Rôle des facteurs de croissance dans les processus de réparation 2.1) Rôle du EGF dans les processus de réparation

Il est reconnu que les facteurs de croissance modulent les processus de réparation dans plusieurs types cellulaires (32, 139, 155, 157). Dans cette étude, nous nous sommes concentrés sur l’EGF, facteur reconnu pour stimuler la réparation épithéliale pulmonaire

in vitro et in vivo (84, 140, 155, 157). En effet, nos résultats montrent que la réparation

des monocouches de cellules épithéliales pulmonaires cultivées sur support plastique ainsi que les phénomènes de migration cellulaire mesurée en chambre de type Boyden dépendent fortement de l’EGF. Par contre, la prolifération cellulaire, estimée par

incorporation de 3H-thymidine, semble peu ou pas modulée par celui-ci. Tout comme rapporté dans la littérature, nos résultats démontrent également que les récepteurs EGFR (erbB1) et erbB2 sont exprimés dans les cellules alvéolaires et bronchiques (137). Nous n’avons toutefois pas exploré le rôle des autres récepteurs de la famille erbB.

2.1.1) Boucle autocrine de l’EGF

Nos résultats suggèrent l’existence d’une boucle autocrine pour l’EGF lors des processus de réparation. D’abord, nos résultats démontrent que la réparation épithéliale, qui est dépendante de l’EGF, est fortement réduite en présence d’anticorps anti-EGF. Ensuite, nous avons observé que les récepteurs erbB1 et erbB2, possédaient une activité de base, estimée par le niveau de phosphorylation, mais pouvaient également être activés pendant la réparation des lésions des monocouches alvéolaires et bronchiques. Ensuite, nous avons montré qu’en bloquant l’activité tyrosine kinase des récepteurs erbB1 et erbB2 avec les inhibiteurs AG1478 et AG825, la réparation des cellules ATII était réduite à un niveau similaire à celui observé en présence de l’anticorps anti-EGF. De plus, nos résultats démontrent que l’application de milieux conditionnés récupérés de monocouches lésées pouvait stimuler la migration cellulaire. Ceci suggère qu’un médiateur est sécrété dans le milieu conditionné durant la réparation cellulaire. Enfin, nous avons confirmé que l’effet stimulateur de nos milieux conditionnés était occasionné par l’EGF, sécrété par les cellules en réparation. En effet, cette stimulation était renversée lorsque nous ajoutions au milieu conditionné de l’anticorps anti-EGF, qui titre l’EGF sécrété. Comme dans la figure 32, nos résultats révèlent donc que suite à une lésion, les cellules épithéliales alvéolaires et bronchiques sont capables de sécréter de l’EGF capable d’activer son récepteur de façon autocrine, qui stimule par la suite les processus de réparation.

Nos résultats sont consistants avec ceux de la littérature, puisqu’il a effectivement été rapporté par plusieurs équipes que l’expression du récepteur EGFR était augmentée dans la région entourant la lésion (134, 137, 155). En effet, la littérature confirme que le récepteur EGFR dans les cellules bronchiques peut être activé suite à des lésions mécaniques. Ceci suggère que les cellules en réparation sécrètent des médiateurs, tel que l’EGF et le HB-EGF, capables d’activer le récepteur EGFR, qui ensuite stimule les

EGF EGFR EGF erbB1/erbB2 p p p p Proliferation + Migration Migration + + 11 22 EGF EGF EGF + 33 33

Lésion

Figure 32. Modèle de la boucle autocrine de l’EGF. Suite à une lésion, les cellules en

réparation sécrètent de l’EGF, qui vient activer son récepteur et ainsi stimule les phénomènes de migration et de prolifération cellulaire impliqués dans les processus de réparation épithéliale.

phénomènes de réparation (154). Ensuite, Dong et al. (1999) ont démontré que de bloquer la sécrétion des ligands du récepteur EGFR inhibait la migration et la prolifération de différents types cellulaires. Dans le même ordre d’idées, Tokumaru et al. (2000) ont observé un retard de réépithélisation causé par la réduction de la migration des kératinocytes lorsqu’ils empêchent l’activation du récepteur EGFR par ses ligands (156). Il a également été démontré que suite à des lésions dans cellules épithéliales de la cornée, il y avait sécrétion de HB-EGF, agissant de façon autocrine sur le récepteur EGFR pour stimuler les processus de réparation (169). Ces études supportent et appuient donc notre hypothèse de l’activation d’une boucle autocrine EGF/EGFR lors de la réparation épithéliale.

2.2) Rôle des autres ligands du EGFR dans les processus de réparation

Cette étude s’est focalisée sur l’EGF, il ne faut toutefois pas oublier que le récepteur EGFR possède plus d’un ligand, tels que le TGFα, le HB-EGF (heparin-

binding epidermal growth factor-like growth factor)

,

l’épiréguline, l’épigène ainsi que l’héréguline. Ceux-ci sont synthétisés par divers types cellulaires, tels que les cellules épithéliales, les fibroblastes, les éosinophiles, les neutrophiles, les macrophages et les mastocytes (84, 134, 137, 124, 156). Il a été rapporté que le TGFα stimule la réparation épithéliale (140, 157) possiblement en activant la prolifération cellulaire (153). Le HB-EGF également semble impliqué dans la régénération épithéliale (154, 155).

L’activation du récepteur EGFR déclenche diverses voies de signalisation, telles que PLCγ-PKC, Ras-MAP kinases, GTPases, STAT, PI3 kinase et PLD. Ainsi, différentes voies de signalisation semblent s’enclencher suite à l’activation du récepteur EGFR pour stimuler les processus de réparation (124). La complexité de ce réseau des voies de signalisation empêche d’établir clairement l’association des évènements biochimiques à des effets biologiques précis. Toutefois, des études ont déterminé que certaines de ces cascades de signalisation sont impliquées dans les phénomènes de migration et de prolifération cellulaire (124). Pour pousser plus loin notre étude, nous aurions pu étudier plus finement les voies de signalisation et élargir nos expériences à d’autres facteurs de croissance.

2.3) Rôle d’autres facteurs dans les processus de réparation

2.3.1) Rôle d’autres facteurs de croissance dans les processus de réparation

D’autres facteurs de croissance sont connus pour moduler les processus de réparation. Ensuite, on a rapporté que le TGF-β1 était sécrété suite à des lésions et était impliqué dans la stimulation de la réparation épithéliale (155). Son effet se ferait via la stimulation de la migration des cellules aux bords de la plaie (84, 139). En fait, il semblerait que le TGF-β pourrait également stimuler les MMP et donc la production de matrice extracellulaire nécessaire à la migration des cellules (83, 158). D’autre part, le KGF stimulerait différentes réponses cellulaires, telles que la migration et prolifération des cellules épithéliales (84, 140). De plus, il semblerait que l’effet stimulateur du KGF

se ferait via le récepteur EGFR (140). Le HGF, considéré comme le plus important mitogène, est aussi activé durant les processus de réparation et stimule la prolifération cellulaire (84, 140). Selon nos résultats (non-publiés), il semblerait que le HGF agirait par une voie paracrine et non autocrine, puisqu’il est sécrété par les cellules mésenchymateuses (fibroblastes), mais que son récepteur c-met est exprimé à la surface des cellules épithéliales. On retrouve aussi le FGF-2, qui est impliqué dans la progression du cycle cellulaire, la croissance et la différenciation cellulaire. Enfin, le VEGF est important dans le phénomène d’angiogenèse lors de la régénération épithéliale (84).

Il semble donc que les processus de réparation épithéliale dépendent d’une multitude de facteurs de croissance sécrétés par plusieurs types cellulaires. Alors, pour pouvoir dresser un meilleur portrait des facteurs régulant la réparation de l’épithélium respiratoire, il faudra élargir l’étude des facteurs de croissance. En effet, nous prévoyons éventuellement développer des co-cultures afin de pouvoir explorer l’impact d’un plus large éventail de facteurs de croissance sur les processus de réparation épithéliale en présence de plusieurs types cellulaires.

2.3.2) Rôle de l’inflammation dans les processus de réparation

À priori, la réponse inflammatoire semble avoir une connotation négative, puisque dans plusieurs pathologies, comme celle de la fibrose kystique (FK), l’inflammation chronique semble occasionner et favoriser les processus lésionnels (voir section 4.1.3). Cependant, il semblerait que les composantes de l’inflammation ne soient pas toutes néfastes pour la réparation épithéliale. En effet, il a été démontré que le TNF, une cytokine pro-inflammatoire, pouvait stimuler la migration cellulaire et les processus de réparation épithéliale (143, 169). De façon plus intéressante, le TNF semblerait être capable d’activer indirectement le récepteur EGFR. En effet, il a été suggéré que le TNF pourrait, en se liant à son récepteur, activer des MMP capables de cliver le pro-EGF. Celui-ci pourrait ensuite se lier au récepteur EGFR et ainsi stimuler les processus de réparation (169). Ensuite, l’IL-1β, une autre cytokine pro-inflammatoire, favoriserait la réparation épithéliale via l’activation de la voie de signalisation MAPK par l’EGF et le TGFα (140). Il semblerait que l’IL-1β serait également importante dans le rétablissement de l’intégrité de l’épithélium alvéolaire en inhibant le développement de la fibrose via la

prolifération des fibroblastes (138). Ensuite, il semblerait que l’IL-13, une cytokine anti- inflammatoire, pouvait également activer le récepteur EGFR et donc stimuler les processus de réparation. En fait, l’IL-13 semblerait capable d’induire la sécrétion du TGFα qui se lierait au récepteur EGFR et stimulerait la prolifération cellulaire (153). De plus, l’IL-13 occasionnerait également la sécrétion de HB-EGF, ce qui permettrait la stimulation de la réparation épithéliale (154).

Selon la littérature, il semble donc que certaines composantes de l’inflammation pourraient avoir un effet bénéfique sur les phénomènes de réparation épithéliale. C’est pourquoi nous avons entamé, il y a quelques mois déjà, une étude sur le rôle de l’inflammation sur les processus de réparation épithéliale. En effet, jusqu’à maintenant, nous avons évalué l’impact de plusieurs cytokines sur la refermeture des plaies mécaniques et sur la migration cellulaire. Nous avons également testé le rôle de ces cytokines sur l’expression de canaux K+. Nous tenterons aussi de comprendre l’effet de ces cytokines sur la voie EGF/EGFR et de quantifier par ELISA les niveaux de cytokines sécrétés lors d’une lésion épithéliale. Cette étude nous permettra de mieux comprendre l’impact d’un environnement inflammatoire lors des processus de réparation de l’épithélium respiratoire.