months. ESRD patients were older, more frequently female and had a higher serum creatinine level at presentation than those without ESRD. ESRD-free survival was evaluated in patients alive without ESRD at 3 months (n = 37) using a landmark approach. In conclusion, this large French nationwide study identifies prognosis factors of renal and overall survival in anti-GBM patients