L'émodine régule l'autophagie médiée par MiR-21 pour atténuer les dommages oxydatifs rénaux chez les souris atteintes de néphropathie diabétique
La néphropathie diabétique (DN) est la maladie glomérulaire secondaire grave la plus courante du diabète et la cause la plus fréquente d'insuffisance rénale chronique. L'excès de sucre dans le sang peut déclencher un stress oxydatif dans les reins, entraînant l'accumulation d'espèces réactives de l'oxygène (ERO) dans les cellules intrinsèques des reins. Cela peut causer des dommages oxydatifs aux podocytes, aux cellules endothéliales, aux cellules épithéliales tubulaires et aux cellules mésangiales, exacerbant l'apparition et le développement de la néphropathie diabétique. L'autophagie est un important mécanisme de dégradation interne qui maintient la stabilité de l'environnement intracellulaire dans les cellules eucaryotes. Elle agit en dégradant les protéines lysosomales, en éliminant les structures endommagées ou les protéines surexprimées et en participant au maintien du renouvellement et de l'homéostasie des cellules. Les processus pathologiques et physiologiques de la DN sont étroitement liés au stress du réticulum endoplasmique, au dysfonctionnement des mitochondries et à la réponse inflammatoire. L'autophagie élimine les protéines mal repliées et les organites endommagés, favorise la formation d'autophagosomes et la fusion des lysosomes par autophagie, et atténue le stress du réticulum endoplasmique et l'apoptose cellulaire. Les ROS générés par le stress oxydatif peuvent induire l'autophagie, qui peut éliminer les radicaux libres et atténuer les dommages causés par le stress oxydatif aux tissus et cellules rénaux. L'autophagie est un mécanisme de survie important pour les cellules. L'induction efficace de l'autophagie et le contrôle du processus inflammatoire sont des stratégies efficaces pour traiter la DN.

Ces dernières années, des études ont montré que les microARN (miARN) sont exprimés de manière anormale chez les patients atteints de DN et participent à des processus pathologiques tels que l'agrégation de la matrice extracellulaire mésangiale (ECM) et les lésions podocytaires, en particulier le microARN-21 (miR-21), qui est devenu un sujet de recherche brûlant. MiR-21 est largement présent et régule la différenciation, la prolifération et l'apoptose des cellules. De nombreuses études nationales et internationales ont révélé que la concentration sérique de miR-21 chez les patients atteints de DN est significativement plus élevée que chez les individus normaux, et que miR-21 est positivement corrélé à la fibrose tubulo-interstitielle dans les biopsies de tissus rénaux des patients atteints de DN. Par conséquent, la réduction au silence de miR-21 ou l'inhibition de son expression revêt une grande importance dans l'inhibition des complications à long ou à court terme du diabète. Il a été rapporté que le miR-21 régule l'autophagie cellulaire en modulant les voies de signalisation telles que Akt/mTOR et PTEN. Cependant, il n'existe aucun rapport sur la réduction des dommages oxydatifs rénaux dans la néphropathie diabétique par la régulation de l'autophagie médiée par miR-21.

L'émodine (EM) est un ingrédient actif efficace dans les plantes polygonacées Rheum palmatum L., Rheum tanguticum Maxim. ex Balf. et Rheum officinale Baill. Il appartient à la classe des composés anthraquinoniques et a des effets pharmacologiques tels que l'antibactérien, l'anti-inflammatoire, la régulation immunitaire, l'antitumoral et l'amélioration de la fonction rénale. Des études antérieures ont montré que l'émodine peut retarder la progression de la néphropathie diabétique en inhibant la prolifération des cellules de la membrane glomérulaire induite par le glucose et en favorisant l'apoptose des cellules mésangiales. Les résultats expérimentaux préliminaires ont également montré que le glucose 25 mmol/L peut promouvoir de manière significative l'expression de miR-21 dans les cellules mésangiales glomérulaires. Cette étude vise à explorer le mécanisme de l'émodine dans l'atténuation des dommages oxydatifs rénaux chez les souris atteintes de néphropathie diabétique en régulant l'autophagie médiée par miR-21.

Le modèle de néphropathie diabétique chez la souris a été induit par injection intrapéritonéale d'un régime riche en sucre et en graisses et de streptozotocine. Les souris retenues ont été divisées au hasard en groupe modèle, groupe glimépiride (0,6 mg/kg/j, ig), groupe émodine à forte dose (50 mg/kg/j, ig), groupe émodine à faible dose (25 mg/kg/j, ig), et groupe normal (10 dans chaque groupe). Après une semaine de traitement, la glycémie, le coefficient de poids des reins et la morphologie pathologique ont été mesurés dans chaque groupe expérimental de souris ; la méthode de la sonde à fluorescence a été utilisée pour mesurer la teneur en ROS dans les reins, tandis que la méthode Elisa a été utilisée pour mesurer la teneur en BUN, Cr et uAE dans les reins ; la microscopie électronique à transmission a été utilisée pour observer le degré d'autophagie dans les cellules rénales, et le Western blot a été utilisé pour mesurer l'expression des protéines P62, Atg7, et LC3. Les résultats représentatifs sont les suivants.

Le stress oxydatif et l'apoptose ont été confirmés dans les tissus rénaux de patients atteints de néphropathie diabétique et dans des modèles animaux. Des expériences in vitro ont également montré qu'un environnement à forte teneur en glucose peut amener les podocytes à subir un stress oxydatif, une apoptose, une inflammation et d'autres événements. Les podocytes rénaux jouent un rôle important dans le maintien de l'intégrité de la barrière de filtration glomérulaire et dans la régulation de la perméabilité glomérulaire. Dans ce processus, l'autophagie des podocytes glomérulaires est étroitement liée à la pathogenèse de la néphropathie diabétique. Lorsque l'activité d'autophagie des podocytes est altérée, suractivée ou inhibée, elle peut causer des dommages inflammatoires aux podocytes et des dommages à la barrière de filtration. Dans cette expérience, nous avons également observé que l'autophagie des podocytes dans les reins des souris DN est très insuffisante et que les ROS augmentent de manière significative. Les ROS sont une molécule de signalisation dans les mitochondries des podocytes et constituent le point de départ de l'apparition et du développement du diabète et de ses complications. La réduction de la production de ROS est une méthode potentielle pour prévenir la progression du DN. Après l'administration orale d'émodine à des souris, nous avons observé une diminution significative des ROS rénaux et une augmentation de l'autophagie, conduisant à une amélioration d'une série de réactions en cascade, telles qu'une réduction significative des dommages pathologiques inflammatoires rénaux et une diminution significative des niveaux d'azote uréique sanguin, de chrome et d'EAU. Par conséquent, la promotion de l'autophagie pour éliminer les ROS induits par le glucose dans les reins de souris pourrait être un mécanisme important de l'émodine pour améliorer les souris DN. Parallèlement, nous avons également observé que la Glim peut réduire de manière significative les niveaux de BUN, Cr et uAE chez les souris DN. La Glim est un médicament hypoglycémiant à base de sulfonylurée, qui agit en se liant aux récepteurs de la sulfonylurée à la surface des cellules bêta du pancréas et en la libérant uniformément et lentement in vivo. Parallèlement, Glim peut accroître la sensibilité des tissus environnants à l'insuline et améliorer la résistance à l'insuline. L'utilisation du glucose par les tissus environnants augmente et la glycémie diminue de manière significative. Après avoir atteint la norme de glycémie, la production de produits finaux de glycation diminue et les dommages causés aux reins sont réduits.

Il a été prouvé que MiR-21, un gène à large spectre, est positivement corrélé avec l'apparition de la néphropathie diabétique. Des publications antérieures, tant nationales qu'internationales, ont montré que le miR-21 peut participer à l'apparition et au développement de la néphropathie diabétique en agissant sur des voies de signalisation telles que TGF-β/Smad, PTEN/Akt et MMP-S/TIMPS. En ce qui concerne l'autophagie, la littérature rapporte également que le miR-21 peut intervenir dans la voie de signalisation Akt/mTOR pour inhiber l'autophagie dans les podocytes rénaux et exacerber la pathogenèse de la néphropathie diabétique. Ces éléments de preuve indiquent que l'inhibition de miR-21 et la régulation de ses voies en aval constituent une stratégie efficace pour améliorer la DN. Cette étude a également observé que l'expression de miR-21 dans les reins des souris DN était significativement plus élevée que dans le groupe normal, ce qui pourrait être lié à l'affaiblissement de l'autophagie dans les reins des souris DN. Dans les maladies non DN, il a également été démontré que miR-21 participe à des activités vitales telles que la fibrose pulmonaire, les macrophages et les cellules ovales hypoxiques par le biais d'une régulation négative de l'autophagie. Après l'administration d'émodine, l'expression de miR-21 dans les reins des souris DN a été significativement réduite, tandis que l'inhibition de l'autophagie a été soulagée. En effet, certains chercheurs ont rapporté que l'émodine peut réguler l'autophagie par les voies lysosomales et mitochondriales, mais la question de savoir si elle est liée à la régulation de miR-21 doit faire l'objet de recherches supplémentaires.

En ce qui concerne l'exploration des mécanismes de l'autophagie, nous avons détecté l'expression de trois protéines marqueurs classiques de l'autophagie, P62, Atg7 et LC3. Ces trois protéines sont des membres clés de la voie autophagosomale, qui joue un rôle important dans l'élimination et la dégradation des organites endommagés, des protéines dénaturées et d'autres biomolécules, et constitue un mécanisme de réparation important pour les cellules. Par conséquent, nous supposons que l'amélioration de l'autophagie et le rétablissement des fonctions pathologiques et physiologiques rénales chez les souris DN par l'émodine peuvent être liés à la voie autophagosomale. Les résultats ont montré que l'expression des protéines P62, Atg7 et LC3 dans les reins des souris DN était augmentée après l'administration d'émodine, ce qui suggère que l'émodine pourrait agir sur la voie autophagique lysosomale des podocytes rénaux pour protéger les reins des souris DN.