Revue générale / Mise au point
Effets pléïotropes du sévélamer, précurseur d’agent chélateur de la voie intestinalePleiotropic effects of sevelamer: A model of intestinal tract chelating agent

https://doi.org/10.1016/j.nephro.2014.04.001Get rights and content

Résumé

Le nombre de patients souffrant d’une maladie rénale chronique (MRC), avec ses pathologies associées, a augmenté de façon majeure dans le monde entier au cours des dernières années. Aussi, de nombreuses études expérimentales et cliniques ont examiné, au cours de la dernière décennie, les mécanismes impliqués, en particulier pour expliquer la forte augmentation de mortalité cardiovasculaire. L’hyperphosphatémie est un problème majeur chez ces patients aux stades avancés de la MRC, et elle est associée aux complications de celle-ci, particulièrement les maladies cardiovasculaires. Le sévélamer est un agent chélateur du phosphate qui permet de mieux contrôler l’hyperphosphatémie, tout comme les autres chélateurs du phosphate, mais il exerce en plus des effets pléïotropes comme la correction de certaines anomalies du métabolisme lipidique et la clairance de plusieurs toxines urémiques. Les effets exercés par le sévélamer dans la lumière intestinale soulignent l’importance de la voie intestinale dans la toxicité urémique et ouvrent la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour la prise en charge de la MRC et de ses complications.

Abstract

The number of patients with chronic kidney disease (CKD) with its associated complications has increased dramatically worldwide in recent years. Therefore, many experimental and clinical studies have examined over the last decade the mechanisms involved, in order to explain the sharp increase in cardiovascular mortality. Hyperphosphatemia is a major problem in these patients especially at advanced stages of CKD, and it is associated with cardiovascular and mineral complications in these patients. Sevelamer is a phosphate binder that allows a better control of hyperphosphatemia, like other phosphate binder agents, but it has additional pleiotropic effects such as correcting certain abnormalities of lipid metabolism and clearance of several uremic toxins. These effects of sevelamer, restricted to the intestinal lumen, underline the importance of intestinal pathway in CKD and open the way to new therapeutic strategies for the management of the CKD and its complications.

Introduction

Le nombre de patients atteints de maladie rénale chronique (MRC) a augmenté de façon majeure dans le monde entier au cours des dix dernières années. Fin 2003, environ 1,1 million de personnes souffraient d’une insuffisance rénale terminale (IRT) et étaient traitées par dialyse périodique [1]. En France, on comptait 37 430 malades traités par dialyse en 2010 (en augmentation de 12 % depuis 2006), soit une prévalence de 720 par million d’habitants [2]. Les patients atteints de MRC présentent un risque élevé de maladie cardiovasculaire (CV), avec des taux de mortalité CV 10 à 20 fois plus élevés chez les patients dialysés que dans la population générale, même après stratification en fonction de l’âge, de l’origine ethnique, du sexe et de la présence d’un diabète [3]. Les patients plus jeunes sont particulièrement plus exposés et les patients dialysés âgés de 30 ans ont un risque de mortalité environ 500 fois supérieur à celui de la population en bonne santé du même âge [3]. Par conséquent, de nombreuses études expérimentales et cliniques ont récemment examiné les mécanismes sous-jacents à cette mortalité CV élevée. L’athérosclérose ainsi que l’artériosclérose y jouent un rôle crucial [4]. Ces deux types de complications impliquent des modifications morphologiques et fonctionnelles des parois artérielles. L’athérosclérose est caractérisée par un épaississement de la paroi vasculaire et un rétrécissement progressif de sa lumière du à la formation de plaques, tandis que l’artériosclérose est caractérisée par une paroi vasculaire qui se durcit. Ces deux processus pathologiques s’accompagnent d’une calcification vasculaire, qui est fréquemment observée et rapidement progressive chez les patients en IRT [5], [6], [7], [8]. Les deux formes de calcification, de l’intima et de la média, sont étroitement associées aux complications CV et en sont des facteurs prédictifs [9].

Alors que les facteurs traditionnels de risque CV, tels que le diabète et l’hypertension artérielle, sont fréquents chez les patients atteints de MRC, ces facteurs seuls ne sont pas suffisants pour expliquer la charge CV accrue. Des études suggèrent que le processus athérosclérotique accéléré observé dans la MRC implique plusieurs facteurs interdépendants, parmi lesquels [10] :

  • la calcification vasculaire ;

  • le stress oxydatif ;

  • le dysfonctionnement endothélial ;

  • l’inflammation chronique.

Le développement de la calcification vasculaire fait généralement partie du vieillissement normal. Ce processus est accéléré et amplifié chez les patients atteints de MRC résultant, en partie, de l’hyperphosphatémie, qui est observée chez la plupart des patients IRT [11]. Les altérations hémodynamiques et fonctionnelles secondaires à la calcification vasculaire ont un impact clinique majeur, car elles affectent de façon significative la morbidité et la mortalité des patients dialysés. Des troubles du métabolisme minéral et osseux contribuent à la pathogenèse des calcifications vasculaires liées à la MRC. La transformation des cellules du muscle lisse vasculaire en cellules de type ostéoblaste est un processus actif et parfaitement régulé, comme le sont la formation et la minéralisation osseuses. De nombreuses études in vitro ont montré que des concentrations élevées de phosphate dans le milieu de culture sont impliquées dans ce processus, induisant la production de protéines de la matrice osseuse [12]. Mais beaucoup d’autres facteurs jouent également un rôle dans le processus de calcification pathologique des vaisseaux, soit en tant que promoteurs, soit en tant qu’inhibiteurs. Une minéralisation de la paroi vasculaire se produit seulement si l’action de l’ensemble des facteurs favorisant ce processus l’emporte sur celle des inhibiteurs [12].

Le contrôle de l’hyperphosphatémie est un problème majeur chez les patients IRT. Les chélateurs de phosphate contenant du calcium sont efficaces, mais au prix d’une surcharge en calcium potentiellement nocive. Le sévélamer (Renagel®, Renvela®) est un agent chélateur du phosphate sans calcium et sans métal qui permet un contrôle de l’hyperphosphatémie aussi efficace qu’avec les chélateurs à base de calcium, mais sans augmenter la charge calcique [13], [14], [15], [16]. Le sévélamer n’est pas absorbé, son principe actif agit au niveau de l’intestin. Peu d’effets indésirables ont été rapportés. Le sévélamer sous sa forme hydrochloride était associé à une acidose métabolique à trou anionique normal, due à l’apport en chlore et à la chélation des sels biliaires [17]. Cet effet a été corrigé par l’utilisation actuelle du carbonate de sévélamer qui n’apporte plus d’anion chlore. L’absorption d’une supplémentation orale en vitamine D est perturbée par la prise concomitante de carbonate de sévélamer, aboutissant à des concentrations sériques plus faibles [18]. Il peut donc être nécessaire d’adapter la posologie en vitamine D ou de décaler la prise de vitamine D à distance du sévélamer.

En plus de ses effets hypophosphorémiants, le sévélamer a démontré qu’il atténue la progression rapide des calcifications coronaires et aortiques, souvent observée chez les patients dialysés recevant des chélateurs à base de calcium. Cette action peut être utile en ce qui concerne les complications CV chez les patients atteints de MRC [15]. Un éventail d’actions pléïotropes potentiellement bénéfiques sur la fonction CV ont également été mises en évidence avec le sévélamer. Parmi ces effets, on peut citer des effets bénéfiques sur le profil lipidique sérique, les toxines urémiques, l’inflammation, la fonction endothéliale et le remodelage osseux.

Section snippets

Effet du sévélamer sur le profil lipidique dans la MRC

La MRC s’accompagne de plusieurs anomalies du métabolisme des lipoprotéines, dont certaines peuvent s’observer dès les stades précoces de la maladie et qui s’aggravent avec sa progression. Elles sont, entre autres, caractérisées par une augmentation des taux sériques des triglycérides, du cholestérol contenu dans les Very low-density lipoprotein (VLDL) et dans les Low-density lipoprotein (LDL), et une diminution du taux sérique du cholestérol contenu dans les High-density lipoprotein (HDL) [19]

Effet du sévélamer sur l’inflammation

Chez les patients atteints de MRC, les processus inflammatoires se déroulant dans la paroi vasculaire jouent probablement un rôle plus important que dans la population générale, aussi bien en ce qui concerne l’initiation et l’évolution de l’athérosclérose que le développement d’une calcification [29], [33], [34]. L’inflammation est également importante pour la transformation ultérieure de la plaque athéromateuse par des processus d’érosion, de fissure et de rupture. L’inflammation liée à la MRC

Rôle des toxines urémiques dans la MRC et contrôle pharmacologique

Le syndrome urémique est attribué à la rétention progressive d’un grand nombre de substances appelées toxines urémiques. Dans les conditions normales, ces substances sont éliminées par les reins, mais chez les patients atteints de MRC, elles sont retenues dans l’organisme. Elles peuvent interférer et interagir négativement avec un ensemble de fonctions biochimiques et biologiques normales, ayant pour conséquence une toxicité locale et/ou systémique [45]. Afin de pouvoir évaluer leurs effets,

Effet du sévélamer sur la fonction endothéliale

La dysfonction endothéliale est un événement majeur et précoce au cours de la MRC. Chez l’insuffisant rénal chronique, cette dysfonction est associée au degré d’athérosclérose et d’inflammation [84]. Les mécanismes responsables de l’atteinte endothéliale ne sont, à l’heure actuelle, qu’imparfaitement compris. De nombreuses molécules ont été décrites comme étant liées à la dysfonction endothéliale, dont, pour n’en nommer que quelques-unes :

  • l’ADMA ;

  • la fétuine A ;

  • le phosphate ;

  • la CRP ;

  • la

Effet du sévélamer sur la structure et le remodelage osseux

Des troubles du métabolisme minéral et osseux sont des complications fréquemment observées chez les patients atteints de MRC. Ils représentent une cause importante de morbidité et une diminution de la qualité de vie [89]. De plus en plus de travaux suggèrent que ces troubles sont associés à un risque accru de calcification CV, de morbidité et de mortalité [90]. Un hyperparathyroïdisme se développe aux premiers stades de la MRC comme mécanisme de compensation en réponse à des taux sériques

Effet du sévélamer sur la morbi-mortalité des patients atteints de MRC

Les effets du sévélamer sur la morbi-mortalité des patients atteints de CKD pourraient être considérés comme le test ultime de ses actions pléïotropes. Cette possibilité a été évaluée par plusieurs essais cliniques. Trois études chez le patient hémodialysé ont tout d’abord montré une diminution significative de la progression des calcifications coronaires, aortiques ou valvulaires chez les patients traités par sévélamer comparé aux chélateurs de phosphate contenant du calcium [14], [15], [95].

Limites

Parmi les effets pleïotropes du sévélamer, l’action sur les facteurs circulants (effet hypocholestérolémiant, anti-inflammatoire, baisse du stress oxydant, toxines urémiques) est clairement démontrée, mais d’autres effets nécessitent encore d’être confirmés, et notamment sur :

  • la survie ;

  • les effets bénéfiques cardiovasculaires ;

  • l’atteinte osseuse ;

  • la progression de la maladie rénale chronique.

Certains des résultats discutés ici sont issus d’études expérimentales animales qui nécessitent d’être

Conclusion et perspectives

Les patients atteints de MRC présentent des taux de morbidité et mortalité CV plus élevés que la population générale appariée pour l’âge et le sexe. L’hyperphosphorémie, l’inflammation, le stress oxydatif et les calcifications vasculaires représentent des facteurs interdépendants qui semblent participer à ce risque accru.

Le chélateur de phosphate sévélamer ne permet pas seulement d’abaisser la phosphorémie, mais il réduit également les taux sériques des lipoprotéines athérogènes et des

Déclaration d’intérêts

Ziad A. Massy déclare avoir reçu des honoraires pour des présentations scientifiques de Genzyme/Sanofi, Amgen, FMC, Vifor, Abbott, Chugai, et avoir reçu des subventions/soutien à la recherche de FMC, Baxter, Amgen, Genzyme/Sanofi.

Julien Maizel déclare avoir reçu des subventions/soutien à la recherche de Genzyme/Sanofi.

Ce travail a été soutenu par subvention de Genzyme/Sanofi.

Remerciements

Nous remercions vivement le Pr Tilman Drueke pour sa lecture critique de ce texte.

Références (104)

  • R. Vanholder et al.

    Review on uremic toxins: classification, concentration, and interindividual variability

    Kidney Int

    (2003)
  • L. Dou et al.

    The uremic solutes p-cresol and indoxyl sulfate inhibit endothelial proliferation and wound repair

    Kidney Int

    (2004)
  • B. Bammens et al.

    Free serum concentrations of the protein-bound retention solute p-cresol predict mortality in hemodialysis patients

    Kidney Int

    (2006)
  • M.I. Yilmaz et al.

    Comparison of calcium acetate and sevelamer on vascular function and fibroblast growth factor 23 in CKD patients: a randomized clinical trial

    Am J Kidney Dis

    (2012)
  • J. Maizel et al.

    Effects of sevelamer treatment on cardiovascular abnormalities in mice with chronic renal failure

    Kidney Int

    (2013)
  • T. Nakagawa et al.

    Unearthing uric acid: an ancient factor with recently found significance in renal and cardiovascular disease

    Kidney Int

    (2006)
  • P. Stenvinkel et al.

    Low fetuin-A levels are associated with cardiovascular death: impact of variations in the gene encoding fetuin

    Kidney Int

    (2005)
  • J.H. Ix et al.

    The associations of fetuin-A with subclinical cardiovascular disease in community-dwelling persons: the Rancho Bernardo Study

    J Am Coll Cardiol

    (2011)
  • T. Kakuta et al.

    Effect of sevelamer and calcium-based phosphate binders on coronary artery calcification and accumulation of circulating advanced glycation end products in hemodialysis patients

    Am J Kidney Dis

    (2011)
  • A. Recio-Mayoral et al.

    Endothelial dysfunction, inflammation and atherosclerosis in chronic kidney disease–a cross-sectional study of predialysis, dialysis and kidney-transplantation patients

    Atherosclerosis

    (2011)
  • N.D. Vaziri et al.

    Role of increased oxygen free radical activity in the pathogenesis of uremic hypertension

    Kidney Int

    (1998)
  • G. Eknoyan et al.

    The burden of kidney disease: improving global outcomes

    Kidney Int

    (2004)
  • S. Moe et al.

    Definition, evaluation, and classification of renal osteodystrophy: a position statement from Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO)

    Kidney Int

    (2006)
  • P. Raggi et al.

    Association of pulse wave velocity with vascular and valvular calcification in hemodialysis patients

    Kidney Int

    (2007)
  • W. Qunibi et al.

    A 1-year randomized trial of calcium acetate versus sevelamer on progression of coronary artery calcification in hemodialysis patients with comparable lipid control: the Calcium Acetate Renagel Evaluation-2 (CARE-2) study

    Am J Kidney Dis

    (2008)
  • G.A. Block et al.

    Mortality effect of coronary calcification and phosphate binder choice in incident hemodialysis patients

    Kidney Int

    (2007)
  • USRDS

    Excerpts from the United States Renal Data System 2004 annual data report: atlas of end-stage renal disease in the United States

    Am J Kidney Dis

    (2005)
  • Réseau épidémiologie et information en néphrologie

    Rapport Rein 2008 - Synthèse

    Nephrol Ther

    (2010)
  • T.B. Drüeke et al.

    Atherosclerosis in CKD: differences from the general population

    Nat Rev Nephrol

    (2010)
  • W.G. Goodman et al.

    Coronary-artery calcification in young adults with end-stage renal disease who are undergoing dialysis

    N Engl J Med

    (2000)
  • N. Joki et al.

    Onset of coronary artery disease prior to initiation of haemodialysis in patients with end-stage renal disease

    Nephrol Dial Transplant

    (1997)
  • T. Ohtake et al.

    High prevalence of occult coronary artery stenosis in patients with chronic kidney disease at the initiation of renal replacement therapy: an angiographic examination

    J Am Soc Nephrol

    (2005)
  • G.M. London et al.

    Arterial media calcification in end-stage renal disease: impact on all-cause and cardiovascular mortality

    Nephrol Dial Transplant

    (2003)
  • Q. Yao et al.

    Traditional and non-traditional risk factors as contributors to atherosclerotic cardiovascular disease in end-stage renal disease

    Scand J Urol Nephrol

    (2004)
  • S. Jono et al.

    Phosphate regulation of vascular smooth muscle cell calcification

    Circ Res

    (2000)
  • S.A. Steitz et al.

    Smooth muscle cell phenotypic transition associated with calcification: upregulation of Cbfa1 and downregulation of smooth muscle lineage markers

    Circ Res

    (2001)
  • Y. Oka et al.

    Sevelamer hydrochloride exacerbates metabolic acidosis in hemodialysis patients, depending on the dosage

    Ther Apher Dial

    (2007)
  • D. Pierce et al.

    The effect of sevelamer carbonate and lanthanum carbonate on the pharmacokinetics of oral calcitriol

    Nephrol Dial Transplant

    (2011)
  • R. Trevisan et al.

    Lipids and renal disease

    J Am Soc Nephrol

    (2006)
  • N.D. Vaziri

    Dyslipidemia of chronic renal failure: the nature, mechanisms, and potential consequences

    Am J Physiol Renal Physiol

    (2006)
  • B.M. Wilkes et al.

    Simultaneous lowering of serum phosphate and LDL-cholesterol by sevelamer hydrochloride (RenaGel) in dialysis patients

    Clin Nephrol

    (1998)
  • S. Bro et al.

    Chronic renal failure accelerates atherogenesis in apolipoprotein E-deficient mice

    J Am Soc Nephrol

    (2003)
  • M. Buzello et al.

    The apolipoprotein E knockout mouse: a model documenting accelerated atherogenesis in uremia

    J Am Soc Nephrol

    (2003)
  • Z.A. Massy et al.

    Uremia accelerates both atherosclerosis and arterial calcification in apolipoprotein E knockout mice

    J Am Soc Nephrol

    (2005)
  • O. Phan et al.

    Sevelamer prevents uremia-enhanced atherosclerosis progression in apolipoprotein E-deficient mice

    Circulation

    (2005)
  • S. Mathew et al.

    Reversal of the adynamic bone disorder and decreased vascular calcification in chronic kidney disease by sevelamer carbonate therapy

    J Am Soc Nephrol

    (2007)
  • G.M. Chertow et al.

    Long-term effects of sevelamer hydrochloride on the calcium × phosphate product and lipid profile of haemodialysis patients

    Nephrol Dial Transplant

    (1999)
  • K. Yamada et al.

    Effect of sevelamer on dyslipidemia and chronic inflammation in maintenance hemodialysis patients

    Ren Fail

    (2005)
  • M. Boaz et al.

    Effect of sevelamer hydrochloride exposure on carotid intima media thickness in hemodialysis patients

    Nephron Clin Pract

    (2011)
  • F. Locatelli et al.

    Cardiovascular disease determinants in chronic renal failure: clinical approach and treatment

    Nephrol Dial Transplant

    (2001)
  • Cited by (0)

    View full text