Rôle de l’infection et de l’inflammation chronique dans le défaut de régénération de l’épithélium bronchique FK

Une autre composante importante de la pathologie de la Fibrose Kystique est la présence continuelle dès le jeune âge d’infection et d’inflammation au niveau de

l’épithélium des voies aériennes. La présence importante de cytokines pro- inflammatoires et d’infections mène au recrutement de cellules immunitaires, telles que les neutrophiles, contribuant au développement de lésions par leur capacité à sécréter des protéases et des ROS (103; 141). En somme, la présence chronique d’infection et de cellules immunitaires est responsable en grande partie de la sévérité des lésions au niveau de l’épithélium des voies aériennes. Cependant, est-ce que l’inflammation et l’infection pourraient également affecter directement la capacité des cellules à se réparer? C’est ce que nous avons tenté d’élucider en partie lors de mon projet de maîtrise traitant de l’impact de l’inflammation sur la régénération de l’épithélium des voies aériennes.

Il a été montré à ce sujet que les cytokines pro-inflammatoires pourraient réguler les processus de régénération épithéliale. Cependant, leur effet, qu’il soit positif ou négatif, est controversé et n’est pas très bien connu (3), c’est pourquoi nous avons décidé d’étudier l’impact du TNF-!. Cette étude nous a permis de montrer un effet bénéfique du TNF-! sur la réparation de l’épithélium normal et Fibrose Kystique. Même si cette étude a montré un effet bénéfique du TNF-! sur la réparation de l’épithélium bronchique sain et Fibrose Kystique, le TNF-! n’est pas la seule cytokine pro-inflammatoire présente chez les patients FK et l’effet global de l’ensemble des cytokines pourrait être différent de celui observé avec le TNF-! seul. Alors, en continuation avec cette étude, il serait pertinent d’étudier l’impact d’autres cytokines pro-inflammatoires sur les processus de régénération épithéliale et même la combinaison de cytokines pro-inflammatoires pour ainsi mieux comprendre le rôle global de l’inflammation sur ce processus. Dans le même ordre d’idée, pour se rapprocher de la réalité, il serait aussi intéressant d’évaluer l’effet d’expectorations de patients FK sur la régénération épithéliale bronchique. En effet, comme on note la présence de cytokines pro-inflammatoires ainsi que la présence de facteurs de virulences dans les expectorations des patients FK (142), ceci permettrait de mimer l’environnement physiologique auquel sont soumises les cellules épithéliales bronchiques.

Étant donné que la présence d’infections bactériennes et virales représente aussi un élément important de la pathologie respiratoire (79) de la Fibrose Kystique, il serait aussi intéressant d’étudier l’impact de composantes bactériennes, telles que l’impact de lipopolyssacharides de bactéries, et de filtrats de bactérie sur la régénération épithéliale. Dans des résultats préliminaires, nous avons pu observer que le filtrat de bactéries Pseudomonas aeruginosa entrainait une diminution significative de la réparation de l’épithélium bronchique sain et Fibrose Kystique. Cette diminution de la réparation était aussi associée à une diminution de la prolifération cellulaire. En continuation avec cette étude, il faudrait vérifier son impact sur la migration cellulaire ainsi que sur la voie de signalisation EGFR et sur les protéines membranaires telles que les différents canaux ioniques (canaux K+ par exemple), les intégrines et les cadhérines qui sont impliqués dans la réparation. De plus, il serait pertinent d’étudier l’impact d’infections virales telles que celle au RSV puisque cette dernière est fréquente chez les jeunes patients FK, qu’elle entraine une exacerbation de leur condition pulmonaire (184) et qu’elle facilite les infections bactériennes à Pseudomonas aeruginosa (80). Mes résultats préliminaires, menés au laboratoire de Dre Grandvaux, montrent que la réparation des cellules NuLi semble ralentie suite à une infection au RSV. Finalement, comme les infections virales cohabitent avec les infections bactériennes, il serait intéressant d’étudier l’impact des deux composantes ensemble sur la réparation de l’épithélium bronchique.

L’épithélium des voies aériennes des patients FK est incapable de se restaurer adéquatement pour maintenir un épithélium fonctionnel suite aux lésions continues et ceci pourrait être dû au défaut de base de la pathologie ainsi qu’à l’environnement infectieux et inflammatoire. Alors des études plus approfondies sur l’inflammation et les infections chroniques associé à la Fibrose Kystique nous permettraient de connaître de façon plus globale l’impact de l’environnement physiologique auquel fait face l’épithélium bronchique Fibrose Kystique et peut-être permettre un jour le développement de traitements plus adéquats pour ralentir la progression de cette pathologie.

Chapitre 5 : Conclusion

La pathologie de la Fibrose Kystique causée par la mutation du gène CFTR mène à la dysfonction du transport des fluides et des ions au niveau de l’épithélium pulmonaire. Ceci entraine une diminution importante du liquide de surface des voies aériennes menant à une clairance mucociliaire déficiente et à l’accumulation et l’épaississement du mucus. Ce mucus devient un environnement idéal pour le développement d’infections et d’inflammation chroniques participant au développement d’injures et de remodelage pulmonaire et donc à l’insuffisance respiratoire associée à la Fibrose Kystique.

Les résultats obtenus pendant ma maîtrise, portant sur la régulation des processus de réparation de l’épithélium bronchique sain et Fibrose Kystique par le TNF-!, une cytokine pro-inflammatoire présente de façon importante au niveau des voies aériennes des patients FK, ont permis de mieux comprendre la complexité du rôle de cette cytokine dans la régénération épithéliale de l’épithélium bronchique. En effet, par cette étude nous avons montré que le TNF-!, en plus d’être impliqué dans les processus lésionnels, régule de façon complexe les processus de réparation en favorisant la migration tout en ralentissant la prolifération cellulaire. De plus, nous avons montré que l’effet positif du TNF-! sur la réparation semble être dû à l’activation de plusieurs protéines membranaires et voies de signalisation. Premièrement, le TNF-! entraine l’activation de la MMP-9, qui favorise la migration cellulaire en permettant le remodelage de la matrice extracellulaire et ralentie la prolifération cellulaire en diminuant l’attachement des cellules à la matrice extracellulaire. Aussi, le TNF-! mène à la relâche d’EGF et à l’activation du récepteur EGFR, tous les deux impliquées dans les processus de réparation, ainsi que dans l’activation des canaux potassiques jouant un rôle dans la régénération épithéliale comme nous l’avons montré dans des études précédentes (44; 45).

En somme, cette étude nous a permis de mieux comprendre la complexité de l’implication de la réponse inflammatoire, plus particulièrement du TNF-!, dans les processus de réparation. Ce projet incite l’ouverture de plusieurs champs d’études sur l’impact des composantes environnementales de l’épithélium bronchique FK. Ceci permettrait le développement de traitements plus adéquats pour cette pathologie.

Bibliographie

1. Fraser RS. Histology and Gross Anatomy of the Respiratory Tract. In: