Fibrogenèse pulmonaire induite par la toxicité de la bléomycine et son point de départ sous-pleural

par Olivier Burgy

Thèse de doctorat en Sciences de la vie

Sous la direction de Philippe Bonniaud.

Soutenue le 13-12-2016

à Dijon , dans le cadre de École doctorale Environnements, Santé (Dijon) , en partenariat avec Centre de Recherche INSERM - Lipides, Nutrition, Cancers (Dijon) (laboratoire) .

Le président du jury était Jean Noël Bastie.

Le jury était composé de Carmen Garrido, Isabelle Couillin.

Les rapporteurs étaient Nelly Frossard, Christophe Guignabert.

mots clés

• Fibrose pulmonaire idiopatique
• Bléomycine
• Cellules mésothéliales pleurales
• Transition épithélio-mésenchymateuse
• Caspase-1
• AlphaB-crystallin
• Fibrose pulmonaire -- Thèses et écrits académiques
• Bléomycine -- Thèses et écrits académiques
• Facteur de croissance transformant bêta-1 -- Thèses et écrits académiques

Résumé

La fibrose pulmonaire (FP) idiopathique est une maladie sans traitement efficace caractérisée par une prolifération de myofibroblastes et par un départ sous-pleural suggérant un rôle de la plèvre. Le transforming growth factor (TGF)-ß1 induit un processus de transformation des cellules mésothéliales pleurales (CMP) en cellules de type myofibroblaste. Les protéines de choc thermique régulent la voie du TGF-ß1. L’importance de l’axe caspase-1/IL-1ß, a été décrite dans les modèles animaux de FP.La protéine de stress AlphaB-crystallin a été étudiée dans la FP au niveau des CMP et l’importance de l’axe caspase-1/IL-1ß a été recherchée au niveau des cellules structurales pulmonaires dans la toxicité de la bléomycine (BLM).aB-crystallin est surexprimée dans la FP idiopathique au niveau des CMP. Son inhibition empêche la transformation et la migration des CMP dans la fibrose pleuro-pulmonaire. Dans un modèle de FP induite par la BLM chez la souris, la voie caspase-1 est activée dans les régions pleurales. In vitro, la caspase-1 a un rôle crucial dans la transformation des CMP. Son activation induit une réaction fibrosante chez la souris. Dans une seconde partie, nous montrons qu’une forme déglycosylée de la BLM, incapable d’activer la caspase-1, n’induit pas de FP mais a une activité anti-cancéreuse. La déglyco-BLM n’entraine pas la pyroptose, mort caspase-1 dépendante, chez les cellules épithéliales alvéolaires. Nos résultats suggèrent qu’AlphaB-crystallin et la voie caspase-1/IL-1ß pourraient être des cibles thérapeutiques dans la FP idiopathique ou induite par la BLM. Nous apportons aussi une preuve de concept de l’utilisation de la déglyco-BLM comme alternative non toxique à la bléomycine.

mots clés

• Transforming Growth Factor-β1

Titre traduit

Bleomycin induced pulmonary toxicity and its subpleural onset

Résumé

Idiopathic Pulmonary Fibrosis (PF) is a rare and devastating disease without efficient treatment at this time. Idiopathic FP is characterized by accumulation of myofibroblasts and has a typical sub-pleural onset suggesting a role of the pleura in the disease. Transforming Growth Factor (TGF)-ß1 induces transformation of pleural mesothelial cells (PMC) into active cells exhibiting myofibroblast phenotype. Heat shock proteins can act as regulator of the TGF-ß1 signaling. A role for caspase-1/IL-1ß axis has already been described in animal models of PF.The heat shock protein AlphaB-crystallin has been studied in PF at the PMC level and the importance of caspase-1/IL-1ß axis has been investigated specifically in lung structural cells in the context of bleomycin (BLM) toxicity.AlphaB-crystallin is overexpressed by PMC during idiopathic PF. Its inhibition in mice interferes with PMC transformation and subsequent migration in pleuro-pulmonary fibrosis. In BLM-induced PF in mice, caspase-1 is activated in sub-pleural areas. In vitro, caspase-1 has a crucial role in the transformation process of PMC. Activation of caspase-1 triggers fibrotic response in mice. In a second part, we show that a deglycosylated form of BLM, which failed to promote caspase-1 activation, is unable to trigger PF but stills have an anti-tumor activity. Deglyco-BLM does not induce pyroptosis, a caspase-1 dependent cell death, in alveolar epithelial cells.Our data suggest that AlphaB-crystallin and caspase-1/IL-1ß could represent interesting therapeutic targets in idiopathic as well as BLM-induced PF. We also bring a proof of concept for the use of deglyco-BLM as a less toxic alternative to BLM in cancer therapy.