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Version PDF      Défense innée et Inflammation


  Responsable : Chignard Michel (chignard@pasteur.fr)


  resume

 

Nos travaux concernent la défense innée et l'inflammation pulmonaire et utilisent diverses approches in vitro ainsi que des modèles animaux. Nous étudions dans ce contexte physiopathologique le rôle des cellules épithéliales, des macrophages alvéolaires, des neutrophiles et de leurs récepteurs ("Toll-like receptors" (TLR), "proteinase-activated receptors" (PAR), et CD87). Un autre aspect de nos recherches concerne l'effet du surfactant sur les macrophages alvéolaires (synthèse de phospholipases A2 (PLA2) et de cytokines) ainsi que l'interaction entre PLA2 et la "surfactant protein A" (SP-A) (voir figure).



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Les poumons sont le siège de différentes pathologies dans lesquelles les mécanismes de défense innée et d'inflammation interviennent de façon essentielle. Parmi celles-ci figurent des pathologies majeures telles que le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA), la broncho-pneumopathie chronique obstructive, la mucoviscidose, ou encore l'aspergillose pulmonaire invasive. Le processus de défense innée est naturellement bénéfique, mais son exacerbation peut conduire à des états inflammatoires préjudiciables. C'est dans ce contexte que nos travaux se proposent d'apporter une meilleure connaissance qualitative et quantitative des mécanismes impliqués, et qui pourrait permettre de cibler les évènements favorisant la défense innée sans augmenter la composante inflammatoire.

Interactions cellulaires dans l'environnement aérien pulmonaire (Michel Chignard, Dominique Pidard et Mustapha Si-Tahar)

Au cours du cycle respiratoire, les espaces aériens sont exposés à une multitude de particules et de micro-organismes. Les cellules du système immunitaire identifient ces éléments potentiellement infectieux au moyen notamment des TLR. Parmi les dix TLR identifiés à ce jour chez les mammifères, TLR2 et TLR4 sont les mieux caractérisés. Le poumon est également protégé par un système immuno-régulateur local, le surfactant pulmonaire. La protéine majeure du surfactant, la SP-A, est capable de moduler la production de cytokines pro-inflammatoires. Récemment, nous avons mis en évidence que l'activation par la SP-A du facteur de transcription NF-k B et de la synthèse de cytokines comme le TNF-a et l'IL-10, est dépendante de TLR4. Par ailleurs, nous avons observé une expression de TLR4 et de TLR2 dans plusieurs lignées de cellules épithéliales pulmonaires humaines et une activation de ces cellules par les lipopolysacharides (LPS) et l'acide lipotéchoïque, des composés bactériens respectivement reconnus par TLR4 et TLR2.

Les macrophages et les polynucléaires neutrophiles jouent un rôle important dans les pathologies pulmonaires inflammatoires et infectieuses. Dans le cas des neutrophiles, leurs effets s'exercent en particulier au travers de la libération de trois sérine protéinases, l'élastase, la cathepsine G et la protéinase 3. Nous nous sommes attachés à analyser l'activité de ces protéinases sur divers récepteurs membranaires impliqués dans les processus de défense innée et d'inflammation. Des travaux sont en cours montrant un effet de l'élastase et de la cathepsine G sur les leucocytes eux-mêmes, au travers d'une diminution de l'expression membranaire de CD87/uPAR ("urokinase-type plasminogen activator receptor"), une glycoprotéine également exprimée par les cellules épithéliales, et impliquée dans les mécanismes d'adhérence et de migration cellulaires et dans la réparation tissulaire. Des expériences ont montré que ces mêmes protéinases clivent le PAR-2 exprimé par les cellules épithéliales pulmonaires. Ce récepteur, dont on ne connaît pas le (ou les) activateur(s) physio(patho)logique(s), est également impliqué dans les mécanismes de défense innée et d'inflammation. Nous avons également montré, en collaboration avec l'unité d'Immunologie Virale, que l'élastase inhibe l'activité de CXCR4 et de son ligand, la chimiokine SDF-1, un couple pouvant jouer un rôle dans la pathogenèse des maladies infectieuses et inflammatoire, notamment au niveau pulmonaire. Nos travaux actuels envisagent également l'activité de protéinases bactériennes sur ces récepteurs.

Sur le plan de la modélisation de pathologies in vivo, nous avons observé dans un modèle murin que l'administration de LPS dans les voies aériennes induit la migration des neutrophiles dont la présence est corrélée avec l'apparition d'une activité anti-élastase. Nous venons de montrer que cette activité est due à l'ADN, et est retrouvée dans les espaces aériens de patients souffrants de SDRA. Par ailleurs, la migration des neutrophiles est contrôlée, en partie, par le TNF-a produit par les macrophages alvéolaires activés par le LPS. Ces mêmes macrophages activés sont incapables de synthétiser l'IL-10, une cytokine anti-inflammatoire. Il apparaît que la SP-A explique ce phénotype particulier car nous avons observé qu'elle est capable de réprimer la synthèse d'IL-10 par les cellules de la lignée monocytaire. Toutefois, l'IL-10 est détectée dans les espaces aériens lors d'une infection pulmonaire expérimentale létale provoquée par Aspergillus fumigatus chez la souris immunodéprimée (collaboration avec l'unité des Aspergillus). Cette production pourrait être impliquée dans la mortalité des animaux. Des travaux en cours montrent un rôle de TLR2 et de TLR4 dans cette pathologie puisque des souris génétiquement invalidées pour l'un ou l'autre de ces récepteurs sont plus sensibles à l'infection.

Mécanismes de régulation et rôles des phospholipases A2 dans les pathologies inflammatoires pulmonaires (Lhousseine Touqui)

Les PLA2 catalysent l'hydrolyse des phospholipides en position sn-2 conduisant à la génération de lysophospholipides cytotoxiques et d'acides gras libres, dont l'acide arachidonique (AA). Ce dernier est le précurseur des leucotriènes et des prostaglandines doués d'activités biologiques diverses et impliqués dans différentes pathologies inflammatoires.Par ailleurs, l'hydrolyse des phospholipides des membranes cellulaires par les PLA2 provoque une réorganisation de la structure de ces membranes et une modification de leurs propriétés physico-chimiques. Il existe plusieurs types de PLA2 dont les gènes ont été clonés et classés en deux familles : les PLA2 cytosoliques et les PLA2 sécrétées (sPLA2). La sPLA2 de type IIA (sPLA2-IIA) joue un rôle important dans des maladies inflammatoires comme l'arthrite rhumatoïde, le choc septique, les rhinites allergiques, ou le SDRA. Nous avons mis au point un modèle animal qui reproduit les critères anatomo-pathologiques du SDRA. Ce modèle est basé sur l'administration de LPS par voie intratrachéale chez le cobaye. Nous avons montré que le LPS provoque une inflammation pulmonaire aiguë accompagnée d'une expression accrue de la sPLA2-IIA et de sa libération dans l'espace alvéolaire. Les macrophages alvéolaires sont la principale source de cette enzyme dont l'expression est induite par un processus autocrine/paracrine impliquant le TNF-a. La stimulation de la synthèse de la sPLA2-IIA est due à l'induction de son expression à un niveau transcriptionel par un processus dépendant du facteur transcriptionnel NF-kB. En revanche, un autre facteur de transcription, le "peroxisome proliferator activated receptor-g" (PPAR-g) bloque l'expression de la sPLA2-IIA. L'AA inhibe l'expression de la sPLA2-IIA par un mécanisme impliquant les métabolites de la voie de la cyclooxygénase et aboutissant à un blocage de NF-kB. L'AA réprime également l'expression de la sPLA2-IIA par un mécanisme indépendant de la cyclooxygénase et dû à une stimulation du PPAR-g. Nous avons montré que la sPLA2-IIA intervient dans l'hydrolyse des phospholipides du surfactant pulmonaire et avons suggéré que ce processus pourrait être impliqué dans l'altération du surfactant. Des résultats similaires ont été observés dans un autre modèle de SDRA induit par une instillation intratrachéale de Pseudomonas aeruginosa chez le rat. L'altération du surfactant est une des caractéristiques du SDRA conduisant à l'apposition permanente des parois alvéolaires, entravant ainsi la diffusion de l'oxygène. Nous avons également montré que cette hydrolyse est régulée par la SP-A qui inhibe l'activité de la sPLA2-IIA par une interaction spécifique et dépendant du calcium. L'hydrolyse du surfactant par la sPLA2-IIA, est ainsi plus marquée in vitro et in vivo chez des souris SP-A -/- que chez des souris sauvages. La SP-A inhibe également l'activité des sPLA2-V et -X mais pas celle des sPLA2-IB, -IID et -IIE. Cette propriété de la SP-A pourrait être considérée comme un mécanisme de défense permettant au poumon de protéger le surfactant contre l'action délétère des sPLA2.

Mots-clés: défense innée/inflammation, cellules épithéliales, neutrophiles, macrophages, Toll-like receptors, protéinases, phospholipases A2, surfactant, poumon



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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  Villeneuve Josiane (jvillene@pasteur.fr) Chignard Michel, Inserm (DR1,chignard@pasteur.fr)

Pidard Dominique, CNRS (CR1,dpidard@pasteur.fr)

Si-Tahar Mustapha, Inserm (CR2,sitahar@pasteur.fr)

Touqui Lhousseine, IP (CR,touqui@pasteur.fr)

Beaufort Nathalie Thèse (beaufort@pasteur.fr)

Chabot Sophie Thèse (schabot@pasteur.fr)

Dulon Sophie Thèse (sdulon@pasteur.fr)

Guillot Loïc Thèse (lguillot@pasteur.fr)

Medjane Samir Thèse (smedjane@pasteur.fr )

Wu Yongzheng Postdoc (wuyzh@pasteur.fr)

Balloy Viviane (Technicienne Inserm,vballoy@pasteur.fr)

Leduc Dominique (Technicienne IP,dleduc@pasteur.fr)

Thouron Françoise (Technicienne IP,fthouron@pasteur.fr)


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