Les canaux TRP sont exprimés dans plusieurs segments du néphron (Figure 11). Les canaux TRPCs sont présents au niveau du glomérule et des tubules rénaux. Plus spécifiquement, les canaux TRPC1 sont exprimés au niveau du mésenchyme glomérulaire, du tubule proximal, de l’anse de Henlé et des parties descendante et ascendante(Goel et al., 2006). Les canaux TRPC3 et TRPC6 sont principalement exprimés au niveau des podocytes et des cellules principales du tubule collecteur (Goel et al., 2006). Le canal TRPM6 est hautement exprimé dans le tubule contourné distal(Groenestege et al., 2006). Les membres de la famille des canaux TRPP sont retrouvés dans les cilia primaires des cellules épithéliales rénales au niveau du tubule contourné distal et du tubule collecteur(Hannaoka et al., 2004). TRPV1 est présent au niveau des neurones sensoriels du rein(Wimalawansa et al., 1996), TRPV4 est exprimé principalement dans les parties descendantes et ascendantes de la Hanse de Henlé ainsi qu’au niveau du tubule contourné distal(Tian et al., 2004), tandis que les canaux TRPV5 et TRPV6 sont exprimés au niveau du tubule contourné distal et de la portion corticale du tubule collecteur (Hoenderop et al., 2000). TRPM3 est majoritairement exprimé au niveau de l’épithélium du tubule collecteur(Lee et al., 2003).
67 Figure 11: Schémas présentant la distribution des canaux TRP au niveau des différentes sections du néphron. ATL : Portion fine ascendante de l’anse de Henlé, CD : tubule collecteur, CNT : tubules connecteurs, DCT tubule contourné distal, DTL : la portion fine descendante de l’anse de Henlé, G : glomérule, PT : tubule contourné proximal (D’après Woudenberg-Vrenken, Nat Rev Nephrol 2009)
68 5.1 L’implication des canaux TRPs dans la physiopathologie rénale
Plusieurs canaux ioniques et transporteurs sont cruciaux pour assurer les fonctions de filtration, de sécrétion et de réabsorption des électrolytes afin de maintenir une homéostasie. Dans les dernières années, plusieurs groupes de recherche se sont intéressés sur l’implication des canaux TRPs dans la filtration rénale. L’origine de cet intérêt a pris naissance suite à la découverte de plusieurs mutations au niveau des gènes codant pour trois types de canaux TRP différents impliqués dans la physiopathologie néphropathique(Guderman et al., 2005). Des mutations au niveau du gène PKD1 (qui code pour les canaux TRPP1) et PKD2 (codant pour les canaux TRPP2) surviennent avec une plus grande fréquence chez les individus atteints d’une complication rénale appelée : « polykystose rénale de type dominant » (Wu et al., 2000; Chang et al., 2008). Des mutations de type « perte de fonction » au niveau des canaux TRPM6 sont également associées avec une hypomagnésémie et une hypocalcémie secondaire (HSH), un désordre autosomal récessif(Schlingmann et al., 2002; Chubanov et al., 2004). Finalement, des mutations de type délétion ou substitution au niveau des gènes codant pour les canaux TRPC6 résultent en une forme héréditaire autosomale dominante de la glomérulosclérose focale et segmentaire (FSGS), une lésion affectant le glomérule qui mène à un niveau progressif de perte de la fonction rénale(Sonneveld et al., 2014).
5.2. Activité des canaux TRPC6 au niveau des podoctyes
Le glomérule rénal est une structure hautement spécialisée qui assure une filtration sélective du plasma afin de préserver les protéines essentielles dans le sang. Le glomérule se compose de trois couches: des cellules endothéliales du capillaire glomérulaire fenestré, la membrane basale glomérulaire (MBG) enrichie en glycosaminoglycanes chargés négativement, un réseau de cellules spécialisées, les podocytes, qui entourent via leurs processus pédicilaires les capillaires glomérulaires (Reiser et al., 2005). Les
69 podocytes sont des cellules épithéliales hautement différenciées qui recouvrent la couche externe de GBM (figure 12). L’espace entre les pédicelles forme le diaphragme de filtration (SD). La régulation de l’ouverture du diaphragme de filtration est assurée par l’élasticité réactionnelle des pédicelles assurée par la coordination et la régulation complexe du réseau de protéines en relation avec le cytosquelette des podocytes (Huber et al., 2001). L’interférence dans la régulation de ce complexe de protéines amène à l’effacement des pédicelles, diminution de l’efficacité du diaphragme de filtration et une protéinurie. Des lésions au niveau des podocytes ont été observées dans de nombreux modèles cellulaires humains et expérimentaux de maladies glomérulaires, notamment dans la maladie à changement minimal (MCD), glomérulosclérose segmentaire focale (FSGS), glomérulonéphrite membraneuse (MGN) et la néphropathie diabétique (Reiser et al., 2005).
Figure 12 : Micrographies électroniques à transmission des capillaires glomérulaires humains. Les flèches indiquent les fenestrations des cellules endothéliales du vaisseau sanguin, les triangles indiquent les fentes de filtration entre les pédicelles et les astérisques indiquent les filaments d'actine dans le cytoplasme des podocytes. GBM : Membrane basale glomérulaire (a) Normal : notez les filaments d’actine concentrés dans les processus podocytaires du pied. b) Effacement en états protéinuriques FSGS. (D’après Peter et al., 2010)
70 Les canaux TRPC6 sont fortement exprimés au niveau des podocytes et principalement au niveau des pédicelles. Dans les podocytes, l’activité des canaux TRPC6 est potentialisée de façon importante en réponse à des modifications de glycosylation et de phosphorylation, ou encore suite à des pressions mécaniques (Hisatsune et al., 2004; Dietrich et al., 2003). Alors que le canal lui-même n’est pas intrinsèquement mécanosensible, TRPC6 peut interagir avec la podocine, une protéine spécifique aux podocytes, pour acquérir des propriétés mécanosensibles(Huber et al., 2006). Cette réponse aux variations de pression a été démontrée par l’implication des canaux TRPC6 dans un complexe mettant en relation des protéines mécanosensibles incluant la néphrine(Reiser et al., 2005; Huber et al., 2001), NOX2(Kim et al., 2013), PLC~γ1(Kanda et al., 2011) et F-actin(Jiang et al., 2011). Une augmentation soutenue de la pression hydrostatique au niveau des capillaires glomérulaires peut causer des dommages au niveau des podocytes, menant à une protéinurie (Endlich et al., 2012). L’élévation de la pression sanguine, particulièrement en réponse à l’augmentation du niveau de l’angiotensine II circulante (Ang II), est déterminante dans le développement de la glomérulopathie rénal et aux symptômes de protéinurie (Ma et al., 2001).