Les principaux miARN dérégulés dans les processus fibrotiques

1) Le rôle de miR-133 et miR-30 dans la régulation de l’expression de TGFβ/CTGF

Des études effectuées dans des modèles de fibrose cardiaque ont impliqué miR-30 et miR- 133 comme deux régulateurs clés de l’expression du CTGF. Le CTGF étant induit par

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l’activation du TGFβ et potentialisant son effet en activant sa forme latente, ces régulations ont des conséquences importantes sur les processus fibrotiques. MiR-133 est un miARN spécifique du tissu cardiaque et son expression est limitée au cardiomyocytes, alors que miR- 30 est exprimé à la fois dans les fibroblastes cardiaques et cardyomyocytes ainsi que d’autres tissus comme le poumon. Cependant, l’effet de ces deux miARN n’est pas additif sur la diminution d’expression du CTGF, cela étant expliqué par la superposition des régions complémentaire au seed des deux miARN au niveau de la partie 3’UTR du CTGF, engendrant ainsi un phénomène de compétition. De plus, miR-133 agirait aussi directement sur la voie du TGFβ en ciblant respectivement TGFβ1 et TGFBRII (Liu, Bezprozvannaya et al. 2008). Dans le cas de la FPI, miR-30c est aussi réprimé dans le poumon fibrosé, augmentant ainsi l’expression du CTGF (Duisters, Tijsen et al. 2009) .

2) Le rôle de Let-7 dans l’EMT

Let-7 est un des miARN antifibrotiques les plus étudiés, son expression dans le poumon est localisée dans les cellules épithéliales alvéolaires. L’inhibition in vitro et in vivo des membres de la famille let-7 induit une surexpression de marqueurs mésenchymateux et une diminution des marqueurs épithéliaux, suggérant une activation de l’EMT. Cette inhibition induit la surexpression de HMGA2 (high mobility group AT-hook 2) une cible connue de ce miARN, qui pourrait contribuer au processus fibrotique. Ainsi, il a été montré que HMGA2, agirait sur la voie Ras en stimulant la prolifération cellulaire et l’EMT dans le cancer du pancréas (Watanabe, Ueda et al. 2009), suggérant des mécanismes similaires dans la fibrose pulmonaire. L’induction de l’expression de HMGA2 est également accompagnée de l’induction d’autres facteurs comme KRAS, MYC, cycline D2, cdk6 et cdc25a qui sont aussi des cibles de let-7 et pourraient jouer un rôle dans la fibrose pulmonaire (Pandit, Corcoran et al. 2010). Une autre cible de let-7, l’IGF1 est surexprimée chez les patients IPF, son niveau d’expression étant particulièrement élevé dans les macrophages, les fibroblastes et les cellules épithéliales, potentialisant ainsi la production de collagène. L’action de let-7 passerait ainsi par la régulation de l’expression de multiples cibles pro-fibrotiques. Cependant si l’inhibition de let-7 augmente les effets profibrotiques, aucune étude n’as encore montré que son administration in vivo suffirait à diminuer ou prévenir la fibrose (Pandit, Corcoran et al. 2010 ; Pandit, Milosevic et al. 2011).

3) Rôle de miR-155 dans les relations épithélio-mésenchymateuses

Contrairement à let-7 qui semble jouer un rôle protecteur contre la fibrose, des travaux de notre équipe ont montré que l’expression de miR-155 augmentait en fonction de l’état

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d’avancement de la fibrose pulmonaire induite par la Bléomycine chez la souris. In vitro, un traitement de fibroblastes humains par le TNF-α ou l’IL-1β induit l’expression de miR-155. MiR-155 semble jouer un rôle important dans la ré-épithélialisation en ciblant directement le facteur de croissance des fibroblastes (KGF, FGF-7), tout en ayant aussi un impact important sur la mobilité cellulaire qui pourrait etre liée à d’autres cibles de miR-155 identifiées dans des analyses in silico, telles que CYR61 et RHEB, deux régulateurs importants de l’adhésion cellulaire (Pottier, Maurin et al. 2009).

4) Le rôle de miR-29 et miR-449 dans la régulation de l’expression de la matrice extracellulaire

La famille de miR-29 comprend trois membres miR-29a/b/c, tous significativement sous exprimés dans les poumons de patients IPF mais aussi dans différents types de fibrose. La famille miR-29 a été bien caractérisée comme jouant un rôle régulateur majeur dans la synthèse de la matrice extracellulaire et leur expression a été montrée fortement diminuée après stimulation par le TGFβ notamment dans les fibroblastes cardiaques (van Rooij, Sutherland et al. 2008) .

Une étude récente montre que miR-29 inhibe l’expression de différents membres du collagène en ciblant directement le PDGF-C (platlet derived growth factor)/ et IGF-L (insuline like growth factor), son inhibition est ainsi responsable de la différenciation des cellules HSC (hépatic stellate cells) en myofibroblastes (Kwiecinski, Elfimova et al. 2012). De manière tout à fait intéressante, des essais précliniques chez la souris indiquent que l’administration de miR-29b synthétique par voie systémique prévient le développement de la fibrose induite par la bléomycine (Xiao, Meng et al. 2012).

Dans le cas de pathologies liées à une expression excessive de MEC comme les nephropathies chroniques qui surviennent souvent suite à des transplantations de reins, l’expression de miR-449 a/b est diminuée de manière drastique (Muth, Theophile et al. 2010). MiR-449 réprime l’expression de PAI-1, l’inhibiteur principal des activateurs du plasminogène (tPA/uPA). De ce fait, les auteurs suggèrent que l’inhibition de miR-449 pourrait être responsable de l’accumulation excessive de MEC par ce mécanisme.

5) Le rôle profibrotique de miR-21 et miR-23a

MiR-21 a été identifié comme étant un « oncomir » dans de très nombreux cancers, et de par son expression ubiquitaire est un des miARN les plus étudiés (Kumarswamy, Volkmann et al. 2011). L’évidence du rôle profibrotique de ce miARN est multiple, avec une implication dans différents types de fibroses comme la fibrose pulmonaire, rénale, et cardiaque (Thum, Gross

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et al. 2008; Liu, Friggeri et al. 2010 ; Chau, Xin et al. 2012). Dans le poumon, plusieurs études montrent que l’expression de miR-21 colocalise avec l’expression de l’alpha-SMA dans les myofibroblastes issus de patients IPF et que son expression est proportionnelle à l’état d’avancement de la fibrose chez la souris. Le lien entre miR-21 et la voie du TGFβ a été démontrée en utilisant des souris exprimant un dominant négatif du TGFβRII, ce qui a eu pour conséquence de bloquer l’induction du miARN après instillation de bléomycine (Liu, Friggeri et al. 2010). De plus, miR-21 exerce un rétrocontrôle positif sur la voie du TGFβ en ciblant Smad7. Il est important de noter que l’utilisation d’un antimiR-21 permet de diminuer les effets profibrotiques induits après stimulation par le TGF-β ou bien suite à une instillation bléomycine in vivo (Liu, Friggeri et al. 2010). Mir-21 est fortement exprimé dans les fibroblastes issus des biopsies de souris atteintes de fibrose cardiaques (Thum, Gross et al. 2008). Son augmentation d’expression est responsable de l’activation de la voie MAP kinase à travers l’inhibition de Spry1 (Sprouty homolog 1) et par ce mécanisme miR-21 contribue à la survie des fibroblastes cardiaques et leur sécrétion de facteur de croissance profibrotiques comme le TGF-β. D’autres études ont pu approfondir le rôle de miR-21 dans la fibrose rénale en montrant que la surexpression de miR-21 dans les cellules épithéliales tubulaires est inhibée en absence de Smad3 mais pas de Smad2. Les souris déficientes en Smad3 sont protégées de l’induction de fibrose rénale après obstruction urétérale unilatérale. Au contraire, les souris déficientes Smad2 montrent une augmentation d’expression de miR-21 accompagnée de fibrose. Smad3 interagirait directement avec la région promotrice de miR-21 afin d’augmenter son expression (Zhong, Chung et al. 2011).

Chau et ses collaborateurs ont montré que miR-21 est surexprimé dans la fibrose rénale induite par obstruction urétérale chez la souris et chez les patients atteints de néphropathies après transplantation rénale. Les souris KO mir-21 ont moins de fibrose après obstruction urétérale unilatérale comparé aux souris contrôles. Le rôle profibrotique de miR-21 est du à l’inhibition de PPARα, une cible directe de miR-21. Ainsi miR-21 en ciblant PPARα induit une perturbation du métabolisme des lipides et une activation de la voie PI3K/Akt responsable de l’aggravation de la fibrose rénale. De plus, miR-21 réprime directement l’expression de l’inhibiteur mitochondrial des espèces réactives d’oxygène Mpv17l dans les cellules épithéliales, et ainsi aggrave les dommages épithéliaux générés par le stress oxydatif. L’ensemble de ces résultats montrent que miR-21 contribue à la fibrose rénale en aggravant les dommages des cellules épithéliales et l’activation des fibroblastes. Cependant, le rôle de miR-21 est controversé notamment dans la fibrose cardiaque (Patrick, Montgomery

Tableau3: Potentiel thérapeutique de la modulation des FibromiR

a_{Abbreviations : LNA: locked nucleic acid; cEt: 2’, 4’-constrained 2’O-ethyl}

b_{Abbreviations : I.V.: intraveinous; I.P.: Intra-péritoneal; I.T.: intra-tracheal; S.C.:}

subcutaneous Targeted

miRNA Tissue Effect Therapeutic strategy Approach

a _Delivery b _Ref

miR-1 Heart Anti-fibrotic Replacement

therapy Adeno-associated virus I.V. (Karakikes, Chaanine et al.

2013) miR-15

family

Heart Pro-fibrotic miRNA inhibition Tiny LNA I.V. (Hullinger,

Montgomery et al. 2012)

miR-21 Heart

Lung Kidney

Pro-fibrotic miRNA inhibition AntagomiR (Heart)

LNA–DNA mixmer (Lung) cEt-modified anti-miR

(Kidney)

I.V. (Heart) I.P., I.T. (Lung)

I.P.(Kidney)

(Thum, Gross et al. 2008) (Liu, Friggeri et al. 2010) (Chau, Xin et al. 2012)

miR-24 Heart Anti-fibrotic Replacement

therapy Lentivirus Intra-cardiac (Wang, Huang et al. 2012)

miR-29b Lung Anti-fibrotic Replacement

therapy transposon system Sleeping beauty I.V. (Xiao, Meng et al. 2012)

miR-34a Heart Pro-fibrotic miRNA inhibition LNA–DNA mixmer

AntagomiR

S.C. (Bernardo, Gao et

al. 2012) (Boon, Iekushi et al. 2013)

miR-101 Heart Anti-fibrotic Replacement

therapy

Adenovirus Intra-cardiac (Pan, Sun et al.

2012)

miR-192 Kidney Pro-fibrotic miRNA inhibition LNA-DNA mixmer S.C. (Putta, Lanting et

al. 2012)

miR-199b Heart Pro-fibrotic miRNA inhibition AntagomiR I.P. (da Costa Martins,

Salic et al. 2010) miR-200b Kidney Anti-fibrotic Replacement

therapy miRNA mimics I.V. (Oba, Kumano et al. 2010)

miR-208 Heart Pro-fibrotic miRNA inhibition LNA–DNA mixmer I.V. (Montgomery,

Hullinger et al. 2011)

miR-214 Kidney Pro-fibrotic miRNA inhibition ? S.C. (Denby, Ramdas

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. En effet, Patrick et ses collaborateurs, ont montré que les souris KO miR-21 étaient tout à fait normales, et en réponse à différents stress développent des troubles cardiaques ainsi qu’une fibrose de manière similaire aux souris contrôles. D’autre part, l’administration de l’inhibiteur LNA-miR-21 n’a pas pu améliorer la fibrose cardiaque chez les souris.

Lors d’une identification de gènes impliqués dans les maladies pulmonaires interstitielles, un autre miRNA, miR-23a a été impliqué dans la régulation de la voie du TGFβ. MiR-23a est induit par le TGFβ, et son expression induirait une inhibition de Nedd4L une ubiquitine ligase qui peut se lier directement à Smad2/3 pour induire leur dégradation. L’augmentation de l’expression de miR-23a est ainsi responsable de la persistance d’expression de l’α-SMA, induite par une amplification du signal de la voie du TGFβ (Cho, Gelinas et al. 2011).