Analyse de la réponse de la muqueuse respiratoire de patients mucoviscidosiques à la trithérapie Kaftrio® : Mesure du transcriptome sur cellules uniques à partir de brossages nasaux

Porteur du projet : Laure-Emmanuelle ZARAGOSI

CNRS UMR7275 - Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire

Contexte : 
La trithérapie par elexacaftor, tezacaftor et ivacaftor (Kaftrio®), autorisée depuis août 2020 au sein de la communauté européenne, a démontré son efficacité auprès des patients porteurs d’au moins un allèle F508del. Si les effets de la trithérapie sur la fonction respiratoire sont connus et continuent d’être documentés, la réponse cellulaire et moléculaire de la muqueuse des voies respiratoires à un traitement chronique par Kaftrio® n’est pas encore connue. Cette muqueuse, qui s’étend du nez jusqu’aux bronchioles, constitue la première ligne de défense de l’organisme contre les pathogènes inhalés. L’équilibre de cet écosystème cellulaire est fréquemment perturbé lors des maladies respiratoires chroniques, dont il résulte un excès de cellules sécrétrices de mucus, et un déficit de cellules multiciliées qui évacuent ce mucus, et une aggravation des symptômes des patients.

Objectifs :
Cette étude vise à comprendre les effets possibles de la trithérapie au Kaftrio® sur la restauration partielle ou complète d’un épithélium respiratoire normal. Nous identifierons les réponses cellulaires et moléculaires de la muqueuse respiratoire chez des patients traités, en analysant l’expression des gènes dans chaque cellule de chaque population résidente de la muqueuse nasale. Pour cela, nous appliquerons l’approche d’analyse d’expression des gènes sur cellules uniques. Ainsi, nous évaluerons si la trithérapie Kaftrio® permet de restaurer correctement une composition normale des différents types cellulaires, et si elle est susceptible d’induire des effets pharmacologiques supplémentaires sur un ou plusieurs de ces types cellulaires. Cette analyse sera comparée aux effets du traitement sur la fonction respiratoire de chaque patient.

Perspectives :
Au-delà des résultats obtenus sur la réponse de la muqueuse des voies respiratoires à la trithérapie Kaftrio®, notre projet permettra la mise en place d’un protocole optimisé de recueil de cellules de la muqueuse nasale de patients, leur stockage, et leur analyse. Ce protocole, qui contient les étapes cliniques, logistiques, techniques et analytiques pourra être transposé à d’autres études du même type et à d’autres Centres de Ressources et de Compétences de la Mucoviscidose (CRCM). Nous pensons notamment qu’un tel protocole peut permettre de documenter d’éventuels effets secondaires. La modification de la composition cellulaire, et l’identification de signatures spécifiques permettront par ailleurs de fournir des marqueurs moléculaires dont l’utilisation à d’autres catégories de patients permettra d’ouvrir un traitement au plus grand nombre possible de patients.

Résultats obtenus :
Dès 2014, notre équipe a reçu un financement de Vaincre la Mucoviscidose pour mettre au point des analyses sur cellules uniques. Notre équipe a été la première équipe française à rejoindre le consortium Human Cell Atlas, dont l’objectif est d’établir la carte d’expression de toutes les cellules du corps humain. Notre équipe participe à deux consortiums internationaux financés par la Fondation Chan Zuckerberg (Lung Seed Network) et par la commission européenne (projet DiscovAIR), au sein desquels nous contribuons à établir un atlas de toutes les cellules du poumon humain. Après avoir bâti des ressources documentant l’expression de tous les gènes à partir de plusieurs centaines de milliers de cellules issues d’individus en bonne santé, et de différents âges, nous souhaitons étendre notre étude à la mucoviscidose, pour documenter les différents impacts du Kaftrio® sur la muqueuse respiratoire. Nous pensons notamment que l’approche expérimentale proposée nous permettra une comparaison très précise entre les cellules de patients corrigées par le Kaftrio® et l’atlas initial constitué à partir d’individus en bonne santé.