Journées de Recherche Respiratoire 2021 : un vivier de chercheurs français et internationaux à Brest

B. Masson, H. Le Ribeuz, J. Sabourin, E. Woddhouse, R. Foster, Y. Ruchon, M. Dutheli, A. Boët, M-R. Ghigna, O. Mercier, D. Beech, J-P. Benitah, M. Bailey, M. Humbert, D. Montani, V. Capuano, F. Antigny. UMR-S999 Inserm/Université de Paris-Saclay, Faculté de Médecine, CHU Bicêtre/Hôpital Marie Lannelongue/UMR-S 1180 Inserm/Leeds Institute of Cardiovascular and Metabolic Medicine, UK

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) survient lorsque la pression artérielle pulmonaire augmente progressivement, provoquant des lésions dans le cœur droit. La pathobiologie de l’HTAP est multifactorielle et concerne potentiellement un dysfonctionnement des cellules musculaires lisses artérielles pulmonaires conduisant à leur prolifération incontrôlée, leur résistance à l’apoptose et in fine à une vasoconstriction. Il a été rapporté que les canaux calciques SOC (Store-Operated-Calcium channels) participent à l’influx de Ca²⁺ dans les cellules musculaires lisses artérielles pulmonaires. Les SOC sont constitués de trois composants essentiels : l’élément régulateur appartenant à la famille de molécules d’interaction stromale (STIM1-2) et deux canaux Ca²⁺ à savoir les TRPC (Transient Receptor Potential Canonique 1-7) et Orai (Orai1-3). La contribution de ces canaux à l’homéostasie du Ca²⁺ dans la fonction vasculaire et cardiaque est encore peu évidente dans l’HTAP.

Au sein de l’UMR-S999 Inserm/Paris-Saclay, les chercheurs ont étudié le rôle de SOC et d’Orai1 dans l’HTAP. Ils ont mis en évidence une augmentation anormale de l’expression de SOC et dans les cellules musculaires lisses artériolaires humaines de patients souffrant d’HTAP idiopathique. L’inhibition d’Orai1 sur les modèles de cellules humaines in vitro, a entraîné une baisse de SOC, de la prolifération cellulaire, de la résistance à l’apoptose et la migration cellulaire. L’inhibition pharmacologique d’Orai1 a également montré une baisse de la capacité de vasoconstriction.

Par ailleurs, Orai1 a été retrouvée en excès dans les artères pulmonaires de rats rendus malades (par exposition à la monocrotaline ou à l’hypoxie chronique). L’inhibition pharmacologique in vivo par 3 bloqueurs différents de la protéine Orai1 a diminué le phénotype d’HTAP induit chez les rats exposés. En conclusion, Orai1 pourrait être considérée comme une nouvelle cible thérapeutique dans l’HTAP.

L. Roubenne, L. Laisné, M. Campagnac, R. Marthan, B. Le Grand, C. Guibert. Inserm U1045, Centre de recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux/Université de Bordeaux/CHU de Bordeaux

L’hypertension pulmonaire (HTP) est une maladie multifactorielle caractérisée par un remodelage des artères pulmonaires impliquant un déséquilibre entre les agents contractiles et prolifératifs. Il a été démontré que la dysfonction des mitochondries et la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) contribuent à ces phénomènes.

OP2 Drugs (une société de biotechnologie qui vise à développer des médicaments) a récemment démontré que l’anéthole trithione (ATT), l’ingrédient actif de sa molécule OP2113, inhibe spécifiquement la production de ROS mitochondriaux. Dans ce contexte, l’équipe INSERM U1045/Université de Bordeaux a évalué les effets de l’ATT dans le traitement de l’HTP. Elle a démontré que chez les rats atteints d’HTP, un traitement préventif de l’ATT, réduit le remodelage des artères pulmonaires et la pression systolique dans le ventricule droit, suggérant son potentiel thérapeutique. Bien que les mécanismes sous-jacents de l’effet de l’ATT sur la survenue de l’HTP doivent être élucidés, ces résultats suggèrent que l’OP2113 peut être utilisé pour développer de nouvelles thérapies contre l’HTP.

E. Olliver, V. Gourdou-Latyszenok, F. Couturaud, C. Lemaire. UFR médecine, EA3878, GETBO, Brest.

La thrombose veineuse profonde est caractérisée par la formation d’un caillot de sang dans les veines profondes des membres inférieurs. Elle peut aboutir à des complications telles que l’embolie pulmonaire, responsable de 10 à 20 000 décès par an en France. Cette dernière peut engendrer des séquelles graves telles que l’hypertension thromboembolique chronique (HTP-TEC) qui affecte considérablement la qualité de vie des patients.

Dans les conditions physiologiques, les cellules endothéliales garantissent un état anti-thrombotique. Lorsque celles-ci sont lésées ou activées, elles acquièrent un phénotype pro-thrombotique et pro-inflammatoire. Les cellules endothéliales étant en contact direct avec le sang et les éléments figurés du sang, elles sont équipées de différents récepteurs leur permettant de réagir aux modifications de leur environnement. Au cours de processus inflammatoires, les nucléotides purigerniques (ATP, ADP, AMP), libérés dans l’espace extracellulaire, sont reconnus comme un signal de danger par les cellules de l’immunité innée, les plaquettes et les cellules endothéliales. L’ATP peut être métabolisé en AMP via le système CD39/CD73 ou se fixer au récepteur P2X7 au niveau des cellules endothéliales. La fixation sur le récepteur P2X7 contribue à l’activation de l’inflammasome et à la production des cytokines pro-inflammatoires.
De récentes études ont montré que le système CD39/CD73 peut avoir un rôle protecteur dans des modèles expérimentaux de thrombose veineuse en partie en diminuant l’activation de l’inflammasome. Le groupe étude thrombose Bretagne occidentale (GETBO) étudie le rôle du récepteur P2X7 dans la survenue de la thrombose veineuse. Les chercheurs ont confirmé que les cellules endothéliales exprimaient le P2X7 in vitro et in vivo et suggèrent que l’ATP libéré dans l’espace extracellulaire (à la suite d’une lésion ou d’une activation cellulaire) a induit l’activation de l’inflammasome dans l’endothélium via l’activation de P2X7.

Ainsi, ce récepteur pourrait avoir un rôle pro-thrombotique dans l’exacerbation de la maladie veineuse thromboembolique.

F. Savigny, S. Carignon, N. Lacerda-Queiroz, S. Huot-Marchand, E. Kaya, B. Ryffel, A. Gombault, M. Le Bert, I. Couillin, N. Riteau. CNRS UMR 7355-Inserm/Université d’Orléans

La fibrose pulmonaire Idiopathique (FPI) constitue la plus fréquente des pneumopathies interstitielles diffuses (PID) chroniques, ce qui la met au centre des préoccupations de la recherche fondamentale et clinique dans ce domaine pneumologique. Les traitements disponibles ne permettent pas de guérir la maladie et les réponses immunitaires développées en réponse à l’endommagement du tissu pulmonaire ne sont pas bien comprises. Par l’utilisation de modèles d’expérimentation animaux, les travaux de Nicolas Riteaux et ses collaborateurs visent à caractériser les mécanismes immunitaires mis en jeu et en particulier à identifier les signaux de dangers libérés suite à l’endommagement pulmonaire ainsi que les récepteurs et voies de signalisation cellulaires associés.

Ainsi, les chercheurs ont exploré le rôle de l’ADN libre du soi et du senseur de l’ADN cGAS activant la protéine de signalisation STING (pour « stimulator of interferon genes ») qui conduit à la production des interférons (IFN) de type I et III, dans le développement de l’inflammation pulmonaire. STING a été identifiée en 2008 comme un récepteur du réticulum endoplasmique qui induit des réponses immunitaires innées et est actuellement un sujet ardent dans plusieurs domaines, notamment l’immunothérapie contre le cancer, les vaccins et l’auto-immunité.

À l’aide d’un modèle d’expérimentation animal de FPI, les chercheurs ont observé que le défaut en STING entraîne une fibrose pulmonaire exacerbée avec une augmentation des dépôts de collagène dans les poumons et une expression excessive de facteurs de remodelage. En outre, la protection médiée par STING ne repose pas sur la signalisation de l’IFN de type I, ni sur la modulation de l’IL-17A ou du TGF-β, mais est associée à des neutrophiles dérégulés. Ces données soutiennent ainsi la fonction immuno-régulatrice de STING dans la fibrose pulmonaire.

Une meilleure compréhension de la pathogenèse et des phénomènes impliqués dans la FPI devrait permettre d’identifier et de valider certains ligands ou récepteurs comme cibles thérapeutiques, pouvant servir de base à des tests de criblage pour sélectionner des molécules d’intérêt pharmacologique.

C.H. Yegen, D. Marchant, E. Boncoeur, N. Voituron. UMR Inserm U1272/Université Sorbonne Paris Nord

La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie rare, caractérisée par l’accumulation de tissu conjonctif cicatriciel conduisant à une insuffisance respiratoire restrictive. Des études ont décrit chez certains patients FPI, une altération de la réponse ventilatoire à l’hypercapnie (définit par une pression artérielle partielle de CO2 supérieure à la normale). Les mécanismes à l’origine des anomalies du contrôle ventilatoire au cours de la FPI sont aujourd’hui peu connus.

La commande centrale respiratoire est élaborée par un réseau de neurones localisé au niveau ponto-bulbaire dont l’activité est régulée en permanence par des afférences périphériques et/ou centrales supra-pontique. Dans cette étude, les chercheurs ont analysé les conséquences d’une fibrose pulmonaire sur les paramètres ventilatoires et comment la modification de la rigidité pulmonaire pourrait influencer le fonctionnement de ce réseau neuronal. Sur un modèle d’expérimentation animale de fibrose pulmonaire, il a été démontré que la fibrose pulmonaire entraîne une hyperventilation caractérisée par une augmentation de la fréquence respiratoire, du volume courant, une désaturation et une diminution de la compliance pulmonaire (une bonne compliance signifie que le poumon se distend facilement à l’inspiration et reprend facilement son volume initial à l’expiration). Une diminution de la réponse ventilatoire est observée en réponse à l’hypoxie et l’hypercapnie. Elle pourrait être causée par une modification du seuil de sensibilité des chémorécepteurs ou à un défaut d’intégration des messages afférents. Ces résultats suggèrent que la fibrose pulmonaire altère la commande centrale ventilatoire et les régulations ventilatoires. Ces observations pourraient être expliquées en partie, par une modification de l’activité des neurones respiratoires régissant la commande centrale ventilatoire.

D. Shenesse, S. Loriod, G. Beltramo, L. Pommerole, J. Tanguy, P-S. Bellaye, C. Garrido, F. Goirand, P. Bonniaud, O. Burgy. UMR 1231-Inserm/CHU Dijon

La fibrose pulmonaire est une maladie fibrosante responsable d’une insuffisance respiratoire progressive et chronique. Parmi les mécanismes impliqués dans la pathogénie de la maladie, il est rapporté, un défaut de communication intercellulaire aboutissant à l’activation des fibroblastes en myofibroblastes à l’origine d’un excès de production de matrice extracellulaire et de collagène.

Les vésicules extracellulaires (VEC) sont des nanoparticules sécrétées par toutes les cellules de l’organisme et que l’on retrouve donc dans l’ensemble des fluides biologiques (sang, urine, salive, sperme). Elles sont considérées comme des médiateurs de la communication intercellulaire. Elles se comportent en effet comme de véritables navettes qui peuvent transférer leur contenu dans les cellules cibles, en moduler des voies de signalisation et ainsi induire des changements d’expression phénotypique et de fonction.  Chez les patients FPI, il a été observé une accumulation des VEC au niveau pulmonaire.

Au sein de l’UMR1231-Inserm/CHU Dijon, les chercheurs ont exploré l’implication des VEC dans le processus fibrosant. Ils ont ainsi observé que, chez la souris, la bléomycine (responsable de fibrose pulmonaire) intratrachéal entrainait une augmentation du nombre des VEC dans le LBA, qui était corrélée à une diminution de la compliance pulmonaire. De plus, l’administration intratrachéale des VEC issues de fibroblastes activés, à des souris avec fibrose pulmonaire induisait une majoration de l’accumulation de collagène dans les poumons. Par ailleurs, le traitement de tissu pulmonaire sain par des VEC (provenant de souris atteint de fibrose pulmonaire) a entrainé une fibrose. Ces résultats suggèrent que les VEC peuvent exacerber la fibrose pulmonaire. La compréhension de leur mécanisme d’action permettrait de mettre en évidence de potentielles thérapeutiques dans cette maladie grave.

T. Planté-Bordeneuve, C. Pilette, M. Lecocq, F. Huaux, A. Froidure. Université catholique de Louvin, Bruxelles/Cliniques universitaires Saint-Luc, Bruxelles

La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie respiratoire qui se caractérise par le remplacement progressif des alvéoles pulmonaires par un tissu cicatriciel fibreux. Les causes de la maladie ainsi que les mécanismes sous-jacents sont mal connus, ce qui limite les possibilités thérapeutiques. Des études récentes suggèrent que les cellules qui bordent la surface des alvéoles pulmonaires, appelées pneumocytes, jouent un rôle primordial dans le développement de la maladie et présentent des anomalies au niveau de leur différentiation, en exprimant d’une façon aberrante un récepteur appelé polymeric immunoglobulin receptor (pIgR). Ce récepteur permet le transport des anticorps de type IgA, dont un taux élevé dans le sang a été mis en relation avec une mortalité élevée dans cette maladie.

Dans cette étude, les chercheurs ont démontré une expression aberrante du pIgR exprimé dans le parenchyme malade tant chez l’homme (FPI) que dans un modèle animal. La protection des souris pIgR^-/− suggère un rôle délétère du pIgR, potentiellement via l’activation des fibroblastes par la S-IgA (IgA sécrétoire). Identifier un nouveau mécanisme impliqué dans la FPI, pourrait constituer une nouvelle piste de traitement de cette maladie rare.

A. Mailleux. INSERM 1152, Université Paris 7

La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie fibrosante rare. Deux médicaments sont actuellement disponibles pour le traitement de la fibrose pulmonaire : la pirfénidone, une petite molécule qui cible probablement les fibroblastes pulmonaires par de multiples mécanismes, et le nintédanib, un inhibiteur de tyrosine kinase. La FPI se développe chez des patients prédisposés et est favorisée par l’exposition à des agents environnementaux tels que les particules inhalées, le tabac, l’inhalation de polluants, etc. La susceptibilité génétique et l’âge sont des éléments probablement centraux dans la physiopathologie de la FPI, dont les mécanismes ne sont pas encore complètement élucidés. Toutefois, les données actuelles indiquent que la maladie est déclenchée suite au dysfonctionnement de l’épithélium alvéolaire après une lésion pulmonaire chronique, entraînant une activation aberrante et persistante des cellules épithéliales alvéolaires. Ces cellules anormalement activées, présenteraient alors un phénotype profibrosant.
La réparation épithéliale anarchique observée dans la FPI s’accompagne de la réactivation de voies de signalisation impliquées dans le développement pulmonaire fœtal, notamment celle des facteurs de croissance des fibroblastes (ou FGF, de fibroblast growth factor). FGFR4 est un récepteur du FGF activé par les FGF endocriniens, tels que le FGF19. Ce récepteur est le seul FGFR qui n’est pas ciblé par le nintédanib, qui a démontré son efficacité dans la FPI. Des données récentes indiquent que la délétion complète de FGFR4 et FGF19 entraîne une augmentation de la fibrose hépatique, ce qui suggère que l’axe FGFR4/FGF19 possède certaines propriétés anti-fibrosantes.

Ainsi, les travaux de Arnaud Mailleux et ses collègues ont montré qu’il existe une dérégulation de l’expression de FGFR4 et de FGF19 au cours de la FPI. En effet, la surexpression de FGF19 prévient le développement de la fibrose pulmonaire induite par la bléomycine ou une surexpression de TGFβ in vivo chez la souris. In vitro, FGF19 prévient la différenciation myofibroblastique l’apoptose des cellules épithéliales alvéolaire en diminuant l’expression de la protéine pro-apoptotique Bim. L’ensemble de ces données suggèrent que FGF9 et FGF19 sont impliqués dans la FPI et pourraient constituer des cibles thérapeutiques innovantes.

C. Riaud, A. Madani, A. Hayotte, M. Ringot, V. Jean-Baptiste Sérichard, T. Bourgeois, J. Callego, S. Duager, B. Matrot. UMR Neurodiderot/Hôpital Robert Debré (AP-HP)

La respiration s’effectue de façon automatique, en fonction de l’évolution des taux sanguins de dioxyde de carbone et d’oxygène. Cela est contrôlé par le système nerveux autonome qui gère les processus physiologiques inconscients. Dans le syndrome d’Ondine(encore appelé syndrome d’hypoventilation centrale congénitale), les patients présententun dysfonctionnement central du contrôle nerveux autonome responsable de la respiration automatique. Cela se traduit par leur incapacité à respirer de façon autonome notamment durant les périodes de sommeil, nécessitant une assistance ventilatoire qui leur est vitale. Nommé en référence à la nymphe d’Ondine de la mythologie grecque, le syndrome d’Ondine est une maladie génétique rare. Dans 90 % des cas, une anomalie du gène Phox2b est en cause. Il n’existe pas encore de traitement pharmacologique pour cette maladie, mais seulement des traitements de support ventilatoire, à vie.

Les lignées de souris génétiquement modifiées présentent souvent une mortalité néo-natale en raison de l’atteinte respiratoire. Ceci exclut leur utilisation comme modèle pour tester des médicaments candidats dans le syndrome d’Ondine.  L’équipe UMR Neurodiderot à l’hôpital Robert Debré (AP-HP) a testé un dispositif original de ventilation non-invasive par pression positive adapté aux souriceaux nouveau-nés. Appliqué de façon séquentielle en fonction des besoins des souriceaux pendant 4h, ce dispositif a permis de prolonger leur survie initiale. Ce dispositif ouvrira des perspectives de test-préclinique de médicaments candidats dans le syndrome d’Ondine.

*La ventilation est dite invasive quand la pression positive délivrée par le ventilateur se fait à travers une sonde d’intubation endotrachéale ou une trachéotomie. Elle est dite non invasive (VNI) quand c’est une interface de type masque (nasal ou facial) qui fait le lien entre le ventilateur et le patient.