Rôle de Glut9 dans l’homéostasie de l’acide urique

Olivier Bonny

Département de Pharmacologie et de Toxicologie, UNILet

Service de Néphrologie, CHUVLausanne

Haute probabilité de confrontation avec une lithiase

• ~10% de la population passe une lithiase 1 fois

• 50% récidivent dans les 10 ans

Ca-P 15%

Struvite 1%Acide urique 10%

Médicaments <1%

Cystine 1%Protéines 2%

Autres 1%

CaOx 70%

N=13’890 calculs analysés

Daudon, Revue Médicale de la Suisse Romande, 2004

Composition des calculs

Une épidémie annoncée de calculs d’acide urique

Daudon et al, Urol Res, 2006

Acide urique

Maalouf et al, Curr Opin Nephrol Hypertens, 2004

Présence de calculs à acide urique même en absence d’hyperuricosurie

Acide urique

Maalouf et al, Curr Opin Nephrol Hypertens, 2004

Acide urique (insoluble) Urate (soluble)pKa=5.35

Urinary pH

Und

isso

ciat

edur

ic a

cid

mg/

l

Total

uric

acid

mg/l

Pak et al, Kidney International, 2001; 60:757–761

Uric acidstone formers control

Acide urique

Maalouf et al, Kidney International, 2004; 65:1422-1425

Body weight (kg)

Chaque espèce élimine l’azote à sa façon

Moe, Curr Opin Nephrol Hypertens, 2006

Les voies métaboliques de l’ammoniaque,de l’urée et de l’acide urique

Moe, Curr Opin Nephrol Hypertens, 2006

Xanthine oxidase

Uricase

Conséquences de l’inactivationde l’uricase chez les primates

Moe, Curr Opin Nephrol Hypertens, 2006

Quel avantage de vivre sans uricase?

Moe, Curr Opin Nephrol Hypertens, 2006

vs.Risk of gout or kidney stone

Hediger, Physiology, 2005

L’homéostasie de l’acide urique chez l’homme

FE urate 5-10%

Augustin, JBC, 2004

La famille des GLUTs ne transporte pas que du glucose

Le clonage de GLUT9

Phay, Genomics, 2000

GLUT9: splice variants

Augustin, JBC, 2004

GLUT9 murin transporte de l’urate

mGLUT9

GLUT2Water

[3H]glucose [14C]urate

Bibert et al, AJP, 2009

Transport saturable

Urate uptake rate: 15 ±1.3 pmol/hKm for urate transport: 649 ±18 μM

Bibert et al, AJP, 2009

Le transport d’urate n’est pas influencé par la présence de glucose ou de fructose

[14C]urate + cold urate or glucose

Bibert et al, AJP, 2009

Effet des uricosuriques sur le transport d’urate par GLUT9

Inhibitors (1 mM) Uptake(% of control)

Control (no inhibitor) 100Benzbromarone (500 μM) 10±3**

Losartan 52±7 *Candesartan 105±7Pyrazinoate 88±15Salicylate 81±17Lactate 102±4

Probenecide 66±9Phloretin 54±6*

Cytochalasin B 103±13 Bibert et al, AJP, 2009

Le rôle de Glut9 dans l’organisme

1. Whole body KO mouse model

Spot urinaire: souris invalidées pour GLUT9 dans tout leur corps (G9KO)

G9KO WT

Reins: animaux de 2 mois

Preitner, Bonny et al, PNAS, 2009

Reins: animaux de 2 mois

Preitner, Bonny et al, PNAS, 2009

Phenotype

Preitner, Bonny et al, PNAS, 2009

Pourquoi des dépôts intra-tubulaires périnataux?

1. UpH is lower in WT pups: 10 days: 5.37± 0.0615 days: 5.84 ± 0.15adults: 7.19 ± 0.78

2. Uric acid excretion is increased in WT pups:

3. Liquid intake may not be sufficient in suckling pups4. Temperature may be lower in pups

UA

/Cre

atra

tio

Kelly et al JASN, 2001

Le rôle de Glut9 dans le foie

• Animaux avec uricase:– Dalmatian dogs: hyperuricemia,

hyperuricosuria• liver slices: no uric acid transformation in allantoin• liver lysate: transformation of uric acid in allantoin

• Homme, pas d’uricase: – hypouricemia, hyperuricosuria

• Rôle de Glut9 dans le foie ?

Expression dans le foie

Preitner, Bonny et al, PNAS, 2009

2. Invalidation de GLUT9 exclusivement dans le foie (LG9KO)

• L’expression de la Cre-recombinase est dirigée par le promoteur de l’albumine seulement dans le foie

• Modèle inductible par la tétracycline

CRE-recombinaseAlb. ProTet-ON

Tetracycline

4Glut9

Reins

Preitner, Bonny et al, PNAS, 2009

Foie

Preitner, Bonny et al, PNAS, 2009

Phenotype LG9KO

Preitner, Bonny et al, PNAS, 2009

Glut9Uric acid Uric acid Allantoin

Uricase

Le rôle de Glut9dans le rein

So & Thorens, JCI, 2010

GLUT9 humain: expression dans le tubule proximal

Augustin, JBC, 2004

Glut9 murin: expression distale et proximale

Preitner, Bonny et al, PNAS, 2009

Localisation des isoformes dans le rein

Bibert et al, AJP, 2009

Pax8 rtTA CretetO

+ Dox

1 3 4 5 10

1 3 5 10

Glut9 lox

LC1-CrePax8-rtTA

kiKOGlut9

3. Inducible kidney-specific Glut9 KO mice

Homéostasie de l’acide urique: rôle de GLUT9

LiverIntestine

Kidney

Purines↓

Uric acid

Allantoin

?

?Uricase

A

LiverIntestine

Kidney

Purines↓

Uric acid

Allantoin

?

?Uricase

A

LiverIntestine

Kidney

Purines↓

Uric acid

?

??

B

LiverIntestine

Kidney

Purines↓

Uric acid

?

??

B

Souris / Dalmatiens Homme

Merci !

Muriel Auberson

CIG, LausanneFrédéric PreitnerAlexandra Laverriere-LossBernard Thorens

HeidelbergRobert Koesters

Fondation Prof. Placide NicodBridge grant Faculté de Biologie et MédecineNCCR Kidney.CH