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Le glomérule est essentiel pour la filtration du sang en limitant le passage des grosses molécules à travers la barrière de filtration glomérulaire 1,2. Le glomérule contient quatre types de cellules: les cellules épithéliales pariétales, les podocytes (cellules épithéliales viscérales), les cellules endothéliales glomérulaires (GEC) et les cellules mésangiales3. L’endothélium glomérulaire est caractérisé par une structure vasculaire unique, selon la présence de fenestrae nécessaires pour de grands volumes de filtration4. La surface apicale de l’endothélium glomérulaire est recouverte d’une couche de glycocalyx chargée négativement et d’une couche appelée couche de surface endothéliale qui crée un espace entre l’endothélium et le sang. Cette structure assure une sélectivité de charge élevée limitant le passage des molécules chargées négativement telles que l’albumine et empêchant l’adhésion leucocytaire et plaquettaire5.
Les GEC sont très sensibles aux changements métaboliques, tels que l’hyperglycémie associée au milieu diabétique. En effet, le diabète entraîne une circulation accrue des substances nocives, la saturation des voies métaboliques du glucose, et une perturbation de l’équilibre redoxcellulaire 3,6. De plus, l’augmentation des espèces réactives de l’oxygène induit un dysfonctionnement mitochondrial, ce qui affecte la fonction endothéliale7.
L’objectif global du protocole actuel est d’isoler les cellules endothéliales glomérulaires immortalisées présentant des caractéristiques mitochondriales fluorescentes. En effet, la culture cellulaire des GEC primaires a un cycle prolifératif limité et une sénescence précoce8. De plus, la présence de mitochondries fluorescentes aide à examiner les événements de fission et de fusion en réponse à l’hyperglycémie ou à tout autre traitement. Comme méthode alternative, d’autres laboratoires ont utilisé h-TERT pour immortaliser les cellules in vitro9.
La méthode décrite ici permet d’isoler des cellules endothéliales glomérulaires mitoDendra2 immortalisées sous condition chez des animaux âgés de 4 à 6 semaines (Figure 1). Ce protocole détaillé décrit l’utilisation de souris transgéniques (H-2K b-tsA58) hébergeant le gène 10,11 du grand antigène tumoral du virus simien 40 (SV40 TAg) pour générer des cellules thermolabiles immortalisées sous condition. Le produit du gène TAg tsA58 est fonctionnel à la température permissive de 33 °C sous le contrôle du promoteur flanquant 5' inductible du gène H-2Kb de la souris, qui est augmenté au-dessus des niveaux basaux lors de l’exposition à l’interféron gamma (IFNγ), maintenant ainsi le phénotype de prolifération conditionnelle12. H-2Kb se dégrade rapidement à la température non permissive de 37 °C en l’absence d’IFNγ, supprimant la fonction immortalisant du tsA58Tag dans les cellules et permettant aux cellules de développer un phénotype 13,14,15 plus différencié. Le croisement optionnel de souris transgéniques H-2Kb-tsA58 avec des souris PhAM, qui expriment un Dendra2-vert spécifique aux mitochondries (sous-unité VIII de la cytochrome c oxydase), permet la détection en direct de mitochondries fluorescentes16. La fluorescence verte Dendra2 passe à la fluorescence rouge après exposition à un laser 405 nm16. Lorsque les mitochondries fusionnent après photo-commutation, elles forment des formes allongées qui apparaissent jaunes à cause de l’échange de matière verte et jaune ou apparaissent rouges lorsqu’elles subissent une fission 7,17. Les mitoDendra2-GECs sont un excellent outil pour étudier les réponses cellulaires des mitochondries GEC à différents stimuli.