Soutenance de thèse - Guanhan Yao

Targeting Kcnn4 for Treatment of Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease

Guanhan Yao

Directrice : Marie Trudel

En personne : 
Auditorium de l'IRCM
110, avenue des Pins O, H2W 1R7 Montreal

En ligne (Zoom) :
ID : 996 0775 0717
Code : 744703

Résumé

La polykystose rénale autosomique dominante (ADPKD) est la maladie rénale génétique la plus répandue, causée principalement par des mutations du gène PKD1. L'ADPKD se caractérise par la formation et l'élargissement progressifs de kystes rénaux bilatéraux, processus provoqués par des mécanismes cellulaires dérégulés tels que l'hyperprolifération médiée par l'AMPc et la sécrétion excessive de liquide. La croissance progressive des kystes about à l'insuffisance rénale à l'âge moyen de 50 ans. Le seul traitement médicamenteux approuvé pour l'ADPKD, le Tolvaptan, est efficace seulement chez un sous-ensemble de patients. D'autres candidats thérapeutiques restent donc à explorer. Comme la croissance des kystes dans l'ADPKD est en grande partie due à la sécrétion incontrôlée de liquide et à la prolifération cellulaire, de grands efforts ont été déployés pour identifier des cibles thérapeutiques potentielles dans la voie de sécrétion du liquide. Le modèle actuellement accepté exige une sécrétion active de chlorure par le canal ionique Cftr apical dans lumen du kyste. Le réapprovisionnement intracellulaire en chlorure s'effectue par une stimulation soutenue de la Nkcc1 basolatérale qui co-transporte le sodium et le potassium. Le sodium est probablement équilibré par la Na+-K+-ATPase. La façon dont le potassium est recyclé n'est pas complètement comprise. Nous avons supposé que le canal ionique de potassium activé par le calcium Kcnn4, un régulateur connu de la prolifération et du transport des fluides, pourrait être un candidat potentiel pour remplir ce rôle. Nous avons émis l'hypothèse que l'inhibition de Kcnn4 pourrait bloquer le recyclage du potassium et, par conséquent, réduire la sécrétion de liquide dans les kystes, retardant ainsi leur croissance. Pour évaluer le potentiel de Kcnn4 en tant que cible thérapeutique pour le traitement de l'ADPKD, nous avons ciblé Kcnn4 ex vivo et in vivo en utilisant des approches génétiques et pharmacologiques et nous avons évalué les indicateurs clés de la progression de la maladie tels que les indices kystiques, le niveau d'AMPc rénale et l'état prolifératif. Nous avons constaté que l'expression de Kcnn4 est systématiquement augmentée de 2 à 6 fois dans quatre modèles de souris orthologues de Pkd1 et d'environ 20 fois dans les reins humains atteints d'ADPKD. L'analyse ex vivo a démontré que les métanéphroi Pkd1-/- traités avec l'activateur Kcnn4 non seulement exacerbaient la croissance des kystes mais induisaient même des kystes dans les métanéphroi Pkd1+/+, par ailleurs non kystiques. Les métanéphroi Pkd1-/- ; Kcnn4-/- ont montré une réduction marquée de la formation et de la croissance des kystes par rapport aux métanéphroïdes Pkd1-/-. De plus, un inhibiteur non toxique de Kcnn4 a considérablement diminué la croissance des kystes et a même favorisé la régression des kystes Pkd1-/- établis. Parallèlement à l'augmentation de Kcnn4, l'analyse in vivo a également révélé une augmentation de 4 à 16 fois de l'AMPc rénale responsable de l’hyperactivation de la voie MAPK/ERK/c-Myc et de l'élongation ciliaire. In vivo l'inactivation génétique de Kcnn4 réduit nettement la croissance des kystes, comme le montre la réduction prononcée ou la normalisation du poids des reins, du nombre et de la surface des kystes, des niveaux d'AMPc, de la prolifération des cellules épithéliales rénales, de la fibrose, de la longueur ciliaire et de la signalisation MAPK/ERK/c-Myc. Il est important de noter que la fonction rénale et la survie ont été améliorées de façon frappante dans un modèle Pkd1 adulte après l'inactivation de Kcnn4. Notre essai de reconversion d'un inhibiteur de Kcnn4, le Senicapoc, a révélé une suppression significative des indices kystiques globaux, en accord avec les résultats de l'inactivation génétique de Kcnn4 in vivo. Dans l'ensemble, notre étude a mis en évidence un réseau pro-sécrétoire Cftr/Nkcc1/Na+-K+-ATPase/Kcnn4 hyperactif et dépendant de l'AMPc qui, lorsqu'il est perturbé par le ciblage de Kcnn4, limite considérablement la progression de la maladie. Nos données confirment que Kcnn4 est un régulateur majeur de la cystogenèse associée à Pkd1 par la modulation des processus induits par les kystes tels que la sécrétion de liquide, la prolifération et la fibrose. Ces résultats précliniques sont très prometteurs pour la réorientation du Senicapoc vers des essais cliniques sur l'ADPKD.