Le projet de recherche de l’Unité Inserm U774 s’intègre dans une perspective d’exploration de nouvelles biomolécules pulmonaires pour répondre aux objectifs suivants :
- identifier et comprendre l’implication des metalloprotéases membranaires de type ADAM dans l’inflammation pulmonaire ;
- évaluer la participation d’ENDOCAN dans le contrôle de la réaction inflammatoire dans l’asthme et dans le cancer bronchique ;
- caractériser les mécanismes de domiciliation pulmonaire des leucocytes dépendant de la chimiokine pulmonaire CCL18 ;
- étudier l’impact de ces biomolécules sur la domiciliation pulmonaire et les fonctions des cellules NK dans l’asthme et le cancer bronchique.
Le projet de recherche de l’Unité Inserm U774 s’intègre aussi dans une perspective d’une recherche translationnelle vers le malade avec pour objectifs :
- développer des modèles animaux plus pertinents pour les maladies respiratoires ;
- évaluer ces biomolécules comme marqueurs de l’évolution des cancers thoraciques et de l’asthme sévère.
Organisation de la recherche au laboratoire U774
Deux composantes majeures caractérisent la réaction inflammatoire bronchique et pulmonaire : une composante LOCALE ou la part constitutive de l’architecture pulmonaire principalement représentée par l’épithélium et l’endothélium pulmonaire, et la composante IMPORTEE, représentée par les lymphocytes et les autres cellules inflammatoires qui se domicilient dans l’arbre bronchique durant le processus inflammatoire.
Pour cette raison l’Unité Inserm U774 est organisée en 2 équipes complémentaires. L’équipe 1 intitulée « Epithélium, Endothélium et Inflammation Pulmonaire » (P Gosset / P Lassalle) qui étudie la composante locale de l’inflammation ; l’équipe 2 intitulée « Domiciliation Cellulaire et Inflammation Pulmonaire » (A Tsicopoulos / C Duez).
Le Laboratoire bénéficie d’une expertise clinique large grâce à ses liens étroits avec la Clinique des Maladies Respiratoires du CHRU de Lille et des hôpitaux périphériques de la Région Nord-Pas de Calais.
Faits marquants en 2005-2006 :
Equipe 1 : Epithélium, Endothélium et Inflammation Pulmonaire.
Nous avons montré cette année que Der p1, une cystéine protéase allergène majeur issu de la poussière de maison, induit la production des chimiokines CCL2, CCL5 et CXCL10 par les cellules épithéliales bronchiques, alors que le proenzyme proDer p1 dénué de toute activité enzymatique n’a aucun effet. Ces chimiokines augmentent le recrutement de précurseurs de cellules dendritiques dérivées de monocytes (MDDC). Dans un épithélium bronchique reconstitué et polarisé, l’application apicale de Der p1 augmente la migration des précurseurs de MDDC dans la monocouche épithéliale. De plus, Der p1 induit la production de CCL20 et la migration des précurseurs de cellules de Langhérans specifiquement au niveau des cellules épithéliales bronchiques d’asthmatique mais pas au niveau de cellules épithéliales bronchiques issus d’individus sains (Pichavant M et al, 2005).
Endocan a été identifié au laboratoire comme un protéoglycane endothélial pulmonaire qui présente une activité anti-inflammatoire et pro-tumorale. Nous avons montré que la synthèse et la sécrétion de cette molécule sont augmentées par des cytokines pro-inflammatoires, le lipopolysacharide bactérien (Scherpereel A et al, 2006), et par les facteurs angiogéniques comme le VEGF ou le FGF-2 (Grigoriu B et al, 2006). L’augmentation de synthèse et de sécrétion d’endocan par les cellules endothéliales humaines en culture primaire perdurent pendant au moins 4 jours suivant la stimulation. Dans le cancer bronchique non à petites cellules, endocan est surexprimé dans les vaisseaux tumoraux et péri-tumoraux tant au niveau de l’ARNm que de la protéine.
Interface clinique
Dans le cancer bronchique non à petites cellules, les niveaux élevés d’ARNm messager d’endocan corrèlent positivement avec ceux du VEGF. De plus, les taux d’endocan sériques augmentés chez les patients porteurs d’un cancer bronchique sont associés à un mauvais pronostic (Grigoriu B et al, 2006).
Dans le mésothéliome malin pleural, nous avons évalué la mésothéline, une molécule exprimée à la surface des cellules mésothéliales. Les taux de mésothéline sérique ou pleural sont élevés. Ceux-ci possèdent un pouvoir discriminant le mésothélioma malin pleural d’autres pathologies pleurales malignes (adénocarcinome) ou non tumorales (Scherpereel A et al, 2006 ; Grigoriu B et al, 2007).
Le remplacement trachéal par une allogreffe d’aorte sur la moitié au moins de la trachée de porc, se transforme en un conduit qui contient les composants cartilagineux et muqueux d’une trachée normale (Jaillard S et al, 2006). Chez 2 patients ayant présenté une tumeur trachéale résistante aux traitements conventionnels, les biopsies d’allogreffes trachéales, 1 an après la greffe ont montré le développement d’un épithélium respiratoire comme observé dans les modèles animaux (Wurtz A et al, 2006).
Dans l’état de choc septique, les taux d’endocan sériques sont augmentés et sont associés avec un pronostic fatal (Scherpereel et al, 2006).
L’Unité Inserm 774 a accueilli une équipe de Neurologues et de Pneumologues du CHRU de Lille dont l’objectif est d’étudier l’implication de défauts de réponse à l’hypoxie dans la physiopathologie de la sclérose latérale amyotrophique, une maladie neurodégénérative rare (David Devos, CHRU Lille, Nicolas Just, CHR Roubaix). Les résultats montrent un défaut de réponse du VEGF à l’hypoxie qui est spécifique puisque cette anomalie n’est pas observée avec l’erythropoiétine (Moreau C et al, 2005 & 2006 ; Just N et al, 2007).
Equipe 2 : Domiciliation Cellulaire et Inflammation Pulmonaire
Les chimiokines jouent un rôle majeur dans le recrutement et l’activation des cellules inflammatoires de la réaction allergique. Nous avons étudié le rôle de la chimiokine CCL5 dans le recrutement des cellules inflammatoires in vivo, dans un modèle de double greffe de peau humaine suivie d’une reconstitution de leucocytes circulants autologues chez la souris immunodéficiente de type SCID.
L’injection de CCL5 dans la peau greffée induit le recrutement de monocytes / macrophages, de lymphocytes Th1, d’éosinophiles et de cellules T mémoires. La co-administration d’anticorps anti-CCR5 inhibe totalement le recrutement des monocytes / macrophages et des Th1, inhibe partiellement le recrutement des cellules T mémoires, mais n’inhibe pas le recrutement des éosinophiles (de Nadai P et al, 2006). Ceci suggère, un usage spécifique des récepteurs aux chimiokines in vivo.
L’asthme allergique est associé au recrutement, au sein de la muqueuse bronchique, de cellules inflammatoires de type Th2, basophiles et éosinophiles. CCL18 est une chimiokine préférentiellement exprimée dans le poumon. Elle est sécrétée par les cellules présentatrices d’antigènes. Elle est induite par les cytokines de type Th2. Donc CCL18 serait impliquée dans la réaction inflammatoire allergique. Nous avons montré que (i) les cellules mononucléées circulantes d’asthmatiques allergiques à la poussière de maison mises en culture en présence de l’allergène Der p1 induit une sécrétion tardive de CCL18 à 48h et 72h alors que les cellules de sujets non allergiques non atopiques, cultivées dans les mêmes conditions, ne sécrètent pas CCL18 ; (ii) CCL18 sécrétée provient pour une partie de cellules dendritiques plasmacytoïdes et pour une autre partie de monocytes stimulés par IL-4 ou IL-13 ; (iii) CCL18 attire préférentiellement des lymphocytes Th2 polarisés in vitro et des basophiles, mais n’attire pas les éosinophiles. En revanche, CCL18 induit au niveau du basophile une libération de calcium intracellulaire suivi d’une libération d’histamine (de Nadaï P et al, 2006).
La pollution est un cofacteur impliqué dans l’augmentation de prévalence des maladies allergiques, en particulier les particules diesel issues de la pollution automobile urbaine. Nous avons montré que l’exposition des cellules mononucléées circulantes de sujets non atopiques à des particules diesel résulte d’une part en une augmentation tardive, après 48h, de la synthèse et la sécrétion de CCL18, et d’autre part en une diminution de CXCL10. Ces modifications conduisent à une augmentation de l’activité chimiotactique spécifique vis-à-vis des cellules Th2 (Chang Y et al, 2006). Ces résultats suggèrent que l’exposition aux particules diesel non seulement exacerbe les réactions allergiques mais aussi participe à leur genèse.
L’exposition microbienne ou l’environnement cytokinique peut influencer la réaction inflammatoire de l’asthmatique. Nous avons administré le bacille de Calmette et Guérin (BCG) surexprimant l’IL-18 à des souris sensibilisées à l’ovalbumine. Une diminution de la réaction inflammatoire bronchique ainsi qu’une diminution de l’hyperréactivité bronchique est observé, que le BCG-IL-18 soit administré avant ou après la sensibilisation à l’allergène (L Amniai et al, soumis). Comme les cellules NK sont activés par le BCG et l’IL-18, nous explorons actuellement la capacité pour les NK à inhiber la réaction inflammatoire de l’asthme expérimental.
Interface clinique
L’omalizumab, un anticorps monoclonal humanisé anti-IgE, a démontré une remarquable efficacité et une bonne tolérance dans l’asthme sévère. Nous rapportons ici des conséquences inattendues du traitement par omalizumab chez 16 patients asthmatiques sévères traités pendant au moins 6 mois. Sous omalizumab, l’asthme du premier patient a été rapidement controlé mais la polypose nasale obstructive est réapparue, en rapport avec une diminution rapide de la prednisolone. Le second patient a présenté une insuffisance surrénale subaiguë, possiblement en rapport avec 2 injections intramusculaires de triamcinolone. La possibilité de complications paradoxales liées au succès du traitement par omalizumab et induit par une diminution rapide des glucocorticoides doit être considéré (Tonnel AB, et al, 2006).
L’asthme chronique est associé à une réaction inflammatoire bronchique, une hyperperméabilité microvasculaire et une altération épithéliale (Tillie-Leblond I et al, 2005 ; de Blic J et al, 2006). Un modèle d’asthme chronique expérimental a été développé chez le rat Brown-Norway sensibilisé à l’ovalbumine. Dans ce modèle l’administration de KGF (Keratinocyte Growth Factor) réduit de manière importante l’hyperperméabilité vasculaire et l’inflammation bronchique. Cet effet est associé à la présence d’un épithélium bronchique moins altéré ou normalisé plus rapidement. Ces résultats ouvrent des perspectives intéressant le traitement de l’asthme chronique grave (Tillie-Leblond I et al, 2007).
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