Effet des cellules souches mésenchymateuses dans les altérations épithéliales alvéolaires induites par l'hypoxie

Non communiquéLa fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) et le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) de l’adulte constituent des affections sévères et létales du poumon profond associées à une hypoxie alvéolaire, pour lesquelles les ressources thérapeutiques sont limitées. La thérapie cellulaire utilisant des cellules souches mésenchymateuses humaines (CSMh) est actuellement envisagée dans ces pathologies, mais les mécanismes d’action des CSMh restent à élucider. Nous avons testé in vitro l’hypothèse selon laquelle les CSMh pourraient exercer un effet cytoprotecteur paracrine sur les cellules épithéliales alvéolaires (CEA) soumises à l’hypoxie.Dans une première étude, nous avons montré que l’exposition aiguë de CSMh dérivées de moelle osseuse à un environnement inflammatoire (traitement par cytomix constitué de TNFα, d’Interféron Ƴ et d’Interleukine 1β) et hypoxique (3% O₂) mimant le microenvironnement alvéolaire du SDRA ne modifiait pas le phénotype ou la viabilité des cellules mais induisait des modifications de leur secretome, notamment de facteurs connus pour réguler le transport trans-épithélial alvéolaire de sodium (Na) et la réabsorption de l’oedème alvéolaire : IL1-ra, PGE2 et KGF. Le milieu de culture des CSMh (MC-CSMh), qu’il soit obtenu en normoxie ou en hypoxie-cytomix, prévenait l’augmentation de la perméabilité épithéliale des CEA primaires de rat cultivées sur support semi-perméable et exposées à l’hypoxie et au cytomix. Le MC-CSMh provenant de CSMh cultivées en normoxie prévenait l’inhibition du transport transépithélial alvéolaire de Na en restaurant l’expression à la surface de la sous-unité α du canal sodique épithélial ENaC, tandis que le MC-CSMh obtenu sous hypoxie-cytomix n’avait pas d’effet protecteur. La sécrétion de Keratinocyte Growth Factor (KGF) par les CSMh était indispensable à leur effet protecteur.Dans une seconde étude, nous avons montré qu’une exposition prolongée à l’hypoxie telle que rencontrée au cours de la FPI induisait des modifications phénotypiques des CEA de rat évocatrices de transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) avec perte progressive d’expression des marqueurs épithéliaux (TTF1, AQP5, ZO-1 et E-Cadhérine) couplée à l’apparition tardive de marqueurs mésenchymateux (α -SMA et Vimentine). Ces modifications phénotypiques s’accompagnaient de l’expression à la phase initiale de l’hypoxie de facteurs de transcription impliqués dans la TEM (SNAI1, TWIST1 et ZEB1) ou induits par l’hypoxie (HIF-1α et HIF-2α et de protéines induisant la TEM (TGFβ1 et CTGF). La co-culture des CEA avec des CSMh en fond de puits prévenait les modifications phénotypiques induites par l’hypoxie ainsi que l’expression des facteurs pro-TEM TWIST1, ZEB1, TGFβ1 et CTGF. Là encore, le KGF était au moins en partie responsable des effets protecteurs des CSMh.Ces deux études indiquent que les CSMh sont susceptibles d’exercer des effets cytoprotecteurs paracrines vis-à-vis des CEA soumises à l’hypoxie aiguë ou prolongée, en limitant d’une part les effets de délétères de l’hypoxie sur les propriétés de transport vectoriel de Na et en prévenant d’autre part les modifications phénotypiques évocatrices de TEM. La sécrétion par les CSMh de KGF, facteur de croissance épithélial bien connu pour ses effets bénéfiques sur les CEA, explique en partie les effets protecteurs paracrines des CSMh. Nos résultats suggèrent que les effets cytoprotecteurs des CSMh vis-à-vis des CEA pourraient contribuer aux effets bénéfiques des CSMh observés in vivo dans différents modèles animaux d’agressions alvéolaires aiguës ou à tendance fibrosante