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Regulated secretion and role of urinary nanovesicles

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Des exosomes urinaires comme biomarqueurs de la néphropathie

Les exosomes sont de petites vésicules membranaires sécrétées par une grande variété de types de cellule et contenant différentes macromolécules comme des protéines et du matériau génétique. Des scientifiques européens ont étudié la façon dont les exosomes urinaires pourraient être exploités pour obtenir des informations uniques sur l’état et le fonctionnement des reins.

Recherche fondamentale
Santé

De nouveaux rapports soulignent l’importance de la libération des exosomes dans la sécrétion de protéines, la présentation des antigènes et le transfert de pathogènes, ainsi que dans la communication intercellulaire. La recherche sur les exosomes a jusqu’à présent contribué à identifier les biomarqueurs associés au cancer. Les exosomes urinaires contiennent des protéines caractéristiques de toutes les cellules épithéliales confrontées à l’espace urinaire, notamment des protéines impliquées dans les maladies rénales. Toutefois, leur potentiel diagnostique a été largement sous-étudié.

L’analyse protéomique des exosomes urinaires et rénaux

Entrepris avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, le projet Exosomes, financé par l’UE, a étudié la composition et le rôle des exosomes urinaires. «Notre objectif consistait à découvrir de nouveaux biomarqueurs chez les exosomes urinaires pour le diagnostic non invasif de la néphropathie», explique Robert Fenton, coordinateur du projet et professeur de biologie cellulaire moléculaire à l’université d’Aarhus. Les chercheurs ont utilisé la protéomique qualitative et quantitative combinée à une bioinformatique extensive pour étudier les exosomes urinaires et rénaux dans des conditions normales et physiopathologiques. Au final, ils ont découvert que les exosomes urinaires pouvaient, dans une certaine mesure, refléter les changements physiologiques du rein. Ils ont également généré une base de données complète de protéomes sur les exosomes urinaires et rénaux indiquant différentes conditions physiopathologiques. Cette base de données pourrait à l’avenir faciliter la découverte de biomarqueurs ciblés. L’étude de la régulation de la sécrétion des exosomes a dévoilé l’ubiquitination de la modification post-traductionnelle comme une exigence absolue pour trier les protéines dans les exosomes. Par opposition, l’élimination des fragments d’ubiquitine des protéines ne constituait pas une étape essentielle dans la formation des exosomes.

L’importance clinique des résultats du projet Exosomes

Les biomarqueurs ont le potentiel de faciliter le diagnostic et le traitement des patients atteints de diverses formes de néphropathie. En raison de restriction éthiques associées à l’utilisation de reins humains, la recherche sur les biomarqueurs rénaux s’est largement appuyée sur des biopsies obtenues auprès de patients atteints d’insuffisance rénale tardive. Toutefois, cette approche ne peut pas fournir d’informations fiables sur la fonction des reins normaux ou sur l’apparition précoce d’une néphropathie. Le protéome urinaire a été suggéré comme source alternative pour découvrir des biomarqueurs rénaux en raison de sa nature non invasive et de sa simplicité de traitement, mais il contient des protéines du plasma et de l’ensemble du tractus génito-urinaire. Les exosomes urinaires constituent une approche plus ciblée que l’urine non fractionnée pour découvrir des biomarqueurs. Le projet Exosomes a démontré que les exosomes urinaires peuvent refléter l’état du rein et ainsi être exploités pour le diagnostic et le suivi des résultats du traitement chez les patients. Les chercheurs du projet Exosomes collaborent actuellement avec des cliniciens australiens pour étudier les exosomes urinaires de patients atteints d’aldostéronisme primaire (AP), une maladie qui entraîne une pression artérielle élevée. Avec un financement supplémentaire de sources internationales, ils entreprennent un profilage à grande échelle et une protéomique quantitative pour identifier les biomarqueurs des exosomes urinaires chez les patients atteints d’AP. Les progrès technologiques notables récents ont fait de la protéomique une ressource très populaire dans la recherche sur le rein. L’utilisation de l’analyse protéomique pour étudier les exosomes urinaires constitue une nouvelle méthode puissante pour étudier les mécanismes de la fonction rénale dans la santé et la maladie. Robert Fenton souligne qu’un «grand nombre d’échantillons et une méthodologie normalisée pour l’analyse à haut débit sont nécessaires pour rationaliser le processus de diagnostic et de découverte de biomarqueurs». Il espère néanmoins que les biomarqueurs des exosomes amélioreront le diagnostic de la néphropathie qui représente un grand risque pour la santé de millions de personnes dans le monde.

Mots‑clés

Exosomes, exosome urinaire, biomarqueur, néphropathie, protéomique, aldostéronisme primaire (AP)

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