Mucoviscidose : impact de l’hypoxie sur les canaux ioniques des cellules épithéliales bronchiques

Porteur du projet : Clarisse VANDEBROUCK

Université de Poitiers - Laboratoire Physiopathologie et Régulation des Transports Ioniques (PRéTI) - UR 24184

Contexte : 
La raison d'être de notre système respiratoire est de fournir à l'organisme l'oxygène (O2) dont il a besoin pour assurer le métabolisme aérobie de tous les organes du corps, et d'évacuer le dioxyde de carbone (CO2) généré par ce même métabolisme au niveau des tissus périphériques. L'insuffisance respiratoire peut donc être définie comme étant l'incapacité du poumon de fournir l'O2 nécessaire au métabolisme aérobie des tissus (hypoxie). L'insuffisance respiratoire chronique n'apparaît au repos que dans des stades avancés des maladies obstructives comme la mucoviscidose. Plus précisément, dans les voies respiratoires des patients atteints de mucoviscidose, des mutations du gène CFTR engendrent une augmentation de la viscosité et une hypersécrétion du mucus, affectant la clairance mucociliaire, qui peuvent conduire à une hypoxie chronique. En effet, les patients atteints de mucoviscidose souffrent d'anémie et d'un état d'hypoxie chronique avéré. Ceci d’autant plus, que l’espérance de vie des patients atteints de la mucoviscidose s’allonge considérablement (plus de 40 ans de vie gagnée en 60 ans) ce qui fait apparaitre encore plus cet aspect de la pathologie

Objectifs :
Le présent projet vise à mettre en place un modèle de culture cellulaire épithéliale bronchique hypoxique sur lequel nous allons pouvoir identifier les canaux ioniques dont l’activité est modulée ainsi que les voies de signalisation associée à ces modifications. 
Ces informations nous donneront de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour améliorer la fonction des cellules épithéliales dans cet environnement hypoxique qui reflètera mieux l’environnement naturel des cellules de patients. Depuis peu, des traitements innovants révolutionnent la vie des patients atteints de la mucoviscidose. Ces médicaments visent à réparer la protéine CFTR, produit du gène muté, par une combinaison de correcteurs associés à un activateur de cette protéine. Ainsi, nous pourrons tester les effets de ces modulateurs actuels du CFTR muté sur les cellules épithéliales en hypoxie. Ceci nous permettra de mieux évaluer leur efficacité dans ce contexte hypoxique qui reflétera mieux la situation physiopathologique des patients atteints de la mucoviscidose.

Perspectives :
L’ensemble de ces expérimentations devrait nous permettre de mieux comprendre le fonctionnement des canaux ioniques des cellules épithéliales mucoviscidosiques des voies aériennes dans un contexte d’hypoxie et de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques qu’il faudra tester en synergie avec les médicaments actuels de la pathologie.

Résultats obtenus :
Grace au soutien financier de l’association Vaincre La Mucoviscidose depuis 15 ans, nous avons cherché à comprendre plus précisément, comment et par quelles protéines était régulée l’homéostasie calcique des cellules épithéliales respiratoires. Nous avons pu mettre en évidence que l’influx de calcium était 2 fois supérieur dans les cellules épithéliales mucoviscidosiques par rapport aux cellules épithéliales non mucoviscidosiques. De plus, la correction du défaut d’adressage de la protéine F508del-CFTR induit une normalisation de la mobilisation du calcium intracellulaire. Nous avons ainsi pu identifier des acteurs de l’homéostasie calcique qui étaient anormalement dérégulés dans les cellules mucoviscidosiques. Plus récemment, nous avons également identifier l’implication des phospholipases C dans le courant chlorure dépendant du CFTR dans les cellules épithéliales bronchiques CFBE-WT et CFBE-F508del corrigées et avons étudié la régulation de l’influx calcique par ces phospholipases C. Enfin, nous venons de montrer qu’une des molécules du traitement Kaftrio, le tezacaftor ou VX-661, possède une autre cible que CFTR.