Implication de la protéine CFTR dans la transmigration des PMN en relation avec l’angiogenèse inflammatoire : Rôles des protéines EG-VEGF et prion cellulaire (PrPC).

Porteur du projet : Mohamed BENHAROUGA

CEA-Grenoble, Université Alpes Grenoble, iRTSV, U1292, INSERM , BioSanté, Département de Santé

Contexte :
Dans la mucoviscidose, les cellules épithéliales pulmonaires agressées libèrent dans le milieu des facteurs pour demander de l’aide aux cellules du système immunitaire. Parmi ces cellules on trouve les neutrophiles (PMN). Ces cellules sont dans la circulation et doivent passer la barrière endothéliale et épithéliale pour arriver dans la lumière des voies aériennes. Les PMN vont libérer des facteurs et des molécules qui vont exacerber l’inflammation et détruire les poumons. L’arrivée massive des PMN est accentuée par l’apparition de nouveaux vaisseaux au niveau du poumon déjà hypoxique. Le but de notre projet est d’inhiber le processus de la migration des PMN en réduisant la perméabilité des deux barrières et la formation de nouveaux vaisseaux. Pour cela, nous avons cibler un nouveau facteur pro-inflammatoire et pro-angiogénique; EG-VEGF. On souhaite d’abord caractériser ses mécanismes d’actions et par la suite cibler son interaction avec son récepteur avec des molécules chimiques que nous venons d’identifier récemment après avoir résolu sa structure 3D. Nous espérons ainsi proposer une nouvelle voie thérapeutique de l’inflammation pulmonaire.

Objectifs :
Chez les patients mucoviscidosiques, l’infiltration des poumons par les neutrophiles (PMN) et le rôle de ces cellules dans l’exacerbation de la réponse inflammatoire sont bien documentés. L’infiltration des PMN utilise principalement la voie de transmigration à travers les barrières endothéliales et épithéliales dont l’étanchéité est altérée dans la mucoviscidose (MV). Plusieurs facteurs pro-inflammatoires et pro-angiogéniques libérés par les cellules épithéliales MV participent de manières autocrines et paracrines via leurs récepteurs au processus d’infiltration des PMN. Nous avons récemment démontré que la protéine prion cellulaire (PrPC) est directement impliquée dans la protection des jonctions épithéliales en lien avec la MV et qu’un nouveau facteur pro-angiogénique et pro-inflammatoire, dénommé EG-VEGF, ainsi que ses récepteurs PROKR1 et 2 seraient impliqués dans la déstabilisation de ces barrières. 
Notre projet vise à caractériser le rôle de l’EG-VEGF/PrPC, en lien avec CFTR, dans le processus de transmigration, et de proposer des thérapies ciblant le ligand circulant EG-VEGF pour juguler l’infiltration des PMN dans la MV.

Perspectives :
La prise en charge des patients mucoviscidosiques a fait un grand bond en avant grâce à la pharmacothérapie du CFTR. Les dernières molécules mises à disposition des patients (Tezacaftor, Elexacaftor) ont montré leur efficacité à améliorer les facultés respiratoires, même pour les patients porteurs de la mutation F508del. Mais à ce jour, les études cliniques n’ont pas démontré d’effet avéré sur l’inflammation. De plus, certains patients ne sont pas éligibles pour ces traitements car porteurs de mutations non compatibles. Ainsi, il est primordial de développer des stratégies thérapeutiques complémentaires afin de limiter l’inflammation et la destruction du tissu pulmonaire. La protéine EG-VEGF de par ses actions pro-inflammatoire et pro-angiogénique apparait comme une cible idéale pour développer une stratégie thérapeutique permettant de limiter l’inflammation et l’angiogenèse excessives. 
Notre projet, en permettant de comprendre les mécanismes cellulaires liés à EG-VEGF et la caractérisation de molécules inhibitrices initiera la mise en place de nouveaux traitements visant à réduire l’angiogenèse inflammatoire dans la mucoviscidose.

Résultats obtenus :
Grâce à VLM nous avons étudié les rôles physiopathologiques de la protéine prion cellulaire (PrPC) dans la maladie de la mucoviscidose. Cette protéine a la capacité de lier le cuivre et e lutter contre le stress oxydatif. 

Dans notre étude, nous avons abordé deux axes.
Le premier concerne la réponse inflammatoire indépendante de l’infection bactérienne
Plusieurs études ont montré qu’il existe une inflammation initiale (IfI) en absence de toute infection bactérienne. Nous avons démontré que le stress oxydatif d’origine cuprique est impliqué dans l’IfI [Biomedicines, 2021, Accepté].

Le deuxième concerne le rôle physiopathologique dans la mucoviscidose 
Nous avons d’abord montré que la PrPC est exprimée dans les cellules épithéliales bronchiques humaines au niveau des jonctions adhérentes et desmosomes, où elle interagit avec la protéine E-cadhérine et la protéine desmoplakine, respectivement. Cette interaction protège ces deux protéines contre le stress d’origine cuprique [ARS. 2019;31(1):59-74]. Par la suite, nous avons démontré in vitro, in vivo et sur du tissu pulmonaire humain que la PrPC est impliquée dans la mucoviscidose [Deux articles Soumis].