HSP47

HSP47 représente la HSP la plus étudiée dans le contexte de la fibrogenèse du fait de son rôle dans la biosynthèse du collagène. C’est une glycoprotéine retenue au sein du réticulum endoplasmique (RE) grâce à une séquence de rétention RDEL, située en C-terminal. Ce chaperon qui ne nécessite pas d’ATP est aujourd’hui la seule HSP possédant un substrat spécifique : le collagène. Elle est indispensable pour sa biosynthèse, sa formation et sa sécrétion. Ainsi l’expression d’HSP47 est toujours corrélée avec celle du collagène et est totalement exclue des cellules ne produisant pas de collagène (243, 244). HSP47 agit à différentes étapes de la maturation du collagène : en empêchant l’agrégation et la dégradation des chaînes de procollagène néo-formée (244), en assistant la formation et stabilisant la triple hélice de procollagène et en facilitant sa sécrétion (243, 245, 246).

Pour ces raisons, HSP47 est devenu à la fois un biomarqueur et une cible thérapeutique de grand intérêt dans la fibrogenèse. En effet, l’augmentation de l’expression d’HSP47 est corrélée, lors de maladies fibreuses, avec le dépôt excessif de collagène dans le foie (247), les reins (248)et les poumons (249).

La formation du collagène mature débute au sein du RE puis se poursuit dans l’appareil de Golgi avant d’être sécrété dans l’espace intracellulaire. HSP47 va se fixer aux fibres de procollagène nouvellement synthétisées lorsqu’elles arrivent dans le RE. Ce « chaperoning » a pour but d’éviter l’agrégation aléatoire des fibres de procollagène et leur dégradation dans le

RE avant d’avoir pu s’assembler en triple hélice. HSP47 va ensuite prendre en charge le transport des molécules en triple hélice vers l’appareil de Golgi. La dissociation d’HSP47 et du procollagène se fait au sein du compartiment cis-golgi par un changement de pH. Le collagène suivra sa maturation au sein de l’appareil de Golgi et HSP47, de son côté, retournera au sein du RE (Figure 30) (250).

Figure 30 : Rôle d’HSP47 dans la synthèse et la maturation du collagène

HSP47 va prendre en charge les polypeptides de collagène nouvellement synthétisés afin qu’ils ne s’agrègent pas et pour faciliter la formation de la triple hélice. HSP47 amènera ensuite cette triple hélice de procollagène au sein de l’appareil de golgi avant qu’elle puisse subir toutes les modifications post-traductionnelles nécessaires à son bon fonctionnement (d’après Mala & Rose, 2010 (250)).

Le dépôt excessif de collagène étant la caractéristique principale de la fibrose, HSP47 a largement été utilisée comme marqueur des lésions fibreuses et de la progression de la maladie. Chez le rat, l’expression de l’ARNm d’HSP47 est corrélée à celle de l’ARNm des collagènes I et II dans des modèles de fibrose du foie (247). Des niveaux protéiques élevés d’HSP47 ont également été retrouvés dans des fibroses rénales et péritonéales une nouvelle fois en corrélation avec le dépôt de collagène et l’aggravation de la pathologie (251-253). Au niveau pulmonaire, une étude menée chez la souris révèle une augmentation d’HSP47 au niveau des cellules exprimant l’α-SMA et la vimentine (myofibroblastes) après induction de la fibrose par la bléomycine (254). Cependant, l’expression d’HSP47 n’est pas limitée aux

myofibroblastes puisqu’une autre étude montre également une surexpression d’HSP47 dans les pneumocytes de type II (AECII) et les macrophages au niveau des zones atteintes de fibrose (255). Ces résultats confirment que ces cellules sont capables de synthétiser du procollagène en condition de fibrose pulmonaire induite par la bléomycine et qu’elles jouent donc un rôle primordial dans la fibrogenèse.

La corrélation entre HSP47 et le collagène a également été confirmée dans les myofibroblastes et les AECII chez les patients atteints de fibrose pulmonaire (256).

Outre son rôle de biomarqueur des zones fibreuses, HSP47 a été plus récemment étudiée en temps que cible thérapeutique importante. Différentes équipes de recherche ont ainsi mis au point des stratégies pour maîtriser la surexpression d’HSP47 lors de la fibrose. L’inhibition d’HSP47 a pris une réelle importance pour limiter et prévenir les événements fibrotiques in vivo. En 2008, Xia et al. ont conçu un système de diffusion d’un SiRNA d’HSP47 utilisant des microsphères de gélatine cationiques dans un modèle de fibrose rénale. Cette méthode de distribution améliorait et prolongeait l’effet inhibiteur du SiRNA HSP47 comparé à l’administration classique d’un SiRNA (14 jours au lieu de 7). Les auteurs de cet article ont démontré que l’inhibition d’HSP47 par cette méthode réduisait l’expression des collagènes I, III et IV limitant considérablement les dommages rénaux associés (257). Une stratégie similaire a été utilisée plus récemment dans un modèle de fibrose péritonéale dans lequel l’inhibition de l’expression d’HSP47 abrogeait complètement l’expression du collagène, du TGF-β1 et l’infiltration des macrophages (258).

Au niveau pulmonaire, Hagiwara et al. ont étudié le rôle d’HSP47 dans trois modèles de fibrose chez le rat (induite par le paraquat, la bléomycine et le LPS). Quel que soit le modèle utilisé, l’inhibition d’HSP47 réduisait de manière significative les dommages pulmonaires et le dépôt de collagène et améliorait considérablement les fonctions des poumons (259-261).

De manière surprenante, malgré le grand nombre de publications mettant en évidence le rôle d’HSP47 dans le processus de fibrose, peu d’études proposent un mécanisme d’action. Une étude réalisée en 2007 montre un rôle potentiel des neutrophiles dans la surexpression d’HSP47. En effet, les auteurs suggèrent que les α-défensines libérées par les neutrophiles lors de leur recrutement au sein du site de lésion tissulaire sont capables d’activer la voie de signalisation MAPK des cellules épithéliales voisines induisant l’augmentation de l’expression d’HSP47 (262). De plus, dans un modèle de fibrose rénale utilisant des cellules épithéliales tubulaires proximales humaines stimulées avec du TGF-β1, Xiao et al. ont

démontré que des inhibiteurs des voies ERK, MAPK et JNK pouvaient bloquer l’expression d’HSP47 induite par le TGF-β1. Ainsi, l'inhibition de ces voies supprimait l'expression de protéines de la MEC ainsi que PAI-1 et TGF-β1 limitant la fibrogenèse. Les auteurs suggéraient que lors de la fibrose rénale, le TGF-β1 induisait l’expression d’HSP47 via les voies de signalisations ERK, JNK et MAPK favorisant la synthèse de collagène (263).

Cependant, le TGF-β1 n'est pas la seule cytokine capable d'induire HSP47. L’IL1β peut également induire, seul ou en association avec le TGF-β1, l’expression d’HSP47 au niveau de l'ARNm et de la protéine (264). Lors d’une étude réalisée en 2002, Sasaki et al. montraient que le TGF-β1 et l’IL1β étaient capables de favoriser la localisation nucléaire d’HSF1 et d'améliorer sa trimérisation conduisant à une augmentation de la liaison d’HSF1 sur l'élément de réponse spécifique du gène codant HSP47. Ainsi, le TGF-β1 et IL1β pourraient promouvoir l’expression d’HSP47. Les auteurs supposent qu’HSP47 pourrait être une bonne cible pour prévenir la fibrose puisque le TGF β1 et l’IL1β, deux molécules importantes dans fibrogenèse, sont capables d’induire sa surexpression (264).