Identifier les cellules progénitrices dans le rein adulte

L’épithélium rénal assure des fonctions structurales et métaboliques cruciales qui permettent de filtrer le plasma sanguin afin d’éliminer les déchets de l’organisme dans les urines. L’ultrafiltration rénale dépend de l’intégrité de cellules épithéliales du glomérule rénal nommées podocytes. Ces cellules hautement spécialisées sont lésées chez 90% des patients souffrant de maladies chroniques rénales et leur faible capacité de régénération conduit à terme au développement d’insuffisance rénale terminale. Toutefois, des résultats récents montrent qu’une induction forte et transitoire de l’expression de la télomérase dans le rein de souris adulte stimule des cellules progénitrices dans le rein et provoque une régénération efficace des podocytes. Ces données ont été obtenues grâce à l’analyse de souris transgéniques permettant de surexprimer la télomérase de manière contrôlée dans l’organisme adulte. Dans ce projet, nous allons utiliser ce modèle de régénération forcée des podocytes afin de caractériser les cellules progénitrices rénales et définir la trajectoire moléculaire de ces cellules lors du processus de régénération. La complétion du projet présenté ici permettra d’éclaircir les mécanismes responsables du renouvellement de l’épithélium rénal, et fournira des connaissances cruciales pour le développement de stratégies thérapeutiques permettant de traiter les patients atteints de maladies rénales.

Les résultats générés par ce PEA permettront de caractériser les les cellules progénitrices des podocytes. Suite à ce travail, nous pourrons déterminer si et comment ces cellules sont perturbées dans des modèles de maladie rénale chronique et lors du vieillissement ce qui permettra à terme de tester des approches thérapeutiques innovantes visant à stimuler ou à restaurer la fonction de ces cellules en conditions pathologiques.

Les animaux vont être traités à la doxycycline dans l’eau de boisson. Cette eau de boisson est additionnée de sucre afin d’atténuer le goût amer de la doxycycline et de favoriser l’hydratation des animaux. Ce traitement durera 10 à 20 jours (les jours de traitement à la doxycycline sont numérotés de D0 à D20). Le traitement à la doxycycline sera interrompu dès que l’analyse des urines des animaux montre une protéinurie de 10 mg/mL. Ces souris seront alors soumises à une période de récupération (au cours de cette période, les jours sont numérotés de R1 à R20) dont la durée varie en fonction des groupes d’animaux : sacrifice le jour de l’arrêt de la doxycycline (R0), sacrifice 5 jours après arrêt de la doxycycline (R5), sacrifice 8 jours après arrêt de la doxycycline (R8), sacrifice 11 jours après arrêt de la doxycycline (R11), sacrifice 14 jours après arrêt de la doxycycline (R14), sacrifice 17 jours après arrêt de la doxycycline (R17), sacrifice 20 jours après arrêt de la doxycycline (R20).

Modèle murin employé : souris double transgéniques permettant de surexprimer de manière conditionnelle la télomérase chez la souris adulte. L’expression de la télomérase dans ces souris doubles transgéniques est induite par administration de doxycycline dans l’eau de boisson des animaux. Ces souris sont inductibles et ne présentent pas de phénotype dommageable tant que l’expression du transgène n’est pas induite. Le phénotype engendré par l’induction de la surexpression de la télomérase dans les reins est caractérisé par une protéinurie élevée observable environ 10-20 jours après le début du traitement à la doxycycline. Si la surexpression de la télomérase est maintenue, les animaux développent une insuffisance rénale causant la mort dès 70 jours de traitement. Ici, la surexpression de la télomérase sera interrompue dès que les animaux présentent une protéinurie élevée, environ 10-20 jours après le début du traitement à la doxycycline : un temps suffisant pour stimuler les cellules souches rénales, mais pour lequel les animaux ne montrent pas d’insuffisance rénale pouvant entrainer la mort de l’animal. Nous utiliserons comme animaux témoins, des souris issues des mêmes portées que les souris expérimentales mais qui ne sont pas doubles transgéniques (souris simples transgéniques).

Les 48 animaux destinés aux analyses par scRNA-seq seront sacrifiés selon la procédure sans réveil n°2. Les autres animaux de la procédure n°1 seront tous sacrifiés par dislocation cervicale à l’issue de cette procédure expérimentale.

La réalisation du projet présenté permettra d’acquérir des connaissances fondamentales sur la régulation des processus biologiques impliqués dans l’homéostasie et la régénération des tissus chez le mammifère adulte. Ainsi, la souris apparaît comme un excellent modèle pour élucider ces mécanismes car elle présente de grandes similitudes génétiques et physiologiques avec l’Homme. De plus, nous proposons dans le cadre de ce projet d’utiliser des modèles de souris génétiquement modifiées déjà disponibles au sein de notre animalerie. Les souris représentent un modèle de choix du fait des nombreuses souches d’animaux génétiquement modifiées déjà générées dans les différents laboratoires permettant de répondre à la question scientifique posée dans le présent projet. Pour ce PEA, nous allons utiliser des animaux jeunes (2 à 6 mois). En effet, d’après nos résultats préliminaires, c’est dans cette classe d’âge que la régénération des podocytes est la plus efficace chez les souris i-TERTci.