Déterminants et conséquences intra-rénales de la dérégulation du complément au cours de la glomérulopathie à dépôts de C3

Renal determinants and consequences of complement dysregulationin C3 glomerulopathy

• Auteur / Autrice : Marie-Sophie Meuleman
• Direction : Sophie Chauvet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance le 25/09/2024
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physiologie, Physiopathologie et Thérapeutique (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche des Cordeliers (Paris ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Dany Anglicheau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Camille Cohen, Viviane Gnemmi, Khalil El Karoui
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marie Frimat, Fadi Fakhouri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Voie alterne d'activation du complément

Néphrologie

Transcriptome

Complément (immunologie)

Glomérulopathies

Mots clés libres

Immunologie

Voie alterne du complément

Glomérulopathie à dépôts de C3

Néphrologie

Rein

Transcriptomique

Immunology

Complement alternative passkey

C3 glomerulopathy

Nephrology

Kidney

Transcriptomic

Résumé

La glomérulopathie à dépôts de C3 (GC3) est une glomérulopapthie rare liée à une dérégulation de la voie alterne du complément (VA), en particulier des deux enzymes clés de la cascade : les C3 et C5 convertases. Le plus souvent, elle est secondaire à l'acquisition d'un auto-anticorps ciblant la C3 convertase alterne. Plus rarement, on identifie des variants pathogènes dans les gènes codants pour les composants de la C3 convertase alterne (C3 et FB) ou les principaux régulateurs de la VA (FH et FI). La présentation clinique, histologique et immunologique (profil de biomarqueurs témoins de l'activation du complément) est hétérogène. La moitié des patients évolue vers l'insuffisance rénale terminale à 10 ans, les principaux facteurs pronostics de survie rénale sont cliniques et histologiques, non spécifiques à la GC3. Dans une première partie, nous avons caractérisé les anomalies génétiques des protéines du complément au sein de la cohorte française des GC3 en lien avec la présentation clinique, biologique et le pronostique rénal. Parmi les 398 patients ayant bénéficié d'une exploration génétique, 66 (17%) présentaient un variant rare de CFH, CFI ou C3 (75% classés pathogènes). Hormis la présence de microangiopathie thrombotique biologique, plus fréquente chez ceux avec variants de CFI, la présentation clinique n'était pas différente entre les groupes avec variants de CFH, CFI ou C3. Les patients porteurs de variants de CFH et CFI avaient une fréquence accrue de déficit quantitatif en FH et FI, sans différence dans les dosages de C3, C4, sC5b-9. Le pronostic rénal était moins bon dans le groupe avec variants (CFH, CFI ou C3) comparé aux patients sans variant. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés au lien entre le profil d'activation des convertases et la réponse immunitaire intrarénale. Dans une première cohorte de GC3 (n=42) nous avons démontré que la majorité présentait une activation intra-rénale de la voie finale commune du complément (VFC) reflétée par des dépôts de C5b-9. L'importance de l'activation corrélait avec la présentation histologique et le pronostic rénal (moins bon pronostic chez les patients avec l'activation la plus importante). Une analyse transcriptomique en bulk de biopsies rénales a identifié 301/847 gènes immuns up-régulés chez les GC3 comparés aux contrôles. A partir de ces données, un clustering non supervisé a individualisé 4 groupes. Un groupe se caractérisait à la fois par un enrichissement en populations immunes et fibroblastiques (déconvoluées), plus d'activation intrarenale de la VFC, une importante chronicité histologique et une moins bonne survie rénale.Dans une seconde cohorte de GC3 (n=47), nous avons démontré qu'il existait une compartimentalisation de l'infiltrat immun intrarénal avec une majorité de neutrophiles et macrophages dans les glomérules vs une majorité de lymphocytes B, T et macrophages dans l'interstitium. Les patients avec un infiltrat glomérulaire riche en neutrophiles présentaient davantage de stigmates biologiques d'activation systémique de la VA et de la VFC, plus d'activation intrarénale de la VFC et entraient plus rapidement en rémission que ceux avec une faible densité de neutrophiles glomérulaires. A l'inverse, il n'y avait pas d'association entre l'importance de l'infiltrat immun interstitiel et le profil d'activation du complément. Les glomérules riches en neutrophiles présentaient une surexpression de gènes impliqués dans le recrutement et l'activation des neutrophiles, et dans l'acquisition d'un phénotype mésangial profibroblastique (transcriptomique spatiale). Avec l'émergence des thérapeutiques inhibitrices du complément, la meilleure compréhension du lien entre profil d'activation du complément, réponse immune intra-rénale et expression phénotypique de la pathologie ouvre la voie à une prise en charge personnalisée de ces patients.

C3 glomerulopathy (C3G) is a rare glomerulopathy resulting from dysregulation of the complement alternative pathway (AP), particularly involving the two key enzymes of the cascade: the C3 and C5 convertases. Most often, it is secondary to the acquisition of an autoantibody targeting the alternative C3 convertase. More rarely, pathogenic variants are identified in the genes encoding the components of the alternative C3 convertase (C3 and FB) or the main regulators of the AP (FH and FI).The clinical, histological, and immunological presentation (biomarker profile indicating complement activation) is heterogeneous. Half of the patients progress to end-stage renal disease within 10 years; the main prognostic factors for renal survival are clinical and histological and are not specific of C3G.In the first part, we characterized the genetic abnormalities of complement proteins within the French cohort of C3G, in relation to clinical presentation, biological profile, and renal prognosis. Among the 398 patients who underwent genetic exploration, 66 (17%) had a rare variant in CFH, CFI, or C3 (75% classified as pathogenic). Aside from the presence of biological thrombotic microangiopathy, which was more frequent in those with CFI variants, the clinical presentation was not different between groups with CFH, CFI, or C3 variants. Patients with CFH and CFI variants had an increased frequency of quantitative deficiency in FH and FI, without differences in the levels of C3, C4, and sC5b-9. The renal prognosis was poorer in the group with variants (CFH, CFI, or C3) compared to patients without variants.In the second part, we explored the link between the profile of convertase activation and intrarenal immune response. In a first C3G cohort (n=42), we demonstrated that the majority had intrarenal activation of the complement terminal pathway (TP), reflected by C5b-9 deposits. The extent of activation correlated with histological presentation and renal prognosis (poorer prognosis in patients with the most significant activation). A bulk transcriptomic analysis of renal biopsies identified 301/847 upregulated immune genes in C3G compared to controls. From these data, unsupervised clustering identified four groups. One group was characterized by enrichment in immune and fibroblastic populations (deconvoluted), more intrarenal TP activation, significant histological chronicity, and poorer renal survival.In a second C3G cohort (n=47), we demonstrated compartmentalization of the intrarenal immune infiltrate with a majority of neutrophils and macrophages in the glomeruli versus a majority of B cells, T cells, and macrophages in the interstitium. Patients with a neutrophil-rich glomerular infiltrate exhibited more biological markers of systemic AP and TP activation, greater intrarenal TP activation, and entered remission more quickly than those with low glomerular neutrophil density. Conversely, there was no association between the extent of the interstitial immune infiltrate and the complement activation profile. Neutrophil-rich glomeruli showed overexpression of genes involved in neutrophil recruitment and activation and in acquiring a mesangial profibroblastic phenotype (spatial transcriptomics). With the emergence of complement inhibitory therapies, better understanding the link between complement activation profile, intrarenal immune response, and phenotypic expression of the pathology paves the way for personalized management of these patients.