Rôle du stress oxydant induit par les monoamine oxydases dans la fibrose rénale : étude in vivo dans un modèle d'ischémie reperfusion chez le rat

Role of oxydative stress induced by monoamine oxidase in renal fibrosis : an in vivo model of ischemia reperfusion in rats

• Auteur / Autrice : Rana Youssef Chaaya
• Direction : Jean-Loup Bascands
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Innovation pharmacologique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Monoamine oxydase

Ischémie rénale

Fibrose

Rein

Stress oxydatif

Mots clés libres

Monoamine oxydase

Ischémie

Reperfusion

Fibrose

Ciclosporine

Stress oxydant

Résumé

Le rejet du greffon constitue un problème majeur dans le domaine de la transplantation rénale. En effet, l'apparition de la fibrose interstitielle et de l'atrophie tubulaire (FIAT) au sein du rein greffé évoluent progressivement vers l'insuffisance rénale chronique entraînant la perte totale du greffon. De nombreux facteurs immunologiques et non-immunologiques sont impliqués dans la FIAT. Parmi les facteurs non-immunologiques, on trouve le stress oxydant produit par l'ischémie reperfusion (IR) et la néphrotoxicité des immunosuppresseurs comme la ciclosporine (CsA). Ce stress oxydant caractérisé par la production massive d'espèces réactives d'oxygène (EROs) est essentiellement produit par les enzymes mitochondriales ; les monoamines oxydases (MAOs). Les MAOs produisent le peroxyde d'hydrogène (H2O2) en catalysant la déamination oxydative des amines biogènes. Des travaux de notre laboratoire montrent que l'administration de la pargyline (Pg), un inhibiteur irréversible des MAOs, avant IR bloque la production excessive d'H2O2 et diminue la mort cellulaire dans la phase L'objectif de mon travail de thèse a été d'étudier l'implication du stress oxydant induit par les MAOs dans la fibrose rénale et d'évaluer si les effets protecteurs observés dans la phase aiguë se prolongeaient à plus long terme. Pour cela, nous avons utilisé un modèle animal mimant la FIAT chez des rats ayant subi une néphrectomie unilatérale suivie d'une IR et d'un traitement quotidien à la CsA (IR+CsA). Deux groupes ont reçu une dose unique de Pg avant ou après IR. Les rats ont été sacrifiés à 7, 14 et 28 jours après IR et, la fonction rénale, les altérations histologiques et l'expression de gènes impliqués dans les processus inflammatoires et fibrotiques a été évaluée. Nos résultats montrent que l'inhibition de la MAO par la Pg avant ou après IR améliore la fonction rénale et réduit significativement la nécrose et l'apoptose observée 7 jours après IR+CsA. A 28 jours, l'administration de la Pg avant IR diminue l'inflammation et l'expression du gène profibrosant TGF-(. Cet effet protecteur est accompagné par une diminution de la mort cellulaire, de l'accumulation des composants de la matrice extracellulaire et d'une diminution de l'expression des gènes antioxydants (SOD1, catalase) et inflammatoires (COX-2, LOX5). L'ensemble de ces modifications est associé à une inhibition de l'apparition de la FIAT à 28 jours post IR+CsA. En conclusion, nos résultats suggèrent fortement que l'inhibition de la MAO par un pré-traitement à la Pg puisse constituer une nouvelle cible thérapeutique inhibant l'apparition de la FIAT suite à la transplantation rénale.

The deterioration of the kidney graft is characterized by progressive renal dysfunction accompanied by interstitial fibrosis and tubular atrophy (IFTA). Immunological and non-immunological stress are the main cause of progression towards IFTA. During my PhD, we focused on the non-immunological injuries induced by ischemia-reperfusion (IR) and cyclosporin toxicity (CsA) which remain two stress factors putting a damper on the outcome of the renal graft. In the kidney, a major endogenous source of reactive oxygen species (ROS) is the mitochondrial enzyme, monoamine oxidase (MAO). Our previous works in the laboratory showed that the blockage of the MAOs by the administration of the irreversible MAO-inhibitor pargyline (Pg) prevents H2O2 production in the early reperfusion stage following IR. However, the role of these enzymes on renal function and chronic diseases has still not been elucidated. The aim of my PhD work was to clarify the role of MAO-induced oxidative stress in renal fibrosis and to investigate the protective effect of early MAO inhibition on renal structure and function on the long-term. Therefore, we used a rat model of IFTA consisting in unilateral nephrectomy followed by IR and daily CsA administration (IR +CsA). Two groups of rats received a single injection of Pg before or after IR. Animals were sacrificed at 7, 14 and 28 days after IR and renal function, histological alterations, inflammatory and fibrotic genes were evaluated. Our results showed that the blockage of MAO by Pg either before or after IR improved renal function on the time-period studied and reduced significantly tubular necrosis and apoptosis observed at 7 days after IR+CsA. The prevention of the oxidative stress by Pg administered before IR leads to a net decrease in inflammation associated to lower IL-1( and TNF-( genes expression, in TGF-(1 expression and in necrosis and apoptosis at 28 days post IR+CsA. This protective effect was accompanied by a significant decrease in the accumulation of the ECM from 7 days as well as the normalization of antioxidant (SOD1, catalase) and inflammatory (COX2, LOX5) genes expression leading to inhibit the appearance of IFAT 28 days after IR+CsA. In conclusion, our data strongly suggest that the blockage of MAO by pargyline pre-treatment may constitute an important new therapeutic target against IFTA progression during kidney transplantation.