La transplantation rénale est le traitement optimal de l’insuffisance rénale terminale 1,2,3,4 ; Cependant, les reins transplantés sont souvent perdus prématurément, avec jusqu’à 50 % de perte de greffon 10 ans après la transplantation5. Les patients touchés ont une morbidité et une mortalité accrues et représentent un fardeau économique majeur pour les systèmes de santé6. L’une des principales causes de perte prématurée du greffon est la lésion subie par le greffon au moment de la transplantation, connue sous le nom de lésion d’ischémie-reperfusion (IRI). L’IRI est une lésion inévitable causée par une diminution du flux sanguin, suivie d’une reperfusion7. L’ischémie est caractérisée par une accumulation de succinate tissulaire, qui entraîne un flux d’électrons inverse dans la chaîne respiratoire mitochondriale, entraînant une production de superoxyde et des lésions ultérieures peu après la reperfusion8. L’IRI dans les organes transplantés augmente le risque de non-fonction primaire, de fonction retardée du greffon (DGF), de rejet et de résultats inférieurs du greffon 8,9. La DGF, définie comme la nécessité d’une dialyse dans la première semaine suivant la greffe9, est une manifestation d’IRIsévère 10. Histologiquement, la DGF associée à l’IRI se manifeste par une nécrose tubulaire aiguë (ATN) et une lésion de la microvascularisation. Sur le plan fonctionnel, il y a une diminution du débit de filtration glomérulaire (DFG) et de la production d’urine, caractéristiques de l’insuffisance rénale aiguë (IRA) dans l’allogreffe11. Malgré son importance, il n’existe actuellement aucun traitement pour l’IRA post-transplantation associée à l’ischémie-reperfusion. L’absence de traitements provient d’une compréhension incomplète des mécanismes de la maladie et d’un manque de marqueurs permettant d’identifier les patients les plus à risque de dysfonctionnement du greffon pendant les moments critiques où les lésions peuvent être réversibles12.
De plus en plus de preuves suggèrent que l’altération du métabolisme énergétique dans l’allogreffe médie l’IRA et pourrait être à l’origine de DGF 13,14,15. Les cellules rénales génèrent de l’énergie via deux mécanismes majeurs : la respiration mitochondriale et la glycolyse16. Dans l’IRI, la reperfusion entraîne un dysfonctionnement mitochondrial17. Par conséquent, la glycolyse devient la principale source d’énergie 13,18,19,20. Le décalage métabolique de l’IRI favorise la mort des cellules endothéliales tubulaires et microvasculaires, conduisant à l’IRA 21,22,23,24. Dans des travaux antérieurs, l’ATN a été associée à une augmentation de l’expression des enzymes glycolytiques et à une altération des niveaux de protéines mitochondriales25, conformément à l’IRI dans le greffon 13,18. De plus, dans un modèle d’autotransplantation rénale porcine, l’ischémie suivie d’un stockage au froid a entraîné une réduction des niveaux de protéines mitochondriales rénales et une augmentation de l’excrétion de lactate26. Dans l’ensemble, ces résultats renforcent l’importance clinique de la surveillance du phénotype métabolique des allogreffes rénales, même avant la greffe, car les caractéristiques métaboliques basales de l’allogreffe peuvent être prédictives d’un dysfonctionnement de l’allogreffe27.
Des modèles de prédiction clinique du risque à court terme de rejet et de perte d’allogreffe ont été développés28,29. Cependant, ces modèles manquent de précision et ne prennent pas en compte les caractéristiques moléculaires du greffon 30,31,32. Des études récentes ont cherché à répondre à ce besoin non satisfait en identifiant des modèles moléculaires au niveau tissulaire associés à des résultats inférieurs de la greffe, tels que le dysfonctionnement et le rejet de l’allogreffe 13,14,15,25,33,34. Ces études reposent sur des mesures moléculaires à l’état stationnaire au niveau du gène33, 34, 35, de la protéine25, 26 et du métabolite13,14, laissant une image incomplète du phénotype métabolique de l’allogreffe. Cette lacune dans les connaissances est en partie due à une incapacité à mesurer la fonction métabolique et l’état énergétique d’échantillons dérivés de reins à un moment donné. L’élaboration d’un protocole normalisé pour déterminer le phénotype métabolique des cellules rénales dérivées de la biopsie, qui pourrait potentiellement être traduit dans l’étude d’échantillons de patients, est justifiée. Cet article décrit un flux de travail unique pour évaluer la respiration mitochondriale (au moyen du taux de consommation d’oxygène), la glycolyse (taux d’acidification extracellulaire) et les niveaux intracellulaires d’ATP dans des suspensions de cellules rénales dérivées de la biopsie. La méthodologie a été optimisée à l’aide de carottes de biopsie rénale provenant de porcs mâles adultes en bonne santé. Pour faciliter la mise en œuvre clinique future, les carottes de biopsie ont été obtenues à l’aide d’une aiguille 18 G, comme dans les protocoles cliniques standard de prélèvement de greffes rénales36,37. Enfin, l’utilité de la mise en œuvre du protocole dans des conditions expérimentales discriminantes a été validée dans un modèle porcin d’auto-transplantation.