Impact de l’hypoxie sur les canaux CFTR et TRPA1 dans des cellules épithéliales bronchiques mucoviscidosiques - 17/02/23

La principale fonction de notre système respiratoire est d’alimenter l’organisme en oxygène (O2) nécessaire à la réalisation du métabolisme aérobie de l’ensemble de nos organes, et dans le même temps d’évacuer le dioxyde de carbone (CO2) généré au cours de ce métabolisme au niveau périphérique. On peut donc définir l’insuffisance respiratoire comme une incapacité de nos poumons à fournir l’O2 que requiert le métabolisme aérobie des tissus (hypoxie). Dans des pathologies comme la mucoviscidose, une insuffisance respiratoire chronique apparaît au repos lorsque la maladie progresse vers des stades avancés. Plus précisément, les patients atteints de mucoviscidose sont porteurs de mutations du gène CFTR (en particulier la mutation F508del-CFTR), qui engendrent conjointement une augmentation de la production de mucus et de sa viscosité. La clairance mucociliaire s’en trouve affectée et une hypoxie chronique peut survenir. Ces aspects de la pathologie sont de plus en plus visibles aujourd’hui de par l’augmentation considérable de l’espérance de vie des patients atteints de la mucoviscidose.

Notre projet vise à identifier les canaux ioniques dont l’activité est modifiée ainsi que les voies de signalisations sous-jacentes associées à ces modifications, sur un modèle de culture cellulaire hypoxique.

Des cellules épithéliales bronchiques CFBE-wt (WT) et CFBE-F508del (DF) sont cultivées dans une atmosphère hypoxique (1 % O2) contrôlée. L’expression des canaux ioniques et leur quantification seront réalisées en utilisant la technique du western-blotting. L’activité du canal CFTR sera mesurée par la technique du patch-clamp automatique alors que l’activité du canal TRPA1 sensible à l’O2, se fera par sonde fluorescente (Fluo4-AM).

En suivant un indicateur spécifique, HIF1α, nous avons validé notre modèle de culture cellulaire hypoxique. Il apparaît que HIF1α est détectée dès 2h d’hypoxie et avec un pic entre 4h et 6h sur nos cellules. Les quantités de protéines CFTR et TRPA1 ne semblent pas varier en condition hypoxie. Les Résultats préliminaires sur des cellules WT, après 24h d’hypoxie montrent : (i) que les courants CFTR ne sont pas altérés et (ii) que l’activité calcique augmente de 33 %. Cependant, dans les cellules DF cette augmentation n’est pas retrouvée.

L’hypoxie ne modifie pas les quantités de protéines CFTR et TRPA1. Cependant, après 24h d’hypoxie, l’activité calcique est modulée dans les cellules WT mais pas dans les cellules DF. Afin de comprendre cette différence, nous allons étudier l’impact de l’hypoxie sur des cellules DF corrigées par le Trikafta, médicament permettant de relocaliser le CFTR-F508del à la membrane plasmique.