Podocyte

Les podocytes sont des cellules de la capsule de Bowman dans les reins qui s'enroulent autour des capillaires du glomérule . Les podocytes constituent la paroi épithéliale de la capsule de Bowman, la troisième couche à travers laquelle s'effectue la filtration du sang. La capsule de Bowman filtre le sang , retenant les grosses molécules telles que les protéines tandis que les molécules plus petites telles que l'eau , les sels et les sucres sont filtrées lors de la première étape de la formation de l'urine . Bien que divers viscères aient des couches épithéliales , le nom de cellules épithéliales viscérales fait généralement référence spécifiquement aux podocytes, qui sont des cellules épithéliales spécialisées qui résident dans la couche viscérale de la capsule.

Les podocytes ont de longs prolongements primaires appelés trabécules qui forment des prolongements secondaires appelés pédicelles ou prolongements de pied (pour lesquels les cellules sont nommées podo- + -cyte ). Les pédicelles s'enroulent autour des capillaires et laissent des fentes entre eux. Le sang est filtré à travers ces fentes, chacune connue sous le nom de fente de filtration , diaphragme à fente ou pore à fente . Plusieurs protéines sont nécessaires pour que les pédicelles s'enroulent autour des capillaires et fonctionnent. Lorsque les nourrissons naissent avec certains défauts de ces protéines, comme la néphrine et le CD2AP , leurs reins ne peuvent pas fonctionner. Les personnes présentent des variations dans ces protéines, et certaines variations peuvent les prédisposer à une insuffisance rénale plus tard dans la vie. La néphrine est une protéine en forme de fermeture éclair qui forme le diaphragme à fente, avec des espaces entre les dents de la fermeture éclair suffisamment grands pour laisser passer le sucre et l'eau mais trop petits pour laisser passer les protéines. Les défauts de néphrine sont responsables de l'insuffisance rénale congénitale. CD2AP régule le cytosquelette des podocytes et stabilise le diaphragme à fente.

Un podocyte a une structure complexe. Son corps cellulaire est doté de prolongements majeurs ou primaires qui forment des prolongements secondaires sous forme de processus de pied de podocyte ou de pédicelles. Les processus primaires sont maintenus par des microtubules et des filaments intermédiaires . Les processus de pied ont un cytosquelette à base d'actine. Les podocytes tapissent les capsules de Bowman dans les néphrons du rein. Les pédicelles ou processus de pied s'enroulent autour des capillaires glomérulaires pour former les fentes de filtration. Les pédicelles augmentent la surface des cellules, ce qui permet une ultrafiltration efficace .

Les podocytes sécrètent et maintiennent la membrane basale .

Il existe de nombreuses vésicules et fosses recouvertes le long du domaine basolatéral des podocytes, ce qui indique un taux élevé de trafic vésiculaire .

Les podocytes possèdent un réticulum endoplasmique bien développé et un grand appareil de Golgi , indiquant une grande capacité de synthèse protéique et de modifications post-traductionnelles .

Il existe également de plus en plus de preuves de l’existence d’un grand nombre de corps multivésiculaires et d’autres composants lysosomal observés dans ces cellules, indiquant une activité endocytaire élevée .

Les podocytes nécessitent une quantité importante d’énergie pour préserver l’intégrité structurelle de leurs processus de pied, étant donné le stress mécanique important qu’ils subissent pendant le processus de filtration glomérulaire.

Les variations dynamiques de la pression capillaire glomérulaire exercent des forces de traction et d'étirement sur les processus du pied des podocytes et peuvent entraîner une contrainte mécanique sur leur cytosquelette . Parallèlement, la contrainte de cisaillement du flux de fluide est générée par le mouvement de l'ultrafiltrat glomérulaire, exerçant une force tangentielle sur la surface de ces processus du pied.

Afin de préserver leur architecture complexe de processus de pied, les podocytes nécessitent une dépense substantielle d'ATP pour maintenir leur structure et l'organisation du cytosquelette, contrer la pression capillaire glomérulaire élevée et stabiliser la paroi capillaire.

Les podocytes ont des processus primaires appelés trabécules, qui s'enroulent autour des capillaires glomérulaires . Les trabécules ont à leur tour des processus secondaires appelés pédicelles ou processus de pied. Les pédicelles s'entrecroisent, donnant ainsi naissance à de minces espaces appelés fentes de filtration. Les fentes sont recouvertes de diaphragmes à fente qui sont composés d'un certain nombre de protéines de surface cellulaire, notamment la néphrine , la podocalyxine et la P-cadhérine , qui limitent le passage de grosses macromolécules telles que l' albumine sérique et la gammaglobuline et garantissent leur maintien dans la circulation sanguine. Les protéines nécessaires au bon fonctionnement du diaphragme à fente comprennent la néphrine , NEPH1 , NEPH2 , la podocine , CD2AP . et FAT1 .

De petites molécules telles que l'eau , le glucose et les sels ioniques peuvent traverser les fentes de filtration et former un ultrafiltrat dans le liquide tubulaire , qui est ensuite traité par le néphron pour produire de l'urine .

Les podocytes participent également à la régulation du débit de filtration glomérulaire (DFG). Lorsque les podocytes se contractent, ils provoquent la fermeture des fentes de filtration. Cela diminue le DFG en réduisant la surface disponible pour la filtration.

La perte des processus du pied des podocytes (c'est-à-dire l'effacement des podocytes) est une caractéristique de la maladie à altérations minimales , qui a donc parfois été appelée maladie du processus du pied.

La perturbation des fentes de filtration ou la destruction des podocytes peut entraîner une protéinurie massive , où de grandes quantités de protéines sont perdues dans le sang.

Un exemple de ce phénomène est la néphrose congénitale de type finlandais , caractérisée par une protéinurie néonatale conduisant à une insuffisance rénale terminale . Cette maladie est causée par une mutation du gène de la néphrine .

En 2002, le professeur Moin Saleem de l'université de Bristol a créé la première lignée cellulaire de podocytes humains immortalisés sous conditions. Cela signifie que les podocytes peuvent être cultivés et étudiés en laboratoire. Depuis lors, de nombreuses découvertes ont été faites. Le syndrome néphrotique survient lorsqu'il y a une rupture de la barrière de filtration glomérulaire. Les podocytes forment une couche de la barrière de filtration. Les mutations génétiques peuvent provoquer un dysfonctionnement des podocytes conduisant à une incapacité de la barrière de filtration à limiter la perte de protéines urinaires. On sait actuellement que 53 gènes jouent un rôle dans le syndrome néphrotique génétique. Dans le syndrome néphrotique idiopathique, il n'y a pas de mutation génétique connue. On pense qu'il est causé par un facteur de perméabilité circulante jusqu'ici inconnu. Des preuves récentes suggèrent que le facteur pourrait être libéré par les cellules T ou les cellules B, les lignées cellulaires de podocytes peuvent être traitées avec du plasma de patients atteints du syndrome néphrotique pour comprendre les réponses spécifiques du podocyte au facteur circulant. Il existe de plus en plus de preuves que le facteur circulant pourrait transmettre des signaux au podocyte via le récepteur PAR-1 .

La présence de podocytes dans l’urine a été proposée comme marqueur diagnostique précoce de la prééclampsie .