Identification des biomarqueurs de la néphropathie diabétique par transcriptomique

Le diabète de type 2 (DT2) est défini comme un groupe de maladies métaboliques caractérisées par une hyperglycémie chronique, résultant de défauts de sécrétion d'insuline, d'action de l'insuline ou des deux. Selon l'enquête nationale sur la santé 2012, au Mexique, environ 1 personne sur 10 est atteinte de DT2, mais il est important de mentionner que ces données ne reflètent que les sujets précédemment diagnostiqués avec la maladie, mais nous nous attendons à une multiplication par deux de ce nombre lorsque y compris les patients DT2 nouvellement diagnostiqués. De plus, la prévalence du DT2 dans les groupes d'âge plus jeunes a augmenté (25 % des cas de diabète au Mexique surviennent chez les jeunes adultes de moins de 43 ans), ce qui implique plus de 20 ans de vie avec la maladie. En conséquence, le DT2 se retrouve parmi les premières causes de décès, ce qui représente un fardeau sanitaire pour le pays.

Il a été estimé que plus de 40 % des personnes atteintes de diabète développeront une maladie rénale chronique (MRC), ce qui représente environ 40 % de tous les patients commençant une thérapie de remplacement rénal. À l'Instituto Mexicano del Seguro Social, la néphropathie figure parmi les cinq principales causes de soins médicaux dans les hôpitaux généraux de la région et dans les hôpitaux hautement spécialisés. Une étude à Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, a informé qu'une incidence de 35% de néphropathie a été observée chez les patients diabétiques. Cueto-Manzano et al. ont rapporté une incidence de 40 % de néphropathie précoce et de 29 % de néphropathie établie chez 756 patients diabétiques de Jalisco. Une autre étude au Mexique qui comprenait 3 609 patients diabétiques à Guanajuato, a rapporté 23,8% de néphropathie diabétique. Une étude récente menée dans l'État de Mexico, qui comprenait 44 458 sujets diagnostiqués avec le DT2, a enregistré la présence de néphropathie diabétique chez 9,1 % .

L'insuffisance rénale diabétique est rare si le diabète dure depuis moins d'une décennie. Les taux d'incidence les plus élevés de 3 % par an sont observés en moyenne 10 à 20 ans après l'apparition du diabète, après quoi le taux de néphropathie diminue. Il est important de dire qu'un patient diabétique depuis 20 à 25 ans sans signes cliniques de néphropathie diabétique a peu de chance de développer une telle complication. La progression du DT2 vers la néphropathie diabétique est devenue un problème de santé, non seulement pour les coûts pour le secteur de la santé, mais pour la détérioration de la qualité de vie du patient et les résultats.

Les principaux facteurs de risque de progression vers la néphropathie diabétique comprennent : l'hyperglycémie, la réponse aux médicaments et la longue durée du diabète, l'hypertension artérielle, l'obésité et la dyslipidémie. La plupart de ces facteurs sont modifiables par des médicaments ou des changements de style de vie. La prise en charge des facteurs de risque modifiables est donc une clé pour prévenir et retarder la dégradation de la fonction rénale. Le diagnostic précoce de la néphropathie diabétique est un autre élément essentiel de la prise en charge du diabète et de ses complications telles que la néphropathie. L'American Diabetes Association (ADA) recommande le dépistage systématique aux sujets diabétiques atteints de néphropathie diabétique progressive et d'IRC. Les directives les plus largement acceptées de la National Kidney Foundation impliquaient la mesure du débit de filtration glomérulaire (DFG) et des stades de l'IRC à l'aide de la créatinine sérique chez les patients. Cependant, du fait que la créatinine subit une sécrétion tubulaire en plus de la filtration glomérulaire et de son élimination extrarénale via le tractus gastro-intestinal, en particulier en cas d'insuffisance rénale avancée, le DFG pourrait être surestimé. En cas de DFG, les techniques sont accablantes du fait des méthodes invasives et certains marqueurs sont difficiles à manipuler. Un autre marqueur utilisé en clinique est la microalbuminurie, chez la plupart des patients, le premier signe de néphropathie diabétique est l'augmentation modérée de l'excrétion urinaire d'albumine, c'est-à-dire 30-300 mg/g de créatinine dans un échantillon d'urine (également appelée microalbuminurie). Les patients qui développent une macroalbuminurie (> 30 à 300 mg/g de créatinine) présentent un risque élevé de développer une néphropathie diabétique. Néanmoins, environ jusqu'à 40 % des patients présentant une albuminurie modérée reviennent à la normoalbuminurie. De plus, jusqu'à 50 % des patients atteints de diabète de type 1 ou de DT2 présentent une baisse de l'eGFR, malgré la présence d'une albuminurie modérée ou même d'une normoalbuminurie. Par conséquent, les marqueurs réels disponibles à la clinique sont inexacts, il est donc nécessaire d'identifier de nouveaux marqueurs capables de reconnaître les patients à haut risque de développer une néphropathie diabétique pour retarder la progression des complications en prenant les mesures adéquates.

La transcriptomique

Le développement de nouvelles technologies à l'ère de la génomique a permis d'accélérer les progrès de la biologie systémique et de générer des connaissances sur le développement, l'homéostasie et les maladies du rein. Dans ce contexte, les signatures transcriptomiques associées à des états pathologiques spécifiques peuvent fournir d'excellentes informations sur les mécanismes pathogènes et mettre en lumière des candidats biomarqueurs d'expression génique prioritaires . De plus, la comparaison des transcriptomes permet l'identification de gènes qui sont exprimés de manière différentielle dans des populations distinctes.

En général, la technologie RNA-Seq est très utile pour l'analyse de l'expression différentielle, dans laquelle on adopte couramment cinq étapes. Tout d'abord, les échantillons d'ARN sont fragmentés en petites séquences d'ADN complémentaires (ADNc) puis séquencés à partir d'une plateforme à haut débit. Deuxièmement, les petites séquences générées sont cartographiées sur un transcriptome. Troisièmement, les niveaux d'expression pour chaque gène ou isoforme sont estimés. Quatrièmement, les données mappées sont normalisées et, par ex. à l'aide de méthodes statistiques et d'apprentissage automatique, les gènes différentiellement exprimés (DEG) sont identifiés. Enfin, la pertinence des données produites est enfin évaluée à partir d'un contexte biologique.

Une étude récente d'O'Conell et al. ont identifié un ensemble de 13 gènes prédictifs du développement de la fibrose rénale à 1 an de greffe rénale, grâce à une analyse de l'expression par microréseau de biopsies de receveurs d'allogreffe rénale. Ainsi, les auteurs suggèrent que l'ensemble de 13 gènes pourrait être utilisé pour identifier les greffés rénaux à risque de perte d'allogreffe avant le développement de dommages irréversibles. Une étude de Ju et al. a révélé que le facteur de croissance épidermique (EGF), une protéine spécifique des tubules essentielle à la différenciation et à la régénération cellulaire, prédisait l'eGFR, tout au long de l'analyse du transcriptome sur des composants tubulointerstitiels microdisséqués de biopsies rénales humaines de patients atteints d'IRC. De plus, la quantité de protéine EGF dans l'urine (uEGF) a montré une corrélation significative avec l'ARNm intrarénal de l'EGF, la fibrose interstitielle/l'atrophie tubulaire, l'eGFR et le taux de perte d'eGFR, suggérant que l'uEGF pourrait être un bon prédicteur de la progression de l'IRC. Une autre étude a démontré que le profil des miARN sériques est affecté par l'hémodialyse, contribuant à l'hypofertilité et au risque accru de développement du cancer. Par conséquent, la transcriptomique pourrait fournir de meilleurs outils de diagnostic, des biomarqueurs pronostiques et des voies de signalisation propices au ciblage thérapeutique.