<p dir="ltr">Skeletal fragility can be caused by a wide array of diseases and disorders, but the most difficult etiologies to clinically circumvent are those in which the body loses not just bone mass but the ability to create healthy bone tissue. While in conditions such as osteoporosis (the most prevalent cause of age-related skeletal fragility in which elevated resorption without compensatory elevated formation leads to bone loss), interventions can target bone remodeling pathways to protect and increase bone mass, many other diseases are characterized by genetic and metabolic crippling of the remodeling process, rendering those same mass-based interventions less effective at reducing fracture risk. Osteogenesis imperfecta (OI) is a class of genetic disorders in which gene mutations affect the formation of collagen, a crucial building block of bone tissue that makes up 90% of its organic matrix, leading to lost bone mass and quality. As the main genetic causes of OI cannot currently be directly treated, therapeutic OI treatments are needed that improve tissue-level material properties. Similarly, metabolic conditions such as diabetes, a disorder in which the body cannot properly regulate blood sugar due to loss of insulin production and/or efficacy, can have multi-organ impacts including increased risk of developing chronic kidney disease and skeletal fragility. Type 2 diabetes is especially notorious for increasing fracture risk despite maintained or even increased apparent bone mass, which is strong evidence that intrinsic bone material properties are impaired by the disease state. A possible solution to the bone quality problem may be treatments that increase bone water content, as amplifying the water content of bone can improve multi-scale material properties such as collagen fibril elasticity and whole-bone toughness. Therefore, increasing bone hydration could be a way of improving tissue-level material properties, despite being unable to eradicate the genetic or metabolic disorders that alter how collagen is produced and incorporated into the bone matrix. To that end, this dissertation presents several studies that characterize models of osteogenesis imperfecta and diabetic kidney disease in mice and investigate methods of rescuing skeletal fragility in these animals through treatments that target both bone mass and bone quality with ties to tissue hydration.</p>

Objectif : Étudier les mécanismes apoptotiques impliqués dans la néphropathie diabétique en identifiant les gènes responsables de l’apoptose et activés par les espèces réactives de l’oxygène (ROS) dans les cellules de tubules proximaux rénaux (RPTC) de différents modèles diabétiques. Méthodes : Une hybridation par puce à AND a été réalisée sur les ARN extraits à partir de RPTC de souris heterozygotes db/m+, db/db and db/db catalase (CAT)-transgénique (Tg) de 20 semaines. Des expériences de PCR en temps réel et d’immunohistochimie réalisées sur ces modèles et sur le modèle ou le diabète avait été induit par traitement au streptozotocin (STZ) ont permis de valider les gènes apoptotiques identifiés par puce à ADN. Des RPTC immortalisées de rat ont été utilisées pour montrer l’activité de ces gènes apoptotique et la régulation de leur expression. De plus, une étude additionnelle réalisée sur des sections rénales provenant de patients diabétiques et non diabétiques a démontré également une surexpression de ces gènes apoptotiques dans les IRPTC. Résultats: L’expression de Bcl-2-modifying factor (Bmf), une protéine apoptotique, semble augmentée dans les RPTC de souris db/db comparé aux souris contrôles db/m+, ou aux souris db/db CAT-tg. La surexpression de Bmf a également été identifiée dans les RPTC du modèle diabétique STZ. La normalisation de l’hyperglycémie chez ces souris par traitement à l’insuline semble normaliser également l’expression de Bmf. In vitro, la surexpression du cDNA de Bmf dans les RPTC promouvoit l’apoptose et augmente l’activité de caspase 3. La stimulation de RPTC de Rat avec le glucose élevé (25mM de D-glucose) semble augmenter l’expression de Bmf et le traitement de ces cellules avec la roténone, les Diphénylène iodonium, la catalase et l’apocynine semble renverser cette stimulation. L’inhibition de Bmf avec un siRNA semble réduire l’apoptose induite par le glucose élevé. L’expression de Bmf a également été démontrée dans les RPTC de patients diabétiques. Conclusion: Ces résultats ont démontré une surexpression de Bmf dans les RPTC de différents modèles diabétiques et suggèrent son potentiel rôle dans la régulation de l’apoptose et de l’atrophie tubulaire chez les diabétiques. / Objective: To investigate the mechanisms underlying tubular apoptosis in diabetes by identifying pro-apoptotic genes that are differentially upregulated by reactive oxygen species in renal proximal tubular cells (RPTCs) in models of diabetes. Research Design and Methods: Total RNAs isolated from renal proximal tubules (RPTs) of 20 week-old heterozygous db/m+, db/db and db/db catalase (CAT)-transgenic (Tg) mice were used for DNA chip microarray analysis. Real time-quantitative polymerase chain reaction assays, immunohistochemistry and mice rendered diabetic with streptozotocin were used to validate the pro-apoptotic gene expression in RPTs. Cultured rat RPTCs were used to confirm the apoptotic activity and regulation of pro-apoptotic gene expression. Additionally, studies in kidney tissues from patients with and without diabetes were employed to confirm enhanced pro-apoptotic gene expression in RPTs. Results: Bcl-2-modifying factor (Bmf) was differentially upregulated (p<0.01) in RPTs of db/db mice as compared to db/m+ and db/db CAT-Tg mice and in RPTs of streptozotocin-induced diabetic mice in which insulin reversed this finding. In vitro, Bmf cDNA overexpression in rat RPTCs co-immunoprecipated with Bcl-2, enhanced caspase-3 activity and promoted apoptosis. High glucose (HG, 25 mM) induced Bmf mRNA expression in RPTCs, while rotenone, catalase, diphénylèneiodonium and apocynin decreased it. Knockdown of Bmf with small interference RNA reduced HG-induced apoptosis in RPTCs. Importantly, enhanced Bmf expression was detected in RPTs of kidneys from patients with diabetes. Conclusion: These data demonstrate differential up-regulation of Bmf in diabetic RPTs and suggest a potential role for Bmf in regulating RPTC apoptosis and tubular atrophy in diabetes.

Plusieurs expériences et études cliniques ont démontré que l’activation du système rénine-angiotensine (RAS) peut induire l’hypertension, un facteur de risque majeur pour les maladies cardiovasculaires et rénales. L’angiotensinogène (Agt) est l’unique substrat du RAS. Cependant, il n’a pas encore été démontré si l’activation du RAS intrarénal peut à elle seule induire des dommages rénaux, indépendamment de l’hypertension systémique, et ainsi jouer un rôle prépondérant dans la progression de la néphropathie diabétique. Afin d’explorer le rôle du RAS intrarénal dans les dommages rénaux, un diabète a été induit par l’injection de streptozotocin chez des souris transgéniques (Tg) surexprimant l’Agt de rat dans les cellules des tubules proximaux du rein (RPTC). Les souris Tg diabétiques ont été traitées soit avec des inhibiteurs du RAS (perindopril et losartan), de l’insuline ou une combinaison des deux pour 4 semaines avant d’être euthanasiées. Pour une autre étude, des souris Tg non-diabétiques ont été traitées soit avec des inhibiteurs du RAS, l’hydralazine (vasodilatateur) ou l’apocynine (inhibiteur de la NADPH oxydase) pour une période de 8 semaines avant l’euthanasie. Des souris non-Tg ont été utilisées comme contrôles. Des cellules immortalisées de tubule proximal de rat (IRPTC) transfectées de manière stable avec un plasmide contenant l’Agt ou un plasmide contrôle ont été employées comme modèle in vitro. Nos résultats ont démontré que les souris Tg présentaient une augmentation significative de la pression systolique, l’albuminurie, l’apoptose des RPTC et l’expression de gènes pro-apoptotiques par rapport aux souris non-Tg. Les mêmes changements ont été observés chez les souris Tg diabétiques par rapport aux souris non-Tg diabétiques. L’insuline et/ou les inhibiteurs du RAS ont permis d’atténuer ces changements, sauf l’hypertension qui n’était réduite que par les inhibiteurs du RAS. Chez les IRPTC transfectées avec l’Agt in vitro, les hautes concentrations de glucose augmentent l’apoptose et l’activité de la caspase-3 par rapport aux cellules contrôles et l’insuline et/ou les inhibiteurs du RAS empêchent ces augmentations. En plus des changements physiologiques, les RPTC des souris Tg présentent aussi une augmentation significative de la production des espèces réactive de l’oxygène (ROS) et de l’activité de la NADPH oxydase, ainsi qu’une augmentation de l’expression du facteur de croissance transformant-beta 1 (TGF-β1), de l’inhibiteur activateur du plasminogène de type 1 (PAI-1), des protéines de la matrice extracellulaire, du collagène de type IV et de la sousunité p47 de la NADPH oxydase. Le traitement des souris Tg avec l’apocynine et le perindopril a permis d’améliorer tous ces changements, sauf l’hypertension qui n’était pas corrigée par l’apocynine. D’autre part, l’hydralazine a prévenu l’hypertension, sans modifier l’albuminurie, l’apoptose des RPTC ou l’expression des gènes pro-apoptotiques. Ces résultats montrent bien que l’activation du RAS intrarénal et l’hyperglycémie agissent de concert pour induire l’albuminurie et l’apoptose des RPTC, indépendamment de l’hypertension systémique. La génération des ROS via l’activation de la NADPH oxydase induit en partie l’action du RAS intrarénal sur l’apoptose des RPTC, la fibrose tubulo-interstitielle et l’albuminurie chez les souris Tg. D’autre part, une expérience en cours a tenté d’encore mieux délimiter les effets de l’activation du RAS intrarénal, tout en éliminant la néphrotoxicité du STZ. Pour cette étude, les souris Tg surexprimant l’Agt de rat dans leurs RPTC ont été croisées aux souris Ins2Akita, un modèle spontané de diabète de type I, afin de générer des souris Akita-rAgt-Tg. Les résultats préliminaires indiquent que le RAS intrarénal est activé dans les souris Akita et que la combinaison avec l’hyperglycémie induit du stress du réticulum endoplasmique (ER) dans les RPTC in vivo. Le stress du ER contribue à l’apoptose des RPTC observée dans le diabète, à tout le moins dans le modèle Akita. Le traitement avec des inhibiteurs du RAS permet d’atténuer certains des dommanges rénaux observés dans les souris Akita-rAgt-Tg. / Experimental and clinical studies have shown that renin-angiotensin system (RAS)activation may lead to hypertension, a major cardiovascular and renal risk factor. Angiotensinogen (Agt) is the sole substrate of the RAS. However, it is unclear whether intrarenal RAS activation alone could induce kidney injury independently of systemic hypertension and play an important role in the progression of diabetic nephropathy (DN). To explore the role of intrarenal RAS in kidney injury, transgenic (Tg) mice overexpressing rat Agt in their renal proximal tubular cells (RPTCs) were rendered diabetic by streptozotocin (STZ). Diabetic Tg mice were treated with RAS blockers (perindopril and losartan), insulin or a combination of both and then euthanized after 4 weeks of treatment. In a separate study, non-diabetic Tg mice were treated with RAS blockers or hydralazine (a vasodilator) or apocynin (an NADPH oxidase inhibitor) and then euthanized after 8 weeks of treatment. Non-Tg littermates served as controls in both studies. Immortalized rat proximal tubule cells (IRPTCs) stably transfected with Agt cDNA or control plasmid were used in the experiments as an in vitro model. Our results showed that non-diabetic Tg mice displayed a significant increase in systolic blood pressure (SBP), albuminuria, RPTC apoptosis, and proapoptotic gene expression. Diabetic Tg mice had a further increase of albuminuria, RPTC apoptosis, and proapoptotic gene expression, though the SBP of the diabetic Tg mice was similar to that of non-diabetic Tg mice. RAS blockers and/or insulin treatments markedly attenuated these changes, except that insulin had no impact on hypertension. In vitro, high-glucose melieu significantly increased apoptosis and caspase-3 activity in Agt stable transfectants compared to control cells, and these changes were attenuated by insulin and/or RAS blockers. Furthermore, non-diabetic Tg mice showed significantly elevated reactive oxygen species (ROS) production and NADPH oxidase activity, as well as enhanced expression of transforming growth factor-beta 1 (TGF-β1), plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1), extracellular matrix proteins, collagen type IV, and NADPH oxidase subunit p47 in their RPTC. Treatment with apocynin and perindopril ameliorated these changes, but apocynin had no effect on SBP. In contrast, hydralazine prevented hypertension but not albuminuria, RPTC apoptosis, or proapoptotic gene expression. These data indicate that intrarenal RAS activation and hyperglycemia act in concert to induce albuminuria and RPTC apoptosis independent of systemic hypertension. ROS generation via NADPH oxidase activation mediates, at least in part, intrarenal RAS action on RPTC apoptosis, tubulointerstitial fibrosis and albuminuria in Tg mice. On the other hand, in an on-going experiment, to avoid the nephro-toxic effects of STZ and further delineate the effects of intrarenal RAS activation, Tg mice overexpressing rat Agt in their RPTCs were crossbred with Ins2Akita mice, a spontaneous type I diabetes model, to generate Akita-rAgt-Tg mice. Preliminary data indicated that hyperglycaemia and intrarenal RAS activation induced endoplasmic reticulum (ER) stress in RPTC in vivo, and the ER stress pathway contributed to RPTC apoptosis in diabetes, at least in the Akita model. RAS blockade was effective in attenuating some parameters of renal injury in AkitarAgt-Tg mice.

La néphropathie diabétique est une maladie rénale caractérisée par un syndrome néphrotique et de la glomérulosclérose. Celle-ci est reliée à l’angiopathie de capillaires suite au diabète. Il s’agit d’une importante cause d’insuffisance rénale en Amérique. Or, les anomalies tubulaires comme l’apoptose ou le détachement de tubules des glomérules sont reconnues comme étant de bons marqueurs de progression de cette maladie. Ainsi, il a été proposé au cours des travaux reliés à cette thèse d’étudier les différents mécanismes moléculaires reliés à l’apoptose des tubules proximaux, en particulier dans un thème de relation avec les dommages reliés aux espèces réactives oxygénées (ROS). Une des hypothèses développée au cours de précédents travaux faisait état que l’une des sources initiales qui entrainent le développement de dommages tubulaires soit régulée à travers la production de ROS dérivés des NADPH oxydases. Ainsi, une des premières séries d’expériences entreprises au cours de cette thèse a été effectuée sur un modèle animal de diabète de type 2, la souris db/db. Suite à la caractérisation des différentes pathologies rénales et leur réduction par la surexpression de l’enzyme antioxydante catalase dans les tubules proximaux, des expériences de micro-puces d’expression génétiques furent effectuées. À l’aide de cet outil et par des analyses bioinformatiques, il a été possible d’établir un profilage de gènes reliés à différentes voies de signalisation modulées par le diabète et la catalase. Ainsi, il a été possible d’effectuer de plus amples études sur des gènes reliés à l’apoptose surexprimé dans les tubules proximaux de souris diabétiques. Un des gènes pro-apoptotique mieux caractérisé durant cette thèse fut le gène Bmf, un membre de la famille des régulateurs de Bcl-2 impliqués dans l’apoptose via le relâchement de cytochrome c de la mitochondrie. Ainsi, il a été déterminé que ce gène est surexprimé dans les tubules proximaux de souris diabétiques, et que celui-ci était augmenté dans différents modèles in vitro de diabète. Cela a permis de conclure que Bmf joue sans doute un rôle important la régulation de l’apoptose et de l’atrophie des tubules proximaux. Une autre étude effectuée dans le cadre de cette thèse était reliée avec l’utilisation d’un modèle transgénique afin de mieux définir le rôle que jouent les dommages reliés au stress oxydatif dans la progression des pathologies rénales reliées à l’induction du système rénine-angiotensine. Les résultats obtenus ont permis de déterminer que la surexpression de l’enzyme antioxydante catalase a permis de réduire les différentes pathologies rénales observées dans les souris transgéniques, ce qui permet de conclure que les espèces réactives oxygénées jouen un rôle important dans le développement de l’hypertension et des dommages rénaux. / Diabetic nephropathy is a disease characterized by a nephrotic syndrome and glomerulosclerosis. It is related to capillaries angiopathy caused by diabetes. It is one of the main sources of end stage renal disease in America. Tubular anomalies such as apoptosis or tubular detachment from glomeruli are known to be efficient markers for the progression of this disease. Thus, it has been proposed during the work related to this thesis to study the different molecular mechanisms linked with proximal tubules apoptosis, particularly those related with reactive oxygen species (ROS). A previously stated hypothesis made by our laboratory stated that one of the initial sources of the development of tubular damages may be regulated by the production of ROS by NADPH oxidases. Thus, one of the first series of experiments carried during this thesis was done on an animal model of type 2 diabetes, the db/db mouse. Following the characterization of different renal pathologies and their reduction in the proximal tubules by the antioxidant enzyme catalase, experiment with genetics expression microarrays were carried. Using this tool and bioinformatics analysis, it was possible to profile different genes linked to pathways involved by diabetes and the catalase enzyme. Thus, it was possible to carry further studies on these genes linked to apoptosis and overexpressed in the proximal tubules of diabetic mice. One of the pro apoptotic genes characterized in this thesis was the Bmf gene, a member of the family of Bcl-2 regulator, involved in apoptosis related to the release of cytochrome c from the mitochondria. Thus, it was determined that this gene is overexpressed in the proximal tubules of diabetic mice, and that it was also upregulated by in vitro models of diabetes. This enabled our team to conclude that Bmf must play an important role in the regulation of apoptosis and atrophy of the proximal tubules. Another study carried during this thesis was linked with the use of a transgenic animal model to better define the role played by damages related to oxidative stress in the progression of renal pathologies related to renin-angiotensin system activation. The results obtained by this study stated that overexpression of the antioxidant enzyme catalase managed to reduce the different kidney pathologies observed in the transgenic model, which let us conclude that reactive oxygen species have an important role to play in the development of hypertension and kidney damages.

Objectif : Étudier les mécanismes apoptotiques impliqués dans la néphropathie diabétique en identifiant les gènes responsables de l’apoptose et activés par les espèces réactives de l’oxygène (ROS) dans les cellules de tubules proximaux rénaux (RPTC) de différents modèles diabétiques. Méthodes : Une hybridation par puce à AND a été réalisée sur les ARN extraits à partir de RPTC de souris heterozygotes db/m+, db/db and db/db catalase (CAT)-transgénique (Tg) de 20 semaines. Des expériences de PCR en temps réel et d’immunohistochimie réalisées sur ces modèles et sur le modèle ou le diabète avait été induit par traitement au streptozotocin (STZ) ont permis de valider les gènes apoptotiques identifiés par puce à ADN. Des RPTC immortalisées de rat ont été utilisées pour montrer l’activité de ces gènes apoptotique et la régulation de leur expression. De plus, une étude additionnelle réalisée sur des sections rénales provenant de patients diabétiques et non diabétiques a démontré également une surexpression de ces gènes apoptotiques dans les IRPTC. Résultats: L’expression de Bcl-2-modifying factor (Bmf), une protéine apoptotique, semble augmentée dans les RPTC de souris db/db comparé aux souris contrôles db/m+, ou aux souris db/db CAT-tg. La surexpression de Bmf a également été identifiée dans les RPTC du modèle diabétique STZ. La normalisation de l’hyperglycémie chez ces souris par traitement à l’insuline semble normaliser également l’expression de Bmf. In vitro, la surexpression du cDNA de Bmf dans les RPTC promouvoit l’apoptose et augmente l’activité de caspase 3. La stimulation de RPTC de Rat avec le glucose élevé (25mM de D-glucose) semble augmenter l’expression de Bmf et le traitement de ces cellules avec la roténone, les Diphénylène iodonium, la catalase et l’apocynine semble renverser cette stimulation. L’inhibition de Bmf avec un siRNA semble réduire l’apoptose induite par le glucose élevé. L’expression de Bmf a également été démontrée dans les RPTC de patients diabétiques. Conclusion: Ces résultats ont démontré une surexpression de Bmf dans les RPTC de différents modèles diabétiques et suggèrent son potentiel rôle dans la régulation de l’apoptose et de l’atrophie tubulaire chez les diabétiques. / Objective: To investigate the mechanisms underlying tubular apoptosis in diabetes by identifying pro-apoptotic genes that are differentially upregulated by reactive oxygen species in renal proximal tubular cells (RPTCs) in models of diabetes. Research Design and Methods: Total RNAs isolated from renal proximal tubules (RPTs) of 20 week-old heterozygous db/m+, db/db and db/db catalase (CAT)-transgenic (Tg) mice were used for DNA chip microarray analysis. Real time-quantitative polymerase chain reaction assays, immunohistochemistry and mice rendered diabetic with streptozotocin were used to validate the pro-apoptotic gene expression in RPTs. Cultured rat RPTCs were used to confirm the apoptotic activity and regulation of pro-apoptotic gene expression. Additionally, studies in kidney tissues from patients with and without diabetes were employed to confirm enhanced pro-apoptotic gene expression in RPTs. Results: Bcl-2-modifying factor (Bmf) was differentially upregulated (p<0.01) in RPTs of db/db mice as compared to db/m+ and db/db CAT-Tg mice and in RPTs of streptozotocin-induced diabetic mice in which insulin reversed this finding. In vitro, Bmf cDNA overexpression in rat RPTCs co-immunoprecipated with Bcl-2, enhanced caspase-3 activity and promoted apoptosis. High glucose (HG, 25 mM) induced Bmf mRNA expression in RPTCs, while rotenone, catalase, diphénylèneiodonium and apocynin decreased it. Knockdown of Bmf with small interference RNA reduced HG-induced apoptosis in RPTCs. Importantly, enhanced Bmf expression was detected in RPTs of kidneys from patients with diabetes. Conclusion: These data demonstrate differential up-regulation of Bmf in diabetic RPTs and suggest a potential role for Bmf in regulating RPTC apoptosis and tubular atrophy in diabetes.

A nefropatia diabética (ND) é uma das principais causas de nefropatia crônica, o que torna o diabetes mellitus (DM) responsável por 44% da prevalência de doença renal crônica (DRC) no mundo. O papel do estresse oxidativo na patogênese da ND está bem estabelecido e genes pertencentes a vias pró- e antioxidantes são possíveis candidatos a conferirem susceptibilidade genética a essa e a outras complicações crônicas. Além do estresse oxidativo, o transporte intracelular de glicose, mediado por transportadores específicos, também parece exercer influência sobre a ND e outras complicações. O objetivo deste trabalho foi avaliar a associação entre ND e alguns polimorfismos de um único nucleotídeo (SNPs) em genes que codificam proteínas transportadoras de glicose (GLUT2 [SLC2A2]), proteínas pró-oxidantes (p22phox [CYBA] e NOX-2 [CYBB]) e proteínas antioxidantes (glutationa peroxidase-4 [GPX4] e catalase [CAT]) em uma coorte brasileira (n=453; 45,8% de pacientes com ND) e três coortes francesas (SURGENE [n=340; 17,7% de pacientes com ND na fase basal], GENEDIAB [n=313; 66,7% de pacientes com ND] e GENESIS [n=636; 49,7% de pacientes com ND]) de pacientes portadores de DM tipo 1. Os SNPs foram genotipados com o uso da técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) em tempo real e os resultados expressos em odds ratio (OR) ou hazard ratio (HR), com seus respectivos intervalos de confiança (IC), determinados em modelos ajustados de regressão logística politômica ou regressão de risco proporcional de Cox, respectivamente. A razão albumina/creatinina urinária (ACR) ou a taxa de excreção urinária de albumina (EUA) foram utilizadas para definir os estágios de ND e os pacientes foram classificados de acordo com a presença ou ausência de ND incipiente (ACR 30 - 300 mg/g de creatinina ou EUA 20 - 200 ?g/min ou 20 - 200 mg/L) e creatinina plasmática <1,7 mg/dL), ND estabilizada (ACR >300 mg/g de creatinina ou EUA > 200 ug/min ou > 200 mg/L e creatinina plasmática < 1,7 mg/dL ) ou ND avançada (ACR > 300 mg/g de creatinina ou EUA > 200 ug/min ou > 200 mg/L e creatinina plasmática > 1,7 mg/dL ou qualquer terapia de reposição renal) e também foram avaliadas associações dos SNPs com a taxa de filtração glomerular estimada (TFGe). O alelo raro A do SNP rs6610650 no gene CYBB foi associado com valores baixos de TFGe em mulheres na coorte brasileira e com a prevalência de ND estabilizada/avançada em mulheres da coorte francesa (OR 1,75; IC 95% 1,11 - 2,78; p=0,016). O alelo raro T do SNP rs713041 no gene GPX4 foi inversamente associado com a prevalência de ND estabilizada/avançada em homens na coorte brasileira (OR 0,30, IC95% 0,13 - 0,68, p=0,004) e com valores elevados de TFGe em homens na coorte francesa. O alelo raro A do SNP rs7947841 no gene CAT foi associado com a prevalência de ND incipiente (OR 2,79; IC95% 1,21 - 6,24; p=0,01) e ND estabilizada/avançada (OR 5,72; IC95% 1,62 - 22,03; p=0,007), bem como com a incidência de eventos renais, definidos como novos casos de microalbuminúria ou progressão para um estágio mais grave de ND durante o seguimento de estudo, na coorte SURGENE (HR 1,82; IC95% 1,13 - 2,81; p=0,01). O mesmo alelo de risco associou-se com a prevalência de ND incipiente (OR 3,13; IC95% 1,42 - 7,24; p=0,004) e com a incidência de insuficiência renal crônica terminal (IRCT) na coorte GENEDIAB (HR 2,11; IC95% 1,23 - 3,60; p=0,008) e com a prevalência de ND incipiente (OR 2,16; IC95% 1,14 - 4,10, p=0,02) e ND estabilizada/avançada (OR 2,71; IC95% 1,38 - 5,42; p=0,004) na coorte brasileira. O alelo raro T do SNP rs9932581 no gene CYBA foi inversamente associado com a prevalência de ND estabilizada/avançada (OR 0,60; IC95% 0,46 - 0,78; p=0,0001) e com valores mais baixos de TFGe nos pacientes de descendência europeia da coorte GENESIS/GENEDIAB. Este mesmo alelo foi associado com a incidência de eventos renais e de IRCT nas coortes SURGENE (HR 0,63; IC95% 0,46 - 0,86; p=0,003) e GENESIS/GENEDIAB (HR 0,51; IC95% 0,31 - 0,78; p=0,002), respectivamente. Entretanto estes resultados não foram replicados na coorte brasileira. O alelo raro T do SNP rs11924032 no gene SLC2A2 foi inversamente associado com a perda da TFGe ao logo do tempo (0,02%/ano vs 2,18%/ano para os pacientes portadores do genótipo GG; p=0,005), na coorte SURGENE. Este mesmo alelo foi inversamente associado com a incidência de IRCT nas coortes GENESIS/GENEDIAB (HR 0,53; IC95% 0,29 - 0,89; p=0,01). Os resultados observados para o gene SLC2A2 não forneceram fortes indícios para afirmarmos que este gene exerça um papel relevante no desenvolvimento da ND nos pacientes com DM tipo 1 nas coortes francesas estudadas. Em contrapartida, os SNPs nos genes que codificam as proteínas pró-oxidantes CYBA e CYBB e as proteínas antioxidantes GPX-4 e CAT foram capazes de modular o risco para doença renal em pacientes portadores de DM tipo 1, sendo que os SNPs presentes nos genes CYBB, GPX4 e CAT tiveram seus resultados replicados em coortes independentes, o que corrobora a importância destes genes e, consequentemente, do estresse oxidativo, na patogênese da ND / Diabetic nephropathy (DN) is a major cause of chronic nephropathy, with diabetes mellitus (DM) accounting for 44% of the prevalence of chronic kidney disease (CKD) in the world. The role of oxidative stress in the pathogenesis of DN is well established and genes belonging to pro- and antioxidant pathways are possible candidates to confer genetic susceptibility to this and other chronic complications. Besides oxidative stress, intracellular glucose transport mediated by specific transporters, also appears to influence DN and other complications. The aim of this study was to evaluate the association between DN and some single nucleotide polymorphisms (SNPs) present in genes encoding glucose transport proteins (GLUT2 [SLC2A2]), pro- (p22phox [CYBA] and NOX-2 [CYBB]) and antioxidants (glutathione peroxidase-4 [GPX4] and catalase [CAT]) proteins, in a Brazilian cohort [n= 453; 45.8% f patients with DN], and three French cohorts (SURGENE [n=340; 17.7% of patients with DN at baseline], GENEDIAB [n=313; 66.7% of patients with DN], and GENESIS [n=636; 49.7% of patients with DN]) of patients with type 1 DM. The SNPs were genotyped using the technique of real time polymerase chain reaction (PCR) and results expressed as odds ratio (OR) and hazard ratio (HR), with their respectively 95% confidence intervals (CI), determined by adjusted models of polytomic logistic regression and Cox proportional hazard regression, respectively. The albumin/creatinine ratio (ACR) or the urinary albumin excretion (UAE) rate were used to define the DN stages and the patients were classified according to the presence or absence of incipient DN (ACR 30 - 300 mg/g of creatinine or UAE 20 - 200 ug/min or 20 - 200 mg/L) and plasmatic creatinine < 1,7 mg/dL), established DN (ACR > 300 mg/g of creatinine or EUA > 200 ug/min or > 200 mg/L and plasmatic creatinine <1,7 mg/dL) or advanced DN (ACR >300 mg/g of creatinine or UAE > 200 ug/min or > 200 mg/L and plasmatic creatinine > 1,7 mg/dL or any renal replacement therapy). Associations for the estimated glomerular filtration rate (eGFR) were also evaluated. The rare allele A of the SNP rs6610650 in CYBB gene was associated with low values of eGFR in women in the Brazilian cohort and with the prevalence of established/advanced DN in women in the French cohort (OR 1.75, 95%CI 1.11 - 2.78, p=0.016). The rare allele T of the SNP rs713041 in GPX4 gene was inversely associated with the prevalence of established/advanced DN in men in the Brazilian cohort (OR 0.30, 95%CI 0.13 - 0.68, p=0.004) and with higher values of eGFR in men in the French cohort. The rare allele A of the SNP rs7947841 in CAT gene was associated with the prevalence of incipient DN (OR 2.79, 95%CI 1.21 - 6.24, p=0.01) and established/advanced DN (OR 5.72; 95%CI 1.62 - 22.03, p=0.007) as well as the incidence of renal events, defined as new cases of microalbuminuria or progression to a more severe stage during the follow-up study, in SURGENE cohort (HR 1.82, 95%CI 1.13 - 2.81, p=0.01). The same risk allele was associated with the prevalence of incipient DN (OR 3.13, 95%CI 1.42 - 7.24, p=0.004), the incidence of end-stage renal disease (ESRD) in the cohort GENEDIAB (HR 2.11, 95%CI 1.23 - 3.60, p=0.008) and with the prevalence of incipient DN (OR 2.16, 95%CI 1.14 - 4.10, p=0.02) and established/advanced DN (OR 2.71, 95%CI 1.38 - 5.42, p=0.004) in the Brazilian cohort. The rare T allele of the SNP rs9932581 in CYBA gene was inversely associated with the prevalence of established/advanced DN (OR: 0.60, 95%CI: 0.46 - .78, p=0.0001) and associated with lower values of eGFR in patients of GENESIS/GENEDIAB cohort. The same allele was inversely associated with the incidence of renal events and ESRD in SURGENE (HR 0.63, 95%CI 0.46 - 0.86, p=0.003) and GENESIS/GENEDIAB (HR 0.51, 95%CI 0.31 - 0.78, p=0.002) cohorts. However, these results were not replicated in the Brazilian cohort. The rare T allele of the SNP rs11924032 in SLC2A2 gene was inversely associated with the loss of eGFR during the follow-up (0.02%/year vs. 2.18%/year for patients with the GG genotype, p=0.005) in the SURGENE cohort. The same allele was inversely associated with the incidence of ESRD in the GENESIS/GENEDIAB cohorts (HR 0.53, 95%CI 0.29 - 0.89, p=0.01). The results observed for the SLC2A2 gene, in this study, did not provide strong evidence to state that this gene exerts a relevant role in the development of DN in patients with type 1 DM in the studied cohorts. However, SNPs in genes encoding the pro-oxidant proteins CYBA and CYBB, and the antioxidants proteins GPX-4 and CAT were able to modulate the risk of renal disease in patients with type 1 DM. The studied SNPs in CYBB, GPX4 and CAT genes had their results replicated in independent cohorts, which confirms the importance of these genes and, hence, of the oxidative stress in the pathogenesis of DN

Le diabète de type 2 (DT2) est une maladie chronique associée à de graves et coûteuses complications. Dans un contexte de restriction budgétaire, il est nécessaire de pouvoir estimer les ressources à affecter à la prise en charge des maladies chroniques et donc de suivre l’évolution épidémiologique et économique d’une telle maladie. Une base de données a été construite à partir des données médico-administratives de l’assurance maladie luxembourgeoise. Elle comprenait les consommations de soins, associées au diabète et ses complications, des patients diabétiques de type 2 traités entre 2000 et 2006. L’objectif était d’étudier les champs d’utilisation de ces données et leurs applications possibles pour les décisions en santé publique. Cette thèse en donne quelques exemples. En 2006, la prévalence du DT2 au Luxembourg était de 3,79% (N= 17 070). Un algorithme a permis d’identifier trois stades de la néphropathie diabétique (3,77% des cas de DT2 en 2006). L’analyse de l’adhérence aux recommandations européennes de bonnes pratiques médicales a mis en évidence une situation critique associée à certains facteurs (médecin traitant, type de traitement, région de résidence…). Les dépenses moyennes d’un patient en hémodialyse a été estimé à 116 647€/patient en 2006. Enfin, une analyse médico-économique a montré la dominance coût-efficace d’une stratégie d’implémentation de la dialyse péritonéale sur la situation actuelle. Malgré les difficultés à évaluer leur qualité, les données médico-administratives offrent une source d’informations précieuses pour les décideurs publics et les professionnels de la santé, dans le but d’améliorer la prise en charge des patients. / Type 2 diabetes (T2D) is a chronic disease associated with many severe and costly complications. In a context of budgetary constraint, it is necessary to obtain an estimate the amount of resources to allocate to the management of chronic diseases. This includes monitoring the epidemiologic and economic evolutions. A database was built from medico-administrative databases of the national health insurance of Luxembourg. It included the healthcare consumptions associated with diabetes and its complications, of all type 2 diabetic patients treated in Luxembourg between 2000 and 2006. The objectives were to study the fields of use of this database and the possible applications for public health decision-making. This thesis gives some examples. In 2006, T2D prevalence in Luxembourg was 3.79% (N= 17070). An algorithm was built and permitted to identify three stages of diabetic nephropathy (3.77% of T2D cases in 2006). The analysis of the adherence to European follow-up guidelines showed a critical situation associated to several factors (treating physician, type of treatment, living region…). The mean costs associated with patients in dialysis were estimated at 116 647€/patient in 2006. Finally, a health-economic evaluation showed the dominance of a strategy promoting peritoneal dialysis in Luxembourg over the present situation.

Plusieurs expériences et études cliniques ont démontré que l’activation du système rénine-angiotensine (RAS) peut induire l’hypertension, un facteur de risque majeur pour les maladies cardiovasculaires et rénales. L’angiotensinogène (Agt) est l’unique substrat du RAS. Cependant, il n’a pas encore été démontré si l’activation du RAS intrarénal peut à elle seule induire des dommages rénaux, indépendamment de l’hypertension systémique, et ainsi jouer un rôle prépondérant dans la progression de la néphropathie diabétique. Afin d’explorer le rôle du RAS intrarénal dans les dommages rénaux, un diabète a été induit par l’injection de streptozotocin chez des souris transgéniques (Tg) surexprimant l’Agt de rat dans les cellules des tubules proximaux du rein (RPTC). Les souris Tg diabétiques ont été traitées soit avec des inhibiteurs du RAS (perindopril et losartan), de l’insuline ou une combinaison des deux pour 4 semaines avant d’être euthanasiées. Pour une autre étude, des souris Tg non-diabétiques ont été traitées soit avec des inhibiteurs du RAS, l’hydralazine (vasodilatateur) ou l’apocynine (inhibiteur de la NADPH oxydase) pour une période de 8 semaines avant l’euthanasie. Des souris non-Tg ont été utilisées comme contrôles. Des cellules immortalisées de tubule proximal de rat (IRPTC) transfectées de manière stable avec un plasmide contenant l’Agt ou un plasmide contrôle ont été employées comme modèle in vitro. Nos résultats ont démontré que les souris Tg présentaient une augmentation significative de la pression systolique, l’albuminurie, l’apoptose des RPTC et l’expression de gènes pro-apoptotiques par rapport aux souris non-Tg. Les mêmes changements ont été observés chez les souris Tg diabétiques par rapport aux souris non-Tg diabétiques. L’insuline et/ou les inhibiteurs du RAS ont permis d’atténuer ces changements, sauf l’hypertension qui n’était réduite que par les inhibiteurs du RAS. Chez les IRPTC transfectées avec l’Agt in vitro, les hautes concentrations de glucose augmentent l’apoptose et l’activité de la caspase-3 par rapport aux cellules contrôles et l’insuline et/ou les inhibiteurs du RAS empêchent ces augmentations. En plus des changements physiologiques, les RPTC des souris Tg présentent aussi une augmentation significative de la production des espèces réactive de l’oxygène (ROS) et de l’activité de la NADPH oxydase, ainsi qu’une augmentation de l’expression du facteur de croissance transformant-beta 1 (TGF-β1), de l’inhibiteur activateur du plasminogène de type 1 (PAI-1), des protéines de la matrice extracellulaire, du collagène de type IV et de la sousunité p47 de la NADPH oxydase. Le traitement des souris Tg avec l’apocynine et le perindopril a permis d’améliorer tous ces changements, sauf l’hypertension qui n’était pas corrigée par l’apocynine. D’autre part, l’hydralazine a prévenu l’hypertension, sans modifier l’albuminurie, l’apoptose des RPTC ou l’expression des gènes pro-apoptotiques. Ces résultats montrent bien que l’activation du RAS intrarénal et l’hyperglycémie agissent de concert pour induire l’albuminurie et l’apoptose des RPTC, indépendamment de l’hypertension systémique. La génération des ROS via l’activation de la NADPH oxydase induit en partie l’action du RAS intrarénal sur l’apoptose des RPTC, la fibrose tubulo-interstitielle et l’albuminurie chez les souris Tg. D’autre part, une expérience en cours a tenté d’encore mieux délimiter les effets de l’activation du RAS intrarénal, tout en éliminant la néphrotoxicité du STZ. Pour cette étude, les souris Tg surexprimant l’Agt de rat dans leurs RPTC ont été croisées aux souris Ins2Akita, un modèle spontané de diabète de type I, afin de générer des souris Akita-rAgt-Tg. Les résultats préliminaires indiquent que le RAS intrarénal est activé dans les souris Akita et que la combinaison avec l’hyperglycémie induit du stress du réticulum endoplasmique (ER) dans les RPTC in vivo. Le stress du ER contribue à l’apoptose des RPTC observée dans le diabète, à tout le moins dans le modèle Akita. Le traitement avec des inhibiteurs du RAS permet d’atténuer certains des dommanges rénaux observés dans les souris Akita-rAgt-Tg. / Experimental and clinical studies have shown that renin-angiotensin system (RAS)activation may lead to hypertension, a major cardiovascular and renal risk factor. Angiotensinogen (Agt) is the sole substrate of the RAS. However, it is unclear whether intrarenal RAS activation alone could induce kidney injury independently of systemic hypertension and play an important role in the progression of diabetic nephropathy (DN). To explore the role of intrarenal RAS in kidney injury, transgenic (Tg) mice overexpressing rat Agt in their renal proximal tubular cells (RPTCs) were rendered diabetic by streptozotocin (STZ). Diabetic Tg mice were treated with RAS blockers (perindopril and losartan), insulin or a combination of both and then euthanized after 4 weeks of treatment. In a separate study, non-diabetic Tg mice were treated with RAS blockers or hydralazine (a vasodilator) or apocynin (an NADPH oxidase inhibitor) and then euthanized after 8 weeks of treatment. Non-Tg littermates served as controls in both studies. Immortalized rat proximal tubule cells (IRPTCs) stably transfected with Agt cDNA or control plasmid were used in the experiments as an in vitro model. Our results showed that non-diabetic Tg mice displayed a significant increase in systolic blood pressure (SBP), albuminuria, RPTC apoptosis, and proapoptotic gene expression. Diabetic Tg mice had a further increase of albuminuria, RPTC apoptosis, and proapoptotic gene expression, though the SBP of the diabetic Tg mice was similar to that of non-diabetic Tg mice. RAS blockers and/or insulin treatments markedly attenuated these changes, except that insulin had no impact on hypertension. In vitro, high-glucose melieu significantly increased apoptosis and caspase-3 activity in Agt stable transfectants compared to control cells, and these changes were attenuated by insulin and/or RAS blockers. Furthermore, non-diabetic Tg mice showed significantly elevated reactive oxygen species (ROS) production and NADPH oxidase activity, as well as enhanced expression of transforming growth factor-beta 1 (TGF-β1), plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1), extracellular matrix proteins, collagen type IV, and NADPH oxidase subunit p47 in their RPTC. Treatment with apocynin and perindopril ameliorated these changes, but apocynin had no effect on SBP. In contrast, hydralazine prevented hypertension but not albuminuria, RPTC apoptosis, or proapoptotic gene expression. These data indicate that intrarenal RAS activation and hyperglycemia act in concert to induce albuminuria and RPTC apoptosis independent of systemic hypertension. ROS generation via NADPH oxidase activation mediates, at least in part, intrarenal RAS action on RPTC apoptosis, tubulointerstitial fibrosis and albuminuria in Tg mice. On the other hand, in an on-going experiment, to avoid the nephro-toxic effects of STZ and further delineate the effects of intrarenal RAS activation, Tg mice overexpressing rat Agt in their RPTCs were crossbred with Ins2Akita mice, a spontaneous type I diabetes model, to generate Akita-rAgt-Tg mice. Preliminary data indicated that hyperglycaemia and intrarenal RAS activation induced endoplasmic reticulum (ER) stress in RPTC in vivo, and the ER stress pathway contributed to RPTC apoptosis in diabetes, at least in the Akita model. RAS blockade was effective in attenuating some parameters of renal injury in AkitarAgt-Tg mice.

La néphropathie diabétique est une maladie rénale caractérisée par un syndrome néphrotique et de la glomérulosclérose. Celle-ci est reliée à l’angiopathie de capillaires suite au diabète. Il s’agit d’une importante cause d’insuffisance rénale en Amérique. Or, les anomalies tubulaires comme l’apoptose ou le détachement de tubules des glomérules sont reconnues comme étant de bons marqueurs de progression de cette maladie. Ainsi, il a été proposé au cours des travaux reliés à cette thèse d’étudier les différents mécanismes moléculaires reliés à l’apoptose des tubules proximaux, en particulier dans un thème de relation avec les dommages reliés aux espèces réactives oxygénées (ROS). Une des hypothèses développée au cours de précédents travaux faisait état que l’une des sources initiales qui entrainent le développement de dommages tubulaires soit régulée à travers la production de ROS dérivés des NADPH oxydases. Ainsi, une des premières séries d’expériences entreprises au cours de cette thèse a été effectuée sur un modèle animal de diabète de type 2, la souris db/db. Suite à la caractérisation des différentes pathologies rénales et leur réduction par la surexpression de l’enzyme antioxydante catalase dans les tubules proximaux, des expériences de micro-puces d’expression génétiques furent effectuées. À l’aide de cet outil et par des analyses bioinformatiques, il a été possible d’établir un profilage de gènes reliés à différentes voies de signalisation modulées par le diabète et la catalase. Ainsi, il a été possible d’effectuer de plus amples études sur des gènes reliés à l’apoptose surexprimé dans les tubules proximaux de souris diabétiques. Un des gènes pro-apoptotique mieux caractérisé durant cette thèse fut le gène Bmf, un membre de la famille des régulateurs de Bcl-2 impliqués dans l’apoptose via le relâchement de cytochrome c de la mitochondrie. Ainsi, il a été déterminé que ce gène est surexprimé dans les tubules proximaux de souris diabétiques, et que celui-ci était augmenté dans différents modèles in vitro de diabète. Cela a permis de conclure que Bmf joue sans doute un rôle important la régulation de l’apoptose et de l’atrophie des tubules proximaux. Une autre étude effectuée dans le cadre de cette thèse était reliée avec l’utilisation d’un modèle transgénique afin de mieux définir le rôle que jouent les dommages reliés au stress oxydatif dans la progression des pathologies rénales reliées à l’induction du système rénine-angiotensine. Les résultats obtenus ont permis de déterminer que la surexpression de l’enzyme antioxydante catalase a permis de réduire les différentes pathologies rénales observées dans les souris transgéniques, ce qui permet de conclure que les espèces réactives oxygénées jouen un rôle important dans le développement de l’hypertension et des dommages rénaux. / Diabetic nephropathy is a disease characterized by a nephrotic syndrome and glomerulosclerosis. It is related to capillaries angiopathy caused by diabetes. It is one of the main sources of end stage renal disease in America. Tubular anomalies such as apoptosis or tubular detachment from glomeruli are known to be efficient markers for the progression of this disease. Thus, it has been proposed during the work related to this thesis to study the different molecular mechanisms linked with proximal tubules apoptosis, particularly those related with reactive oxygen species (ROS). A previously stated hypothesis made by our laboratory stated that one of the initial sources of the development of tubular damages may be regulated by the production of ROS by NADPH oxidases. Thus, one of the first series of experiments carried during this thesis was done on an animal model of type 2 diabetes, the db/db mouse. Following the characterization of different renal pathologies and their reduction in the proximal tubules by the antioxidant enzyme catalase, experiment with genetics expression microarrays were carried. Using this tool and bioinformatics analysis, it was possible to profile different genes linked to pathways involved by diabetes and the catalase enzyme. Thus, it was possible to carry further studies on these genes linked to apoptosis and overexpressed in the proximal tubules of diabetic mice. One of the pro apoptotic genes characterized in this thesis was the Bmf gene, a member of the family of Bcl-2 regulator, involved in apoptosis related to the release of cytochrome c from the mitochondria. Thus, it was determined that this gene is overexpressed in the proximal tubules of diabetic mice, and that it was also upregulated by in vitro models of diabetes. This enabled our team to conclude that Bmf must play an important role in the regulation of apoptosis and atrophy of the proximal tubules. Another study carried during this thesis was linked with the use of a transgenic animal model to better define the role played by damages related to oxidative stress in the progression of renal pathologies related to renin-angiotensin system activation. The results obtained by this study stated that overexpression of the antioxidant enzyme catalase managed to reduce the different kidney pathologies observed in the transgenic model, which let us conclude that reactive oxygen species have an important role to play in the development of hypertension and kidney damages.

A nefropatia diabética (ND) é uma das principais causas de nefropatia crônica, o que torna o diabetes mellitus (DM) responsável por 44% da prevalência de doença renal crônica (DRC) no mundo. O papel do estresse oxidativo na patogênese da ND está bem estabelecido e genes pertencentes a vias pró- e antioxidantes são possíveis candidatos a conferirem susceptibilidade genética a essa e a outras complicações crônicas. Além do estresse oxidativo, o transporte intracelular de glicose, mediado por transportadores específicos, também parece exercer influência sobre a ND e outras complicações. O objetivo deste trabalho foi avaliar a associação entre ND e alguns polimorfismos de um único nucleotídeo (SNPs) em genes que codificam proteínas transportadoras de glicose (GLUT2 [SLC2A2]), proteínas pró-oxidantes (p22phox [CYBA] e NOX-2 [CYBB]) e proteínas antioxidantes (glutationa peroxidase-4 [GPX4] e catalase [CAT]) em uma coorte brasileira (n=453; 45,8% de pacientes com ND) e três coortes francesas (SURGENE [n=340; 17,7% de pacientes com ND na fase basal], GENEDIAB [n=313; 66,7% de pacientes com ND] e GENESIS [n=636; 49,7% de pacientes com ND]) de pacientes portadores de DM tipo 1. Os SNPs foram genotipados com o uso da técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) em tempo real e os resultados expressos em odds ratio (OR) ou hazard ratio (HR), com seus respectivos intervalos de confiança (IC), determinados em modelos ajustados de regressão logística politômica ou regressão de risco proporcional de Cox, respectivamente. A razão albumina/creatinina urinária (ACR) ou a taxa de excreção urinária de albumina (EUA) foram utilizadas para definir os estágios de ND e os pacientes foram classificados de acordo com a presença ou ausência de ND incipiente (ACR 30 - 300 mg/g de creatinina ou EUA 20 - 200 ?g/min ou 20 - 200 mg/L) e creatinina plasmática <1,7 mg/dL), ND estabilizada (ACR >300 mg/g de creatinina ou EUA > 200 ug/min ou > 200 mg/L e creatinina plasmática < 1,7 mg/dL ) ou ND avançada (ACR > 300 mg/g de creatinina ou EUA > 200 ug/min ou > 200 mg/L e creatinina plasmática > 1,7 mg/dL ou qualquer terapia de reposição renal) e também foram avaliadas associações dos SNPs com a taxa de filtração glomerular estimada (TFGe). O alelo raro A do SNP rs6610650 no gene CYBB foi associado com valores baixos de TFGe em mulheres na coorte brasileira e com a prevalência de ND estabilizada/avançada em mulheres da coorte francesa (OR 1,75; IC 95% 1,11 - 2,78; p=0,016). O alelo raro T do SNP rs713041 no gene GPX4 foi inversamente associado com a prevalência de ND estabilizada/avançada em homens na coorte brasileira (OR 0,30, IC95% 0,13 - 0,68, p=0,004) e com valores elevados de TFGe em homens na coorte francesa. O alelo raro A do SNP rs7947841 no gene CAT foi associado com a prevalência de ND incipiente (OR 2,79; IC95% 1,21 - 6,24; p=0,01) e ND estabilizada/avançada (OR 5,72; IC95% 1,62 - 22,03; p=0,007), bem como com a incidência de eventos renais, definidos como novos casos de microalbuminúria ou progressão para um estágio mais grave de ND durante o seguimento de estudo, na coorte SURGENE (HR 1,82; IC95% 1,13 - 2,81; p=0,01). O mesmo alelo de risco associou-se com a prevalência de ND incipiente (OR 3,13; IC95% 1,42 - 7,24; p=0,004) e com a incidência de insuficiência renal crônica terminal (IRCT) na coorte GENEDIAB (HR 2,11; IC95% 1,23 - 3,60; p=0,008) e com a prevalência de ND incipiente (OR 2,16; IC95% 1,14 - 4,10, p=0,02) e ND estabilizada/avançada (OR 2,71; IC95% 1,38 - 5,42; p=0,004) na coorte brasileira. O alelo raro T do SNP rs9932581 no gene CYBA foi inversamente associado com a prevalência de ND estabilizada/avançada (OR 0,60; IC95% 0,46 - 0,78; p=0,0001) e com valores mais baixos de TFGe nos pacientes de descendência europeia da coorte GENESIS/GENEDIAB. Este mesmo alelo foi associado com a incidência de eventos renais e de IRCT nas coortes SURGENE (HR 0,63; IC95% 0,46 - 0,86; p=0,003) e GENESIS/GENEDIAB (HR 0,51; IC95% 0,31 - 0,78; p=0,002), respectivamente. Entretanto estes resultados não foram replicados na coorte brasileira. O alelo raro T do SNP rs11924032 no gene SLC2A2 foi inversamente associado com a perda da TFGe ao logo do tempo (0,02%/ano vs 2,18%/ano para os pacientes portadores do genótipo GG; p=0,005), na coorte SURGENE. Este mesmo alelo foi inversamente associado com a incidência de IRCT nas coortes GENESIS/GENEDIAB (HR 0,53; IC95% 0,29 - 0,89; p=0,01). Os resultados observados para o gene SLC2A2 não forneceram fortes indícios para afirmarmos que este gene exerça um papel relevante no desenvolvimento da ND nos pacientes com DM tipo 1 nas coortes francesas estudadas. Em contrapartida, os SNPs nos genes que codificam as proteínas pró-oxidantes CYBA e CYBB e as proteínas antioxidantes GPX-4 e CAT foram capazes de modular o risco para doença renal em pacientes portadores de DM tipo 1, sendo que os SNPs presentes nos genes CYBB, GPX4 e CAT tiveram seus resultados replicados em coortes independentes, o que corrobora a importância destes genes e, consequentemente, do estresse oxidativo, na patogênese da ND / Diabetic nephropathy (DN) is a major cause of chronic nephropathy, with diabetes mellitus (DM) accounting for 44% of the prevalence of chronic kidney disease (CKD) in the world. The role of oxidative stress in the pathogenesis of DN is well established and genes belonging to pro- and antioxidant pathways are possible candidates to confer genetic susceptibility to this and other chronic complications. Besides oxidative stress, intracellular glucose transport mediated by specific transporters, also appears to influence DN and other complications. The aim of this study was to evaluate the association between DN and some single nucleotide polymorphisms (SNPs) present in genes encoding glucose transport proteins (GLUT2 [SLC2A2]), pro- (p22phox [CYBA] and NOX-2 [CYBB]) and antioxidants (glutathione peroxidase-4 [GPX4] and catalase [CAT]) proteins, in a Brazilian cohort [n= 453; 45.8% f patients with DN], and three French cohorts (SURGENE [n=340; 17.7% of patients with DN at baseline], GENEDIAB [n=313; 66.7% of patients with DN], and GENESIS [n=636; 49.7% of patients with DN]) of patients with type 1 DM. The SNPs were genotyped using the technique of real time polymerase chain reaction (PCR) and results expressed as odds ratio (OR) and hazard ratio (HR), with their respectively 95% confidence intervals (CI), determined by adjusted models of polytomic logistic regression and Cox proportional hazard regression, respectively. The albumin/creatinine ratio (ACR) or the urinary albumin excretion (UAE) rate were used to define the DN stages and the patients were classified according to the presence or absence of incipient DN (ACR 30 - 300 mg/g of creatinine or UAE 20 - 200 ug/min or 20 - 200 mg/L) and plasmatic creatinine < 1,7 mg/dL), established DN (ACR > 300 mg/g of creatinine or EUA > 200 ug/min or > 200 mg/L and plasmatic creatinine <1,7 mg/dL) or advanced DN (ACR >300 mg/g of creatinine or UAE > 200 ug/min or > 200 mg/L and plasmatic creatinine > 1,7 mg/dL or any renal replacement therapy). Associations for the estimated glomerular filtration rate (eGFR) were also evaluated. The rare allele A of the SNP rs6610650 in CYBB gene was associated with low values of eGFR in women in the Brazilian cohort and with the prevalence of established/advanced DN in women in the French cohort (OR 1.75, 95%CI 1.11 - 2.78, p=0.016). The rare allele T of the SNP rs713041 in GPX4 gene was inversely associated with the prevalence of established/advanced DN in men in the Brazilian cohort (OR 0.30, 95%CI 0.13 - 0.68, p=0.004) and with higher values of eGFR in men in the French cohort. The rare allele A of the SNP rs7947841 in CAT gene was associated with the prevalence of incipient DN (OR 2.79, 95%CI 1.21 - 6.24, p=0.01) and established/advanced DN (OR 5.72; 95%CI 1.62 - 22.03, p=0.007) as well as the incidence of renal events, defined as new cases of microalbuminuria or progression to a more severe stage during the follow-up study, in SURGENE cohort (HR 1.82, 95%CI 1.13 - 2.81, p=0.01). The same risk allele was associated with the prevalence of incipient DN (OR 3.13, 95%CI 1.42 - 7.24, p=0.004), the incidence of end-stage renal disease (ESRD) in the cohort GENEDIAB (HR 2.11, 95%CI 1.23 - 3.60, p=0.008) and with the prevalence of incipient DN (OR 2.16, 95%CI 1.14 - 4.10, p=0.02) and established/advanced DN (OR 2.71, 95%CI 1.38 - 5.42, p=0.004) in the Brazilian cohort. The rare T allele of the SNP rs9932581 in CYBA gene was inversely associated with the prevalence of established/advanced DN (OR: 0.60, 95%CI: 0.46 - .78, p=0.0001) and associated with lower values of eGFR in patients of GENESIS/GENEDIAB cohort. The same allele was inversely associated with the incidence of renal events and ESRD in SURGENE (HR 0.63, 95%CI 0.46 - 0.86, p=0.003) and GENESIS/GENEDIAB (HR 0.51, 95%CI 0.31 - 0.78, p=0.002) cohorts. However, these results were not replicated in the Brazilian cohort. The rare T allele of the SNP rs11924032 in SLC2A2 gene was inversely associated with the loss of eGFR during the follow-up (0.02%/year vs. 2.18%/year for patients with the GG genotype, p=0.005) in the SURGENE cohort. The same allele was inversely associated with the incidence of ESRD in the GENESIS/GENEDIAB cohorts (HR 0.53, 95%CI 0.29 - 0.89, p=0.01). The results observed for the SLC2A2 gene, in this study, did not provide strong evidence to state that this gene exerts a relevant role in the development of DN in patients with type 1 DM in the studied cohorts. However, SNPs in genes encoding the pro-oxidant proteins CYBA and CYBB, and the antioxidants proteins GPX-4 and CAT were able to modulate the risk of renal disease in patients with type 1 DM. The studied SNPs in CYBB, GPX4 and CAT genes had their results replicated in independent cohorts, which confirms the importance of these genes and, hence, of the oxidative stress in the pathogenesis of DN