Implication de l'hypoxie et du stress du réticulum endoplasmique dans l'altération phénotypique des cellules épithéliales alvéolaires

Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a chronic, progressive and deadly lung disease characterized by a usual interstitial pneumonia (UIP) pattern associating fibrotic remodeling. This fibrotic process is related to repeated micro-injuries on alveolar epithelium leading to alveolar epithelial cells (AECs) dysfunction. The majors well-defined events in the pathogenic process in IPF are AECs apoptosis and EMT, orchestrating a progressive loss of epithelial phenotype IPF. These phenomena play a critical in the dysregulated cross-talk with subjacent interstitial fibroblasts conducting in their activation and resulting in an excessive and irreversible extracellular matrix production.In lung biopsy of pulmonary fibrosis, hypoxic microenvironment has been reported by the use of pimonidazole probe but also through expression of hypoxia inducible factor 1 (HIF-1).Another cellular event, the ER stress activation, has been described by the induction of the unfolded protein response (UPR) transcription factors ATF4 and ATF6N. Moreover, the proapoptotic transcription factor CHOP, a common target of these UPR actors, is also observed in AECs of patients.In our work, we study the connection between hypoxic and UPR pathways and its specific role in the process of AECs alteration. We characterized in vivo in an hypoxic rat lung model, in vitro in primary rat AECs exposed to hypoxia and ex vivo in lung biopsy, the molecular mechanism involved in ER stress induction. We demonstrated the implication of the UPR pathways in the hypoxic induction of apoptosis. In this context, we demonstrated the major role of HIF-1 in the control of UPR actor’s expression and in CHOP regulation. Moreover, we evaluated the involvement of UPR pathways in the induction of EMT feature in hypoxia. Molecular mechanisms involved in these regulation has been characterized. Our work highlight the cutting role of UPR pathways in AECs phenotype alteration in hypoxic microenvironment and point out HIF-1/UPR as a new major axis in IPF pathogenesis.La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie rare, au pronostic sombre, pour laquelle il n’existe aucun traitement curatif. Elle se caractérise par un remodelage du poumon distal, avec le remplacement progressif mais irréversible du parenchyme alvéolaire en un tissu fibreux. L’épithélium alvéolaire, soumis à de nombreuses micro-agressions (polluants, virus…) assure un processus de ré-épithélialisation non contrôlé. Cette perturbation est associée à une dysfonction des cellules progénitrices de l’épithélium, les cellules épithéliales alvéolaires (CEAs) de type II ou pneumocytes de type II (PII). Chez les patients atteints de FPI, l’activation des voies hypoxiques est attestée par l’expression du facteur de transcription hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1). Par ailleurs, la présence d’un stress du RE est observé par l’activation des voies de l’unfolded protein pathway (UPR) ainsi que par l’expression de CHOP. La première partie des travaux de thèse caractérise la réponse des CEAs à l’hypoxie aigue in vivo dans un modèle de rat et in vitro dans des CEAs de rat. L’apoptose a été évaluée et l’implication des acteurs de l’UPR dans l’activation des voies apoptotiques en hypoxie a été mise en évidence. Le contrôle de HIF-1 dans l’induction des voies de l’UPR a également été démontré. Dans une seconde partie, le rôle des voies de l’UPR dans l’acquisition de caractéristiques mésenchymateuses a été décrit. Les mécanismes moléculaires impliqués dans cette régulation ont été caractérisés. Ces travaux mettent en exergue le rôle primordial des voies de l’UPR dans l’altération phénotypique des CEAs en hypoxie et suggèrent HIF/UPR comme un axe majeur de la pathogenèse de la FPI