Néphropathie aux acides aristolochiques

Néphropathie aux acides aristolochiques :
de l’observation clinique
au modèle expérimental
par
F. Debelle*, J.-L. Vanherweghem** et J. Nortier*,**
La néphropathie aux acides aristolochiques (NAA) est une maladie rénale grave,
caractérisée sur le plan histologique par une fibrose interstitielle étendue (fig. 1a) et qui
est régulièrement compliquée par des cancers des voies urinaires [1]. C’est à la suite
de l’observation clinique de quelques cas inhabituels d’insuffisance rénale rapidement
progressive, que cette néphropathie a été identifiée pour la première fois en Belgique,
en 1992, en relation avec la prise, dans le cadre d’un régime amaigrissant, de plantes
utilisées en médecine traditionnelle chinoise [2, 3]. D’abord appelée « néphropathie aux
plantes chinoises (NPC) (« chinese herbs nephropathy »), la mise en évidence ultérieure
d’acides aristolochiques (AA), suspectés d’être néphro­toxiques et cancérigènes, dans les
plantes chinoises incriminées fait préférer aujourd’hui le nom de NAA [4, 5]. Les études
épidémiologiques qui ont suivi la description clinique initiale ont révélé le caractère
universel de cette néphropathie, tant les plantes contenant des AA sont utilisées dans
les pratiques traditionnelles en Asie et alternatives dans les pays occidentaux [1].
Si le rôle étiologique probable des AA a pu être dégagé des études cliniques
épidémiologiques, il restait encore à en établir la preuve expérimentale. Aussi,
des modèles expérimentaux ont-ils été développés. Ils ont non seulement apporté
la preuve expérimentale attendue, mais ont également offert aux chercheurs de
nouveaux outils pour comprendre la genèse de la fibrose rénale interstitielle.
* Unité de Néphrologie Expérimentale, Faculté de Médecine et **Service de Néphrologie, Dialyse
et Transplantation Rénale, Hôpital Erasme, Université Libre de Bruxelles, Bruxelles, Belgique.
FLAMMARION MÉDECINE-SCIENCES – ACTUALITÉS NÉPHROLOGIQUES 2009
(www.medecine.flammarion.com)
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NÉPHROPATHIE « AUX PLANTES CHINOISES »
Aspects épidémiologiques
Les premiers cas de NPC ont été observés en Belgique au début de l’année 1992
chez deux femmes âgées de moins de 50 ans, sans aucun antécédent néphrologique
connu, qui ont suivi quelques mois auparavant un régime amaigrissant dans un même
cabinet bruxellois [3]. La composition des gélules utilisées pour ce régime avait été
modifiée au cours de l’année 1990 par l’introduction d’extraits pulvérisés de racines
de plantes chinoises (Stephania tetrandra et Magnolia officinalis) [3]. Une étude
épidémiologique rétrospective conduite en région bruxelloise a révélé une augmentation significative de l’incidence d’urémie terminale chez des femmes de moins de
50 ans entre le 1er janvier et le 30 juin 1992 comparé à ceux enregistrés pendant l’année
1989. La majorité de ces patientes avait suivi le même régime amaigrissant à base de
plantes chinoises [3]. Il est apparu que la substance dite St. tetrandra était en réalité
Aristolochia fangchi contenant des AA (fig. 1b-c). Cette confusion malencontreuse
s’explique par l’appartenance du St. tetrandra (Han Fang-ji) et de l’A. fangchi (Guang
Fang-ji) à la même famille thérapeutique en médecine traditionnelle chinoise, les
a
b
c
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Fig. 1. – La néphropathie aux plantes chinoises
(néphropathie aux acides aristolochiques), se
caractérise sur le plan histologique, par de
la fibrose interstitielle étendue, associée à
une atrophie tubulaire majeure (a). Illustra­
tion d’une gélule amaigrissante ingérée par
les patientes atteintes de néphropathie aux
plantes chinoises, et coupe transversale d’une
racine d’Aristoloche contenant les acides
aristolochiques (b). Les acides aristolochiques
I (R = OCH3) et II (R = H) sont des dérivés
structurellement apparentés aux acides car­
boxyliques du nitrophénantrène (c).
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« Fang-ji » [3, 5, 6]. Malgré le retrait des plantes incriminées du marché belge dès la
fin de l’année 1992, plus d’une centaine de cas de NPC ont été rapportés en Belgique
en 1998, dont 70 p. 100 avaient atteint le stade d’insuffisance rénale terminale [7].
Si la majorité des cas de NAA ont été recensés en Belgique, d’autres cas ont été
rapportés ponctuellement en France, en Espagne, au Royaume-Uni, en Allemagne,
aux États-Unis, au Japon, à Taiwan et en Chine, dans un contexte de régime
a
b
d
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c
Fig. 2. – Recensement des cas de néphro­
pathie aux acides aristolochiques
rapportés dans la littérature (a). Phar­
macie traditionnelle chinoise vendant
des préparations à base, entre autres,
de Fang Chi et de Mu Tong (contenant
ou susceptible de contenir des acides
aristolochiques) (b et c). Aristolochia
clematitis (contenant des acides aristo­
lochiques) poussant à l’état sauvage
au milieu des champs cultivés de
céréales dans le bassin du Danube (d).
Traduit et adapté avec la permission
de MacMillan Publishers Ltd d’après
Debelle FD et al. Aristolochic acid
nephropathy : a worldwide problem.
Kidney Int, 2008 ; 74 : 158-169.
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amaigrissant, mais également en dehors de ce contexte (fig. 2a) [7-24]. Toutefois, le
nombre de cas de NAA est probablement sous-estimé dans la mesure où les AA sont
retrouvés dans diverses préparations utilisées en médecine traditionnelle chinoise,
japonaise ou indienne (fig. 2b) [25-27].
Enfin, sur la base d’un rapport de la « United States Food and Drug Administration »
(consultable à l’adresse Internet : http ://www.cfsan.fda.gov/~dms/ds-bot.html), on
estime à plus d’une soixantaine les produits contenant des AA, ou susceptibles d’en
contenir, ou d’être éventuellement contaminés par des AA. Ces diverses substances
peuvent se retrouver sous une cinquantaine de noms courants ou être repris comme
ingrédients dans de nombreuses préparations. Malgré les mises en garde de la Food
and Drug Administration (FDA) et l’interdiction de vente sur le marché américain
de telles substances, ces produits contenant des AA ou suspectés d’en contenir sont
facilement disponibles via des sites Web [28].
Caractéristiques cliniques et histologiques
À l’exception de quelques cas de syndrome de Fanconi et de nécrose tubulaire
aiguë, la majorité des patients ont développé une insuffisance rénale chronique
décelée le plus souvent à l’occasion d’un examen de routine [29]. Cette néphropathie
ne s’accompagne pas d’anomalies du sédiment urinaire. Par contre, des analyses
plus détaillées des urines ont démontré la présence d’une quantité anormalement
élevée de protéines de bas poids moléculaire avec un rapport protéines de bas poids
moléculaire/albumine, plus élevé que chez des patients témoins atteints d’une glomérulopathie [30]. Par ailleurs, l’excrétion urinaire d’endopeptidase neutre (NEP), une
ecto-enzyme de la bordure en brosse de la cellule tubulaire proximale, était significativement réduite, reflétant une atrophie tubulaire proximale sévère [31]. Enfin, le
profil d’amino-acidurie (excrétion augmentée de proline, d’hydroxyproline, et de
citruline avec un taux normal de glycine) retrouvé chez les patients ayant développé
un syndrome de Fanconi est en faveur d’une atteinte du transporteur de faible affinité
de la proline au niveau de la bordure en brosse du tubule proximal [12]. L’ensemble
de ces observations cliniques tend à démontrer que la cellule tubulaire proximale
est la cible privilégiée de la toxicité des AA.
Les reins sont en général de petite taille, asymétriques dans environ 50 p. 100 des
cas et aux contours irréguliers dans un tiers des cas [32]. Les lésions histologiques
observées sur les biopsies rénales et les pièces d’urétéronéphrectomies obtenues au
moment de la transplantation [2, 4] mettent en évidence une fibrose interstitielle
étendue associée à une atrophie tubulaire majeure, voire à une disparition complète
des tubes (voir fig. 1a). La fibrose est pauci-cellulaire, comprenant quelques cellules
fibroblastiques ou lymphocytaires. Les atteintes tubulo-interstitielles les plus sévères
prédominent au sein du cortex superficiel. Les glomérules sont relativement épargnés dans un premier temps, mais on peut néanmoins retrouver un collapsus des
capillaires, une fragmentation de la membrane basale et un épaississement fibreux
de la capsule de Bowman. Les études en immunofluorescence n’ont pas permis de
mettre en évidence de dépôts d’IgA, d’IgG, d’IgM, de C1q, de fibrinogène ni de
chaîne kappa et lambda.
Dans la plupart des cas, la détérioration de la fonction rénale se poursuivait sur
une période allant de 6 mois à plusieurs années, et ce malgré l’arrêt de la prise de
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plantes chinoises. Vu l’évolution inexorable de cette néphropathie et tenant compte
que, dans certains cas, les tubules atrophiques étaient entourés par des groupes de
cellules inflammatoires, un traitement à base de corticostéroïdes a été envisagé chez
35 patients NPC. Un effet bénéfique de ce traitement a pu être ainsi démontré :
après un an, seulement 2 patients NPC sur 12 traités par corticostéroïdes ont été pris
en charge en dialyse comparé à 16 patients sur 23 patients NPC témoins, et après
trois ans, sur une série élargie à 37 patients, 8 cas sur 14 traités comparé à 21 cas
sur 23 patients NPC témoins [33, 34].
Enfin, les artérioles interlobulaires et afférentes présentent un épaississement de
leur paroi dû à un gonflement des cellules endothéliales suggérant un phénomène
ischémique éventuellement induit par les substances anorexigènes du régime
amaigrissant concomitamment administrées avec les plantes chinoises [35]. Parmi
celles-ci, on pointera la (dex)fenfluramine, un anorexigène de type agoniste de
la sérotonine, qui aurait pu jouer un rôle dans le développement de la NPC.
En effet, il a été démontré expérimentalement que des injections répétées de
sérotonine étaient susceptibles d’induire des lésions rénales de type ischémique
évoluant vers la fibrose tubulo-interstitielle [36]. Toutefois, cette hypothèse a été
raisonnablement écartée sur la base clinique de cas de NPC observés en dehors
du contexte de la prise de gélules amaigrissantes [29]. Elle fut définitivement
écartée par des investigations expérimentales complémentaires (voir infra) [37].
A contrario, une toxicité extrarénale des plantes chinoises avait été suspectée à la
vue de l’incidence élevée d’insuffisance aortique (30-50 p. 100) chez les patients
NPC [32]. En réalité, cette valvulopathie était liée à la prise concomitante d’agents
anorexigènes, principalement la fenfluramine, comme l’ont démontré les études
de corrélation dose-réponse [38, 39].
Rôle étiologique des acides aristolochiques (AA)
La coïncidence dans le temps entre l’introduction de plantes chinoises dans la
composition des régimes amaigrissants et la survenue de l’insuffisance rénale a
suscité un ensemble d’investigations complémentaires sur l’éventuelle néphrotoxicité de ces plantes [3]. Rapidement, il a été démontré, dans la cohorte belge,
que seule la substance dite St. tetrandra était associée à tous les cas d’insuffisance
rénale et que cette plante avait pu être remplacée par un autre agent toxique végétal
[2, 3]. En effet, le St. tetrandra (Han Fang-ji) est classé, en médecine traditionnelle chinoise, dans la même famille thérapeutique (les Fang-ji) que Aristolochia
fangchi (Guang Fang-ji). Dès lors, le risque de confusion entre ces deux plantes
était considérable. D’autre part, l’aspect anatomopathologique de la NPC présente
de nombreuses similitudes avec celui de la néphropathie endémique des Balkans,
dont les hypothèses étiologiques évoquent une exposition chronique à des céréales
contaminées par une mycotoxine (l’ochratoxine A) ou une phytotoxine contenant
des AA (graines d’Aristolochia clematitis) [2-4, 40]. L’hypothèse de la substitution
a été confortée par les analyses phytochimiques réalisées en chromatographie en
couche mince. Celles-ci ont révélé la présence d’AA dans les différents lots de
poudre de plantes chinoises délivrées en Belgique sous le nom de St. tetrandra
[5, 41]. D’autre part, il est apparu que la dose cumulée du Stephania (en réalité,
Aristolochia) était le seul facteur significatif prédictif de la sévérité de la maladie
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rénale mesurée par la pente de l’évolution de la créatinine au cours du temps [42].
L’exposition des patients aux AA allait être confirmée par la détection des adduits
d’ADN. En effet, il a été possible de révéler sur du tissu rénal de patients NPC la
présence d’adduits d’ADN formés par des liens covalents entre les aristolactames,
métabolites des AA-I et AA-II activés par nitroréduction, et les bases puriques
(adénosine et guanosine) de l’ADN [43, 44]. La recherche de ces mêmes adduits
était négative dans le tissu rénal issu de patients atteints d’autres néphropathies
[44]. Pour finir, les lésions caractéristiques de la NPC ont été reproduites expérimentalement dans des modèles de lapins et de rats après administrations répétées
d’AA (voir infra) [45, 46].
NÉPHROPATHIE AUX ACIDES ARISTOLOCHIQUES
ET MÉDECINE TRADITIONNELLE
Après la description des premiers cas belges de NPC/NAA, d’autres cas ont
été sporadiquement observés en Europe et aux États-Unis. Mais c’est surtout
en Asie que l’on a observé un nombre croissant de NAA (voir fig. 2a) [6]. Une
trentaine de cas de NAA ont ainsi été rapportés à Taiwan après l’utilisation de
diverses phytothérapies [15, 17]. Des cas de syndrome de Fanconi et de NAA ont
également été décrits au Japon chez quatre patients ayant ingéré des préparations
à base de plantes contenant des AA [12, 13]. En Chine, des cas d’insuffisance
rénale aiguë sur nécrose tubulaire ont été observés chez 8 patients après la prise
de Guanmutong (Aristolochia manshuriensis Kom.), une plante riche en AA et
abondamment utilisée dans le traitement d’affections urologiques et cardiovasculaires [22]. À noter encore que la prise de Longdan Xiegenwan, un « stimulant
du foie » qui contient de l’Aristolochia manshuriensis Caulis, a été responsable
de plus d’une centaine de cas de NAA [23].
Les cas de NAA observés en Asie résultent en grande partie de la complexité
de la pharmacopée traditionnelle qui, d’une part, recourt préférentiellement à la
dénomination vernaculaire des espèces végétales et, d’autre part, autorise la substitution d’une plante par une autre, même si elles ne sont pas phylogénétiquement
apparentées [6]. Malgré l’exemple dramatique de la NPC, les préparations Fang ji et
Mu tong susceptibles de contenir des AA continuent à être régulièrement prescrites
en médecine traditionnelle chinoise sans aucun contrôle de pharmacovigilance. Les
conséquences en termes de santé publique risquent d’être considérables quand on
sait que, d’après des données publiées en 2007, pas moins de 3 000 hôpitaux chinois
pratiquent la médecine traditionnelle et plus de 230 millions de patients y ont recours
par an [47]. Une analyse rétrospective de données provenant du système de soins de
santé taiwanais a révélé que, sur une cohorte de près de 200 000 patients, un tiers
avait reçu entre 1997 et 2003 au moins un traitement à base de remèdes traditionnels contenant ou susceptibles de contenir des AA [48]. En Inde où la médecine
traditionnelle utilise plus de 7 500 espèces végétales différentes dont l’Aristolochia
bracteata, l’Aristolochia tagala et l’Aristolochia indica, une étude épidémiologique
a révélé qu’un peu plus d’un quart des maladies rénales chroniques étaient des
néphrites tubulo-interstitielles [49]. Il est probable qu’une proportion non négligeable
de celles-ci soit attribuable à la toxicité rénale des AA [27].
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NÉPHROPATHIE AUX ACIDES ARISTOLOCHIQUES
ET TUMEURS DU TRACTUS URINAIRE
Observations cliniques
Des atypies modérées à sévères et de l’hyperplasie de l’urothélium ont été
observées pour la première fois sur 4 pièces d’urétéronéphrectomie réalisée avant
ou pendant la transplantation rénale chez 3 patientes NPC [4]. Par la suite, des cas
de carcinome urothélial localisés à la paroi postérieure de la vessie, au bassinet et
à l’uretère ont été rapportés [50-52]. Dès lors, il a été proposé à tous les patients
NPC en insuffisance rénale terminale traités par dialyse ou transplantation de
réaliser une bi-urétéronéphrectomie à visée prophylactique vu le risque élevé
d’urothéliome des voies excrétrices des reins propres des patients. Ce faisant,
l’examen anatomopathologique des pièces opératoires a montré l’existence de
carcinomes des voies urinaires dans 4 cas sur 10 dans une série, et dans 18 cas sur
39 dans notre expérience [44, 53]. Par ailleurs, la dose cumulée du prétendu St.
tetrandra (en fait, Aristolochia) s’est avérée être un facteur de risque significatif
pour le développement des tumeurs urothéliales [44]. Ce risque peut perdurer de
nombreuses années (parfois plus de 10 ans) après l’arrêt de l’exposition aux AA
comme le montre le taux d’incidence élevé de 40 p. 100 de carcinomes urothéliaux
observés chez des patients NAA et transplantés rénaux [54]. La problématique
des cancers urothéliaux compliquant la NAA a été rapportée aussi bien en Europe
qu’en Asie [21, 52, 55, 56].
En 2002, l’Agence Internationale pour la Recherche sur le Cancer (IARC) a
conclu qu’il y avait suffisamment de preuves cliniques et expérimentales pour
considérer les préparations à base d’Aristolochia comme carcinogène pour
l’être humain (groupe 1) [57]. La FDA a également sensibilisé les professionnels de la santé, les associations industrielles et les consommateurs du risque
lié à l’utilisation de produits et autres compléments alimentaires contenant des
AA, et a recommandé que ceux-ci soient irrémédiablement bannis [58, 59]. En
septembre 2008, sur base de données cliniques et expérimentales, le rapport final
du National Toxicology Program (NTP) a confirmé le classement des AA parmi
les substances présentant un des plus hauts risques de carcinogénicité (http ://
ntp.niehs.nih.gov).
Activation des acides aristolochiques,
formation d’adduits d’ADN et carcinogenèse
Les acides aristolochiques I et II (AA-I et AA-II) sont des dérivés structuralement apparentés aux acides carboxyliques du nitrophénantrène (voir fig. 1c).
Sous l’action de différents mécanismes enzymatiques dont des nitroréductases
cytosoliques (xanthine oxydase et la DT-diaphorase), des enzymes microsomiales
comme certaines isoformes du cytochrome P450 (CYP1A1 et CYP1A2) et dans
une moindre mesure la NADPH : CYP réductase, les AA subissent une nitroréduction qui aboutit à la formation d’aristolactames (revu dans [60]). Ce processus
métabolique s’accom­pagne d’une étape intermédiaire d’activation en ion cyclique
N-acylnitrénium capable de réagir avec le groupement amine exocyclique des bases
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puriques [60]. Il en résulte la formation d’adduits d’ADN dont les structures ont été
identifiées par spectroscopie de masse : 7 désoxy-adénosine-N6yl aristolactame I
(dA-AAI), 7 désoxy-adénosine-N6yl aristolactame II (dA-AAII), et 7 désoxy-guanosine-N2yl aristolactame I (dG-AAI) [61, 62].
Il a été démontré que le dA-AAI, qui est l’adduit d’ADN prédominant au sein des
tissus cibles, constitue une lésion mutagène responsable entre autres d’une transversion AT → TA. Cette mutation spécifique est retrouvée chez le rat avec une fréquence
élevée sur le condon 61 du proto-oncogène H-ras au sein des tumeurs induites par
les AAI [63]. Chez les patients NAA, la protéine P53 est surexprimée au niveau
des atypies urothéliales et des carcinomes, et une mutation spécifique AAG-TAG
(Lys → Stop) a été retrouvée sur l’exon 5 du gène p53 [53, 64].
NÉPHROPATHIE AUX ACIDES ARISTOLOCHIQUES
ET NÉPHROPATHIE ENDÉMIQUE DES BALKANS
La néphropathie endémique des Balkans (NEB) se caractérise par une fibrose
tubulo-interstitielle chronique de progression lente vers l’urémie terminale. Tout
comme la NAA, elle se complique fréquemment de tumeurs urothéliales. Décrite
pour la première fois dans les années 1950, cette affection toucherait au moins
25 000 personnes établies de longue date dans certains villages situés au bord du
Danube et de ses affluents (Bulgarie, Bosnie, Croatie, Roumanie et Serbie) [65, 66].
De par ses différents aspects, la NEB s’apparente à une néphropathie de cause environnementale pour laquelle de nombreux facteurs ont été évoqués. Parmi ceux-ci,
l’ochratoxine A (OTA), une mycotoxine produite par Penicillium et Aspergillus,
parasitant les silos de céréales des villages endémiques, est classiquement considérée
comme l’agent responsable de la NEB [67, 68].
Cependant, en 1970, Ivic avait évoqué l’implication des AA dans le développement de la NEB en suspectant une contamination alimentaire de la farine de
blé nécessaire à la fabrication du pain par Aristolochia clematitis poussant au
milieu des champs (voir fig. 2d) [69]. Les similitudes entre NAA et NEB ont été
évoquées dès les premières descriptions des cas belges de néphropathie dite aux
plantes chinoises [3]. En 1994, Cosyns et coll. ont insisté sur les caractéristiques
histologiques, en particulier le gradient corticomédullaire de la fibrose tubulointerstitielle, partagées par ces deux maladies rénales [4]. Plus récemment, la
technique de post-marquage au phosphore 32 couplée à celle de l’HPLC et de la
spectroscopie de masse a permis de mettre en évidence des adduits d’ADN aux
aristolactames au sein du cortex rénal et d’urothéliomes provenant de patients
croates atteints de NEB [24]. De plus, une transversion AT → TA, mutation
classiquement retrouvée en cas d’exposition aux AA, a été observée de manière
anormalement élevée au niveau du gène p53 de ces tumeurs. Cette mutation est
très rare dans les tumeurs urothéliales en général, et jamais retrouvée en cas
d’exposition à l’OTA.
En résumé, l’ensemble de ces observations cliniques, histologiques, épidémiologiques et plus récemment, toxicologiques ravive l’hypothèse du rôle étiologique
des AA dans la NEB (fig. 3) [70].
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NÉPHROPATHIE AUX ACIDES ARISTOLOCHIQUES
195
Fibrose rénale interstitielle
et carcinome urothélial
Similitudes
Néphropathie aux Plantes Chinoises
(1992)
Facteurs étiologiques :
acides aristolochiques hautement suspectés,
ochratoxine A évoquée
Similitudes
Présence au sein du tissu
rénal d’adduits d’ADN
spécifiques des acides
aristolochiques
Néphropathie aux acides aristolochiques
(1996- )
Facteur étiologique :
Rôle des acides aristolochiques démontré
Similitudes
Néphropathie endémique des Balkans
(1956)
Facteurs étiologiques :
Ochratoxine A hautement suspectée,
acides aristolochiques évoqués
Néphropathie aux acides aristolochiques et
néphropathie endémique des Balkans
(2007- )
Facteurs étiologiques :
acides aristolochiques hautement suspectés,
ochratoxine A évoquée
Fibrose rénale interstitielle, carcinome
urothélial et adduits d’ADN spécifiques
des acides aristolochiques
Fig. 3. – Néphropathie aux plantes chinoises/acides aristolochiques et néphropathie endé­
mique des Balkans : une seule et même entité ? Traduit et adapté avec la permission de
MacMillan Publishers Ltd d’après Debelle FD et al. Aristolochic acid nephropathy : a
world wide problem. Kidney Int, 2008 ; 74 : 158-159.
TOXICITE RÉNALE DES ACIDES ARISTOLOCHIQUES :
DONNÉES EXPÉRIMENTALES
Modèles expérimentaux
Une des premières observations expérimentales de la toxicité rénale des AA
remonte à 1963 [71]. Dans ce travail, les auteurs ont administré une dose unique de
15 ou 30 mg/kg d’AA à des rats mâles. La dose de 30 mg d’AA/kg a entraîné une
polyurie non osmotique et une réduction significative des clairances de l’inuline et
de l’acide para-amino-hippurique. À l’examen histologique des reins, les glomérules et les vaisseaux étaient indemnes de lésions, tandis que les cellules tubulaires
proximales présentaient un discret gonflement de leur cytoplasme et de leur noyau,
et les tubes distaux apparaissaient légèrement aplatis. Quelques mitoses et cellules
nécrotiques ont également été rapportées. Dans les années 1980, Mengs et coll. ont
consacré plusieurs travaux à la toxicité des AA chez le rongeur, principalement à
leurs effets cancérigènes [72-75]. Une évaluation de la dose létale 50 chez le rat et la
souris a permis de mettre en évidence une toxicité rénale aiguë sous forme de nécrose
tubulaire massive [76]. Quant à la toxicité rénale subaiguë, elle se manifeste par une
discrète nécrose tubulaire accompagnée d’une glucosurie et d’une protéinurie sans,
toutefois, l’apparition de lésions histologiques caractéristiques de la NAA [75].
Compte tenu de l’implication des AA dans le développement de la NPC, suggérée
par les observations cliniques et les études épidémiologiques, de nouvelles études de
toxicité chez l’animal ont vu le jour afin d’en apporter la preuve définitive. Ainsi, il
a été démontré que des injections intrapéritonéales de 0,1 mg/kg d’AA, 5 jours par
semaine, pendant 17 à 21 mois, à des lapins blancs de Nouvelle Zélande aboutissaient
à des lésions rénales de fibrose interstitielle sévère hypocellulaire, d’atypies urothéliales et, pour 3 animaux, de tumeurs du tractus urinaire [45]. Au même moment, notre
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groupe a développé un modèle expérimental de la NAA en administrant quotidiennement par voie sous-cutanée 10 mg d’AA par kg de poids corporel à des rats Wistar
mâle [46]. Au 35e jour apparaissent une insuffisance rénale chronique, une atrophie
tubulaire, un infiltrat inflammatoire mononucléé et une fibrose rénale interstitielle.
Des dysplasies urothéliales et des cancers du tissu sous-cutané au site d’injection
ont également été retrouvés [46]. Chez la souris de souche C3H/He, l’administration d’AA à raison de 2,5 mg/kg, 5 jours semaine, pendant 2 semaines conduit à des
lésions rénales caractéristiques de la NAA [77]. Dans ce modèle, la néphrotoxicité
est principalement liée au composant AA-I, comme cela a été confirmé par la suite
in vitro sur la lignée de cellules tubulaires LLC-PK1 [78, 79].
Mécanismes physiopathologiques
La physiopathologie de la NAA reste encore mal comprise. Le processus de fibrose
interstitielle induite par les AA semble largement indépendant du système rénineangio­tensine comme le laisse penser l’absence d’effets d’un inhibiteur de l’enzyme
de conversion de l’angiotensine associé ou non à un bloqueur du récepteur de type 1
de l’angiotensine sur le développement de la NAA chez le rat [80]. L’effet synergique
possible de l’association aux AA de la dexfenfluramine (association présente dans la
cohorte des patientes belges) a également été écarté expérimentalement [37].
Une phase aiguë de nécrose tubulaire précédant le développement de l’atrophie
tubulaire et la fibrose interstitielle est quasi systématiquement retrouvée dans les
différents modèles expérimentaux [77, 81, 82]. Okada et coll. ont démontré dans un
modèle murin transgénique que la surexpression d’hepatocyte growth factor (HGF)
réduisait la sévérité de la fibrose interstitielle, sans toutefois affecter l’intensité de
la nécrose tubulaire aiguë [82].
Les travaux de Pozdzik et coll. ont mis en évidence le rôle de l’atteinte mitochondriale et du déficit d’activation des enzymes anti-oxydants dans le processus
de toxicité tubulaire des AA [83]. En outre, l’atrophie tubulaire apparaît comme la
résultante d’un défaut de prolifération des cellules tubulaires proximales couplée à
un phénomène accru d’apoptose secondaire à l’activation de la voie de la caspase 3.
La prolifération et l’activation des fibroblastes résidents constituent à première vue
la source principale de tissu matriciel dans le développement de la néphropathie
expérimentalement induite par les AA [83]. De plus, la présence précoce d’un infiltrat inflammatoire composé de macrophages activés et de lymphocytes T affluant au
voisinage des tubules proximaux en souffrance aiguë et persistant en parallèle aux
dépôts de collagène dans l’interstitium, suggère une interaction étroite entre secteur
tubulaire et cellules immunocompétentes [84].
CONCLUSION
L’histoire de la néphropathie aux plantes chinoises (ou néphropathie aux acides aristolochiques) montre l’intérêt de l’observation minutieuse de cas cliniques inhabituels,
complétée par des études épidémiologiques visant à l’identification de substances
toxiques (ici, néphrotoxiques et cancérigènes) jusque-là méconnues. Elle souligne
aussi l’utilité de la confirmation des hypothèses cliniques par l’expé­rimentation
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(« from bed-to benchside ») d’autant que la création d’un modèle expérimental
offre, en seconde intention, un outil remarquable pour l’étude plus fondamentale des mécanismes physiopathologiques (ici, la fibrose rénale interstitielle et la
cancérogenèse).
En termes de santé publique, l’histoire de la néphropathie aux plantes chinoises
montre que les « médecines naturelles » ne sont pas nécessairement dépourvues
d’effets secondaires dramatiques. Il est, en conséquence, nécessaire de les soumettre
aux mêmes contrôles d’efficacité, de toxicité et de conformité que les médicaments
de la chaîne pharmaceutique.
Remerciements
Ce travail a bénéficié du soutien du Groupement pour l’Etude, le Traitement et la
Réhabilitation Sociale des Insuffisants Rénaux Chroniques, du Fond de la Recherche
Scientifique et Médicale (Belgique) et de la Fondation Erasme (Hôpital Erasme,
Bruxelles, Belgique). Nous remercions chaleureusement les équipes médicales,
infirmières et techniques des services de Néphrologie et de Pathologie de l’Hôpital
Erasme, pour leur excellente collaboration.
Bibliographie
1. Debelle FD, Vanherweghem JL, Nortier JL. Aristolochic acid nephropathy : a worldwide problem.
Kidney Int, 2008 ; 74 : 158-169.
2. Depierreux M, Van Damme B, Vanden Houte K, et al. Pathologic aspects of a newly described
nephropathy related to the prolonged use of Chinese herbs. Am J Kidney Dis, 1994 ; 24 : 172180.
3. Vanherweghem JL, Depierreux M, Tielemans C, et al. Rapidly progressive interstitial renal
fibrosis in young women : association with slimming regimen including Chinese herbs. Lancet,
1993 ; 341 : 387-391.
4. Cosyns JP, Jadoul M, Squifflet JP, et al. Chinese herbs nephropathy : a clue to Balkan endemic
nephropathy ? Kidney Int, 1994 ; 45 : 1680-1688.
5. Vanhaelen M, Vanhaelen-Fastre R, But P, et al. Identification of aristolochic acid in Chinese
herbs. Lancet, 1994 ; 343 : 174.
6. Wu KM, Farrelly JG, Upton R, et al. Complexities of the herbal nomenclature system in
traditional Chinese medicine (TCM) : lessons learned from the misuse of Aristolochia-related
species and the importance of the pharmaceutical name during botanical drug product development.
Phytomedicine, 2007 ; 14 : 273-279.
7. Vanherweghem JL. Misuse of herbal remedies : the case of an outbreak of terminal renal failure in
Belgium (Chinese herbs nephropathy). J Altern Complement Med, 1998 ; 4 : 9-13.
8. Pourrat J, Montastruc JL, Lacombe JL, et al. Néphropathie associée à des herbes chinoises –
2 cas. Presse Med, 1994 ; 23 : 1669.
9. Pena JM, Borras M, Ramos J, et al. Rapidly progressive interstitial renal fibrosis due to a chronic
intake of a herb (Aristolochia pistolochia) infusion. Nephrol Dial Transplant, 1996 ; 11 : 13591360.
10. Stengel B, Jones E. Insuffisance rénale terminale associée à la consommation d’herbes chinoises
en France. Nephrologie, 1998 ; 19 : 15-20.
11. Lord GM, Tagore R, Cook T, et al. Nephropathy caused by Chinese herbs in the UK. Lancet,
1999 ; 354 : 481-482.
127-282 Nephro.indd 197
24/03/09 9:43:02
198
F. DEBELLE ET COLL.
12. Tanaka A, Nishida R, Yokoi H, et al. The characteristic pattern of aminoaciduria in patients
with aristolochic acid-induced Fanconi syndrome : could iminoaciduria be the hallmark of this
syndrome ? Clin Nephrol, 2000 ; 54 : 198-202.
13. Tanaka A, Nishida R, Maeda K, et al. Chinese herb nephropathy in Japan presents adult-onset
Fanconi syndrome : could different components of aristolochic acids cause a different type of
Chinese herb nephropathy ? Clin Nephrol, 2000 ; 53 : 301-306.
14. Meyer MM, Chen TP, Bennett WM. Chinese herb nephropathy. Proc (Bayl Univ Med Cent),
2000 ; 13 : 334-337.
15. Yang CS, Lin CH, Chang SH, et al. Rapidly progressive fibrosing interstitial nephritis associated
with Chinese herbal drugs. Am J Kidney Dis, 2000 ; 35 : 313-318.
16. Krumme B, Endmeir R, Vanhaelen M, et al. Reversible Fanconi syndrome after ingestion of a
Chinese herbal ‘remedy’ containing aristolochic acid. Nephrol Dial Transplant, 2001 ; 16 : 400402.
17. Chang CH, Wang YM, Yang AH, et al. Rapidly progressive interstitial renal fibrosis associated
with Chinese herbal medications. Am J Nephrol, 2001 ; 21 : 441-448.
18. Cronin AJ, Maidment G, Cook T, et al. Aristolochic acid as a causative factor in a case of Chinese
herbal nephropathy. Nephrol Dial Transplant, 2002 ; 17 : 524-525.
19. Lee S, Lee T, Lee B, et al. Fanconi’s syndrome and subsequent progressive renal failure caused by
a Chinese herb containing aristolochic acid. Nephrology (Carlton), 2004 ; 9 : 126-129.
20. Lo SH, Mo KL, Wong KS, et al. Aristolochic acid nephropathy complicating a patient with focal
segmental glomerulosclerosis. Nephrol Dial Transplant, 2004 ; 19 : 1913-1915.
21. Laing C, Hamour S, Sheaff M, et al. Chinese herbal uropathy and nephropathy. Lancet, 2006 ;
368 : 338.
22. Yang L, Li X, Wang H. Possible mechanisms explaining the tendency towards interstitial fibrosis
in aristolochic acid-induced acute tubular necrosis. Nephrol Dial Transplant, 2007 ; 22 : 445-456.
23. Poon WT, Lai CK, Chan A. Aristolochic acid nephropathy : the Hong Kong perspective. Hong
Kong J Nephrol, 2007 ; 9 : 7-14.
24. Grollman AP, Shibutani S, Moriya M, et al. Aristolochic acid and the etiology of endemic
(Balkan) nephropathy. Proc Natl Acad Sci USA, 2007 ; 104 : 12129-12134.
25. Zhu M, Phillipson JD. Hong Kong samples of the traditional Chinese Medicine « Fang ji » contain
aristolochic acid toxins. Pharm Biol, 1996 ; 34 : 283-289.
26. Hashimoto K, Higuchi M, Makino B, et al. Quantitative analysis of aristolochic acids, toxic
compounds, contained in some medicinal plants. J Ethnopharmacol, 1999 ; 64 : 185-189.
27. Vanherweghem JL. Aristolochia sp and chronic interstitial nephropathies in Indians. Lancet, 1997 ;
349 : 1399.
28. Gold LS, Slone TH. Aristolochic acid, an herbal carcinogen, sold on the Web after FDA alert. N
Engl J Med, 2003 ; 349 : 1576-1577.
29. Vanherweghem JL, Debelle FD, Muniz-Martinez MC, et al. Aristolochic acid nephropathy after
Chinese herbal remedies. In : ME De Broe, GA Porter, WM Bennett, GA Verpooten. Clinical
Nephrotoxins (2nd ed). Kluwer Academic Publishers, 2003 : 579-586.
30. Kabanda A, Jadoul M, Lauwerys R, et al. Low molecular weight proteinuria in Chinese herbs
nephropathy. Kidney Int, 1995 ; 48 : 1571-1576.
31. Nortier JL, Deschodt-Lanckman MM, Simon S, et al. Proximal tubular injury in Chinese herbs
nephropathy : monitoring by neutral endopeptidase enzymuria. Kidney Int, 1997 ; 51 : 288-293.
32. Reginster F, Jadoul M, van Ypersele de Strihou C. Chinese herbs nephropathy presentation,
natural history and fate after transplantation. Nephrol Dial Transplant, 1997 ; 12 : 81-86.
33. Muniz Martinez MC, Nortier J, Vereerstraeten P, et al. Steroid therapy in chronic interstitial
renal fibrosis : the case of Chinese-herb nephropathy. Nephrol Dial Transplant, 2002 ; 17 : 20332034.
34. Vanherweghem JL, Abramowicz D, Tielemans C, et al. Effects of steroids on the progression of
renal failure in chronic interstitial renal fibrosis : a pilot study in Chinese herbs nephropathy. Am J
Kidney Dis, 1996 ; 27 : 209-215.
35. De Broe ME. On a nephrotoxic and carcinogenic slimming regimen. Am J Kidney Dis, 1999 ; 33 :
1171-1173.
127-282 Nephro.indd 198
24/03/09 9:43:03
NÉPHROPATHIE AUX ACIDES ARISTOLOCHIQUES
199
36. Colson CR, De Greef KE, Duymelinck C, et al. Role of serotonin in the development of Chinese
herbs nephropathy ? Nephrol Dial Transplant, 1999 ; 14 (S4) : 16.
37. Debelle F, Nortier J, Arlt VM, et al. Effects of dexfenfluramine on aristolochic acid nephrotoxicity
in a rat model for Chinese-herb nephropathy. Arch Toxicol, 2003 ; 77 : 218-226.
38. Unger P, Nortier J, Muniz Martinez MC, et al. High prevalence of fenfluramine-related aortic
regurgitation in women with end-stage renal disease secondary to Chinese herb nephropathy.
Nephrol Dial Transplant, 2003 ; 18 : 906-910.
39. Vanherweghem JL. Association of valvular heart disease with Chinese-herb nephropathy. Lancet,
1997 ; 350 : 1858.
40. Stefanovic V, Polenakovic MH. Balkan nephropathy. Kidney disease beyond the Balkans ? Am J
Nephrol, 1991 ; 11 : 1-11.
41. But PP. Need for correct identification of herbs in herbal poisoning. Lancet, 1993 ; 341 : 637.
42. Muniz Martinez MC, Nortier J, Vereerstraeten P et al. Progression rate of Chinese herb
nephropathy : impact of Aristolochia fangchi ingested dose. Nephrol Dial Transplant, 2002 ; 17 :
408-412.
43. Schmeiser HH, Bieler CA, Wiessler M, et al. Detection of DNA adducts formed by aristolochic
acid in renal tissue from patients with Chinese herbs nephropathy. Cancer Res, 1996 ; 56 : 20252028.
44. Nortier JL, Muniz Martinez MC, Schmeiser HH, et al. Urothelial carcinoma associated with the
use of a Chinese herb (Aristolochia fangchi). N Engl J Med, 2000 ; 342 : 1686-1692.
45. Cosyns JP, Dehoux JP, Guiot Y, et al. Chronic aristolochic acid toxicity in rabbits : a model of
Chinese herbs nephropathy ? Kidney Int, 2001 ; 59 : 2164-2173.
46. Debelle FD, Nortier JL, de Prez EG, et al. Aristolochic acids induce chronic renal failure with
interstitial fibrosis in salt-depleted rats. J Am Soc Nephrol, 2002 ; 13 : 431-436.
47. Xinhua. Scalpels come out in TCM debate. Shanghai Daily, 2007 ; -10-18 0 : 57 : 47
48. Hsieh SC, Lin IH, Tseng WL, et al. Prescription profile of potentially aristolochic acid containing
Chinese herbal products : an analysis of National Health Insurance data in Taiwan between 1997
and 2003. Chin Med, 2008 ; 3 : 13.
49. Mani MK. Chronic renal failure in India. Nephrol Dial Transplant, 1993 ; 8 : 684-689.
50. Cosyns JP, Jadoul M, Squifflet JP et al. Urothelial malignancy in nephropathy due to Chinese
herbs. Lancet, 1994 ; 344 : 188.
51. Vanherweghem JL, Tielemans C, Simon J, et al. Chinese herbs nephropathy and renal pelvic
carcinoma. Nephrol Dial Transplant, 1995 ; 10 : 270-273.
52. Lord GM, Cook T, Arlt VM, et al. Urothelial malignant disease and Chinese herbal nephropathy.
Lancet, 2001 ; 358 : 1515-1516.
53. Cosyns JP, Jadoul M, Squifflet JP, et al. Urothelial lesions in Chinese-herb nephropathy. Am
J Kidney Dis, 1999 ; 33 : 1011-1017.
54. Lemy A, Wissing KM, Rorive S, et al. Late onset of bladder urothelial carcinoma after kidney
transplantation for end-stage aristolochic acid nephropathy : a case series with 15-year follow-up.
Am J Kidney Dis, 2008 ; 51 : 471-477.
55. Arlt VM, Pfohl-Leszkowicz A, Cosyns J et al. Analyses of DNA adducts formed by ochratoxin
A and aristolochic acid in patients with Chinese herbs nephropathy. Mutat Res, 2001 ; 494 : 143150.
56. Lo SH, Wong KS, Arlt VM et al. Detection of Herba Aristolochia Mollissemae in a patient with
unexplained nephropathy. Am J Kidney Dis, 2005 ; 45 : 407-410.
57. World Health Organization - International Agency for research on cancer : IARC. Monographs
on the evaluation of carcinogenic risks to humans : some traditional herbal medicines, some
mycotoxins, naphtalene and styrene. Lyon IARC Press, 2002 ; 82 : 118.
58. US Food and Drug Administration. Dietary supplements : aristolochic acid. http ://www.cfsan.
fda.gov/~dms/ds-bot.html
59. Lewis CJ, Alpert S. Letter to health Care Professionals on FDA concerned about botanical products,
including dietary supplements containing aristolochic acid. Us Food and Drug Administration
– Center for Food Safety and Applied Nutrition – Office of Nutritional Products. Labeling and
Dietary supplements, 2000 ; May 31.
127-282 Nephro.indd 199
24/03/09 9:43:03
200
F. DEBELLE ET COLL.
60. Stiborova M, Frei E, Schmeiser HH. Biotransformation enzymes in development of renal injury
and urothelial cancer caused by aristolochic acid. Kidney Int, 2008 ; 73 : 1209-1211.
61. Pfau W, Schmeiser HH, Wiessler M. Aristolochic acid binds covalently to the exocyclic amino
group of purine nucleotides in DNA. Carcinogenesis, 1990 ; 11 : 313-319.
62. Pfau W, Schmeiser HH, Wiessler M. N6-adenyl arylation of DNA by aristolochic acid II and a
synthetic model for the putative proximate carcinogen. Chem Res Toxicol, 1991 ; 4 : 581-586.
63. Arlt VM, Wiessler M, Schmeiser HH. Using polymerase arrest to detect DNA binding specificity
of aristolochic acid in the mouse H-ras gene. Carcinogenesis, 2000 ; 21 : 235-242.
64. Lord GM, Hollstein M, Arlt VM et al. DNA adducts and p53 mutations in a patient with
aristolochic acid-associated nephropathy. Am J Kidney Dis, 2004 ; 43 : e11-e17.
65. Stefanovic V, Toncheva D, Atanasova S, et al. Etiology of Balkan endemic nephropathy and
associated urothelial cancer. Am J Nephrol, 2006 ; 26 : 1-11.
66. Voice TC, Long DT, Radovanovic Z, et al. Critical evaluation of environmental exposure agents
suspected in the etiology of Balkan endemic nephropathy. Int J Occup Environ Health, 2006 ; 12 :
369-376.
67. Pfohl-Leszkowicz A, Manderville RA. Ochratoxin A : An overview on toxicity and carcinogenicity
in animals and humans. Mol Nutr Food Res, 2007 ; 51 : 61-99
68. Pfohl-Leszkowicz A, Tozlovanu M, Manderville R et al. New molecular and field evidences for
the implication of mycotoxins but not aristolochic acid in human nephropathy and urinary tract
tumor. Mol Nutr Food Res, 2007 ; 51 : 1131-1146.
69. Ivic M. Etiology of endemic nephropathy. Lijec Vjesn, 1969 ; 91 : 1273-1281.
70. Grollman AP, Jelakovic B. Role of Environmental Toxins in Endemic (Balkan) Nephropathy.
J Am Soc Nephrol, 2007 ; 18 : 2817-2823.
71. Peters G, Hedwall PR. Aristolochic acid intoxication : a new type of impairment of urinary
concentrating ability. Arch Int Pharmacodyn, 1963 ; 145 : 334-355.
72. Mengs U, Lang W, Poch J-A. The carcinogenic action of aristolochic acid in rats. Arch Toxicol,
1982 ; 51 : 107-119.
73. Mengs U. On the histopathogenesis of rat forestomach carcinoma caused by aristolochic acid.
Arch Toxicol, 1983 ; 52 : 209-220.
74. Mengs U. Tumour induction in mice following exposure to aristolochic acid. Arch Toxicol, 1988 ;
61 : 504-505.
75. Mengs U, Stotzem CD. Toxicity of aristolochic acid - a subacute study in male rats. Med Sci Res
1992 ; 20 : 223-224.
76. Mengs U. Acute toxicity of aristolochic acid in rodents. Arch Toxicol, 1987 ; 59 : 328-331.
77. Sato N, Takahashi D, Chen SM, et al. Acute nephrotoxicity of aristolochic acids in mice. J Pharm
Pharmacol, 2004 ; 56 : 221-229.
78. Balachandran P, Wei F, Lin RC, et al. Structure activity relationships of aristolochic acid
analogues : toxicity in cultured renal epithelial cells. Kidney Int, 2005 ; 67 : 1797-1805.
79. Shibutani S, Dong H, Suzuki N, et al. Selective toxicity of aristolochic acids I and II. Drug Metab
Dispos, 2007 ; 35 : 1217-1222.
80. Debelle FD, Nortier JL, Husson CP, et al. The renin-angiotensin system blockade does not prevent
renal interstitial fibrosis induced by aristolochic acids. Kidney Int, 2004 ; 66 : 1815-1825.
81. Lebeau C, Debelle FD, Arlt VM, et al. Early proximal tubule injury in experimental aristolochic
acid nephropathy : functional and histological studies. Nephrol Dial Transplant, 2005 ; 20 : 23212332.
82. Okada H, Watanabe Y, Inoue T et al. Transgene-derived hepatocyte growth factor attenuates
reactive renal fibrosis in aristolochic acid nephrotoxicity. Nephrol Dial Transplant, 2003 ; 18 :
2515-2523.
83. Pozdzik AA, Salmon IJ, Debelle FD, et al. Aristolochic acid induces proximal tubule apoptosis
and epithelial to mesenchymal transformation. Kidney Int, 2008 ; 73 : 595-607.
84. Pozdzik AA, Salmon IJ, Husson CP, et al. Patterns of interstitial inflammation during the evolution
of renal injury in experimental aristolochic acid nephropathy. Nephrol Dial Transplant, 2008 ; 23 :
2480-2491.
127-282 Nephro.indd 200
24/03/09 9:43:03