Expérience 3 : activité de MMP-9 et MMP-2
3. Expression génique du NKCC1 et l’œdème chez les
Transcription génique du NKCC1
À plusieurs reprises, une augmentation du niveau de transcription du NKCC1 a été retrouvée dans l’hippocampe (Lu et al., 2007; Lu, 2008) et le plexus choroïde (Lu, 2006) chez des modèles de trauma crânien où l’œdème cérébral est présent dans le cortex. Lu et al. (2007) ont administré une seule dose de la BUM i.v. 20 min avant le trauma et cela a aidé à réduire l’œdème. Dans notre modèle de cirrhose de foie, il y a une augmentation d’ARNm codant pour le NKCC1 dans les CMV en présence d’œdème cérébral dans le cortex. Malheureusement, les méthodes dans cette étude ne permettent pas de localiser précisément les régions touchées parce que les CMV ont été isolés à partir d’un lysat de l’hémisphère cérébral gauche, du cervelet et du tronc cérébral. Ces deux régions du SNC ont été rajoutées afin d’augmenter la quantité de CMV isolés.
Le modèle PCA démontre que l’hyperammoniémie chronique indépendante (de niveau similaire à celles des rats BDL) ne modifie pas l’expression génique du NKCC1 dans les CMV. Le traitement à la BUM a été administré avant l’apparition de l’œdème cérébral. En concordance avec ces résultats, il se peut que l’augmentation d’ARNm codant pour le NKCC1 survienne avant l’apparition de l’œdème cérébral. En bref, il y a un facteur chez les rats BDL qui augmente la transcription génique du NKCC1 et ce n’est pas l’hyperammoniémie chronique seule.
Effet de l’AST-120 et de la BUM sur l’ARNm du NKCC1
L’AST-120 offre une possibilité d’associer l’augmentation de transcription du NKCC1 à l’œdème cérébral et de mieux comprendre la relation entre la transcription du NKCC1 et l’hyperammoniémie chronique. L’AST-120 est un adsorbant oral composé de microsphères de charbon pouvant adsorber les molécules du NH3/NH4+. Lerats BDL (Bosoi, 2011a). Le gavage d’AST-120 chez les rats BDL a pu normaliser l’expression d’ARNm codant pour le NKCC1. La BUM a aussi eu le même effet que l’AST-120 sur l’œdème cérébral en diminuant l’expression génique et l’hyperammoniémie. D’abord, lorsque l’œdème n’est pas présent (PCA), l’expression génique est normale tandis que l’augmentation de la transcription est observable en présence d’œdème cérébral (BDL). Lorsque l’œdème est atténué (BDL + BUM et BDL + AST-120), la transcription revient à la normale. Alors, ces résultats associent l’augmentation d’ARNm avec l’œdème cérébral. Ainsi, il est possible que l’augmentation de la transcription génique puisse être une conséquence de l’œdème cérébral. Ensuite, nous savons que l’hyperammoniémie chez les rats PCA ne cause pas l’œdème et n’affecte pas le NKCC1. Toutefois, cette hyperammoniémie chronique est présente chez les rats BDL avec l’augmentation parallèle de l’expression génique du NKCC1. Cela suggère qu’il y ait un facteur indépendant présent lors de l’œdème cérébral chez les rats BDL qui module la transcription du NKCC1 dans les CMV. De plus, l’hyperammoniémie chronique est nécessaire à ce facteur pour induire l’œdème cérébral chez les rats BDL. Néanmoins, l’ARNm du NKCC1 est associé à l’œdème cérébral chez les rats BDL.
Mécanisme de régulation de l’ARNm codant pour le NKCC1
chez les rats BDL
Le mécanisme de régulation de la transcription génique du NKCC1 ne repose pas directement et uniquement sur l’inhibition de la protéine NKCC1 par la BUM au niveau des CMV. Il s’explique aussi par l’effet de diminution de l’hyperammoniémie menant à une atténuation de l’œdème cérébral chez les rats BDL. Des auteurs proposent que le changement de volume cause l’activation de récepteurs qui régulent la transcription dans le cerveau (Häussinger, 2006). Donc, la transcription du NKCC1 pourrait être associée à l’œdème. Dans un modèle de trauma crânien présentant l’œdème cérébral, des auteurs ont trouvé une augmentation d’ARNm codant pour l’aquaporine 4, une protéine membranaire intégrale qui régule le mouvement de l’eau, sans augmentation de son expression protéique (Sun et al., 2003). D’autres augmentations
d’ARNm sont associées à un oedème cérébral comme celle de la COX-2 (Nogawa et al., 1997) et des récepteurs bradykinine (Groger et al., 2005). Alors, en diminuant l’hyperammoniémie, l’œdème cérébral est atténué en parallèle avec l’atténuation de l’augmentation du niveau d’ARNm codant pour le NKCC1.
Les cytokines pro-inflammatoires, TNF-α et interleukine-1β, seraient des actrices possibles dans la régulation de l’ARNm codant pour le NKCC1 puisque celles- ci sont des facteurs précipitants dans la pathogenèse de l’EH (Odeh et al., 2004; Seyan, 2010; Shawcross, 2010). Il a été suggéré que l’interleukine-1β active la cascade Raf/MEK/MAPK qui, en retour, augmente la transcription génique du NKCC1 (Lu, 2008). En effet, la présence des ces cytokines dans le sang serait reliée à la cirrhose du foie (Odeh, 2004). De plus, l’augmentation d’eau cérébrale pourrait induire le relâchement de cytokines par les astrocytes (Shawcross, 2005). Cependant, les facteurs pro-inflammatoires n’ont pas été mesurés dans cette présente étude. Dans tous les cas, l’hyperammoniémie jouerait un rôle avec ce facteur inconnu dans la pathogenèse de l’œdème cérébral chez les rats BDL. Nous proposons un effet synergique entre ce facteur inconnu et l’hyperammoniémie sur la régulation de la transcription du NKCC1. Ceci est vraisemblable puisque lorsque l’hyperammoniémie est réduite (par la BUM ou l’AST-120), l’œdème est atténué. Ultimement, ce facteur n’est pas présent chez les rats PCA. Bref, la transcription du NKCC1 est associée à l’œdème cérébral et non à l’hyperammoniémie isolée. Des études complémentaires sont alors nécessaires pour trouver le facteur impliqué dans la régulation du NKCC1 lors du développement de l’oedème chez les rats BDL.