Endogenous peptides serotonin and somatostatin and multiphoton microscopy in lung fibrosis

• Auteur / Autrice : Aurélie Fabre
• Direction : Bruno Crestani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et Biologie de la Circulation et de la Respiration
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie de fluorescence multiphotonique

Récepteurs sérotoninergiques

Sérotonine

Fibrose pulmonaire

Résumé

La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie associant des lésions fibreuses et inflammatoires. La fibrose pulmonaire induite par la bléomycine chez la souris est acceptée comme le modèle expérimental de fibrose pulmonaire et permet l'utilisation d'agents potentiellement thérapeutiques et l'application de nouvelles techniques de microscopie et d'imagerie tissulaire. Nous avons étudié dans ce modèle deux peptides endogènes, la sérotonine (5-HT) et la somatostatine possédant respectivement des propriétés fibrosantes et anti-fibrosantes, par l'intermédiaire d'antagonistes ou d'analogues à des récepteurs cellulaires spécifiques. Nous avons montré que le blocage des récepteurs 5-HT2A et 5-HT2B, exprimés préférentiellement dans le poumon, par des antagonistes spécifiques (kétanserine et SB215505 respectivement), réduit la fibrose pulmonaire (collagènes totaux solubles et ARNm des procollagènes I et III) et la sécrétion de médiateurs classiquement impliqués dans ce processus (TGF-B1,CTGF, PAI-1). La voie de la somatostatine semble également impliquée, et ses récepteurs sstl, sst2, sst3; ssst4 et sst5 exprimés dans le poumon normal, avec une augmentation du sst-2 après instillation de bléomycine. Le traitement des souris avec une fibrose pulmonaire induite par la bléomycine par une dose quotidienne sous cutanée de SOM230, un analogue de la somatostatine, améliore la survie, diminue la concentration pulmonaire en collagène et l'expression du procollagène I, l'expression des facteurs profibrosants TGF-lil et CTGF, et augmente l'expression des facteurs anti-fibrosants HGF et KGF. Enfin, l'application de la microscopie multiphoton dans ce modèle permet une analyse tridimensionnelle qualitative et quantitative du dépôt de collagène sur du poumon non coloré et fraîchement disséqué, et ouvre de nouvelles perspectives d'évaluation de la maladie à la fois in vivo et ex vivo.

Idiopathic pulmonary fibrosis is characterised by inflammation and fibrosis within the pulmonary interstitium. The bleomycin induced lung fibrosis animal model allows the study of potentially therapeutic molecules, and the application of new techniques of tissue microscopy. In this model, we have studied two endogenous peptides, serotonin (5-HT) and somatostatin which display pro fibrotic and ant anti-fibrotic properties respectively, using specific antagonists or analogues to cellular receptors. Blockage of 5-HT2A and 5-HT2B receptors - which are preferentially expressed in the lung, - with specific antagonists (ketanserin and SB215505 respectively), reduced lung fibrosis (total soluble collagen and procollagen I and III mRNA) and the expression of profibrotic mediators known to be involved in the pathophysiology of lung fibrosis (TGF-B1, CTGF, PAI-1). The somatostatin pathway appears also involved, and its receptors sstl, sst2, sst3, ssst4 and sst5 are expressed in the normal lung, with and an increase of sst-2 receptor following bleomycin instillation. Daily subcutaneous single dose injection of SOM230, a new somatostatin analogue, in bleomycin mice, improves mice survival, decreases the pulmonary concentration in collagen and the expression of procollagen I, as well as the expression of pro fibrotic factors TGF-IÎ1 and CTGF, and increases the expression of the protective factors HGF and KGF. Finally, the application of multiphoton microscopy in this model describes for the first time the tridimensional features on the normal and fibrotic lung, and allows volumetric quantitative and qualitative analysis of collagen deposition of unstained fresh lung, opening new perspectives in tissue assessment of this disease both in vive and ex vivo.