Caractérisation des marqueurs pulmonaires de la voie Hedgehog dans la bronchopneumopathie chronique obstructive - 17/02/23

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) est une pathologie devenant la troisième cause de mortalité mondiale. Nous avons montré que la voie Hedgehog (HH) est activée lors de la différenciation des cellules épithéliales des voies aériennes (CEVA) et son inhibition entraîne un remodelage épithélial bronchique. Dans la BPCO, l’expression des acteurs principaux de la voie est diminuée. Les mécanismes entraînant ces dérèglements restent toutefois à déterminer. L’objectif est donc l’identification des cibles moléculaires associées à la voie HH afin d’identifier des biomarqueurs dans la BPCO.

Des CEVA ont été traitées ou non avec un inhibiteur de la voie HH (AB5E1), entraînant une dérégulation de la voie. Un séquençage a été réalisé après 7 jours de culture en interface air–liquide. Une analyse bio-informatique a permis de sélectionner les gènes différentiellement exprimés lors de cette inhibition. En parallèle, l’ensemble des éléments régulateurs de la voie HH au niveau pulmonaire a été examiné : BOC, CDO, DISP1, GAS1, GAS8, GPC3, GPC6, GPR161, HHAT, HHIP, KIF7, PTCH2, SCUBE2 et SUFU. La validation des cibles a été effectuée par analyse d’une base de données en cellules uniques (scRNAseq) au niveau du parenchyme et de la bronche. Les localisations des protéines et leurs expressions ont été déterminées par immunomarquages fluorescents (IF) à partir de coupes en paraffine de tissus pulmonaires de patients non-BPCO et BPCO.

Vingt-trois gènes différentiellement exprimés plus de deux fois de manière significative sont mis en évidence dans les CEVA traitées. POU5F1 et FER1L5 sont 2,5 et 2,7 fois surexprimés et codent pour des protéines impliquées dans des mécanismes de différenciation. L’analyse en scRNAseq montre qu’ils sont exprimés de manière uniforme dans les cellules épithéliales bronchiques, sans localisation préférentielle. En immunomarquage, le nombre de cellules exprimant POU5F1 semble plus important d’un facteur 1,7 chez les patients BPCO. FER1L5 est significativement plus exprimée chez les patients BPCO. Concernant l’ensemble des acteurs régulateurs, une localisation préférentielle dans les cils ou sub-ciliaire pour la quasi-totalité des protéines a été observée en IF. L’analyse en scRNAseq montre une expression préférentielle pour HHIP, GAS1 et GAS8 respectivement dans les pneumocytes, les fibroblastes et les cellules ciliées.

L’approche expérimentale de l’étude permet d’établir une analyse exhaustive de la voie HH par (1) l’identification de nouveaux éléments régulateurs non décrits dans le contexte pulmonaire (POU5F1 et FER1L5) et (2) l’identification de la machinerie complexe permettant la régulation de la voie pour un potentiel ciblage thérapeutique.