Métalloprotéinases de la matrice extracellulaire et cellules épithéliales bronchiques humaines : caractérisation et régulation de l'expression des gélatinases 72 et 92 kDa et de leur inhibiteur (TIMP-1) en réponse à des agents infectieux et inflammatoires : rôle modulateur de la matrice extracellulaire

Extracellular matrix metalloproteinases and human bronchial epithelial cells characterization and regulation of the expression of 72 and 92 kda gelatinases as well as their inhibitor (timp-1) in response to endotoxin and pro-inflammatory cytokines modulating role of the extracellular matrix

• Auteur / Autrice : Pin Mei Yao
• Direction : Chantal Lafuma
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 12

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bronches

Cellules épithéliales

Matrice extracellulaire

Métalloprotéinases

Résumé

Les cellules epitheliales bronchiques humaines (cebhs) sont appelees a jouer un role important, d'une part au cours de la croissance et du developpement pulmonaire, d'autre part sur le metabolisme de la matrice extracellulaire sous-jacente. Elles contribuent ainsi a maintenir l'integrite structurale et fonctionnelle pulmonaire. Pendant le processus de reepithelialisation survenant apres une agression bronchique, les cebhs peuvent se detacher de la membrane basale et migrer pour recouvrir la surface matricielle exposee. Ce processus est probablement module par les metalloproteinases de la matrice extracellulaire (mmps). Nous avons donc developpe deux axes de travail, bases sur une approche methodologique de type enzymatique, immunologique et par rt-pcr quantitative : 1) la caracterisation des gelatinases et de leur inhibiteur (timp-1) exprimes par les cebhs a l'etat basal, sachant que les gelatinases sont impliquees dans la degradation specifique de composants de la membrane basale. 2) etude de la regulation de l'expression de ces gelatinases et du timp-1 en reponse a l'endotoxine lps, aux cytokines inflammatoires il-1 et tnf, et a la matrice extracellulaire en tant que substrat de culture. La premiere partie de nos etudes examina la capacite des cebhs en culture primaire et issues d'explants bronchiques humains a generer des gelatinases, soit dans des conditions basales, soit en reponse a un stimulus de type infectieux, l'endotoxine lipopolysaccharidique (lps) issue d'escherichia coli. Cette approche methodologique repondait au souci de nous rapprocher le plus possible de conditions physiologiques. Cette etude a clairement demontre que la gelatinase 92 kda etait la gelatinase majoritairement exprimee par les cebhs, tant au niveau de la proteine qu'au niveau des arnm, et qu'elle etait sur-exprimee en reponse au lps, mettant ainsi l'accent sur la potentialite des cebhs a participer au remaniement des membranes basales sous-jacentes. La seconde partie de nos etudes exa mina la capacite des cebhs a reguler l'expression de la gelatinase 92 kda, via son inhibiteur preferentiel, le timp-1. En effet, il est bien connu que les mmps peuvent etre inhibees par une famille de timps dont les timp-1, timp-2 sont actuellement les mieux connus. Ces timps sont en general issus des memes cellules que celles generant les mmps et jouent un role cle pour controler in situ la liberation excessive de mmps. Effectivement, nos resultats montrent que les cebhs, dans les memes conditions de culture primaire que precedemment, sont capables, au niveau basal, d'exprimer et de secreter le timp-1. De plus, la mise en evidence d'un desequilibre de la balance entre timp-1 et gelatinase 92 kda au profit de la gelatinase, en reponse au lps et a des cytokines pro-inflammatoires telles que l'il-1 et le tnf, conforte le role fondamental susceptible d'etre joue par les cebhs au cours de desordres inflammatoires des espaces bronchiques. La troisieme partie de notre etude examina la modulation des gelatinases exprimees par les cebhs en fonction de la nature du substrat matriciel utilise (collagene de type iv ou melange de collagene de types i + iii) au cours de cultures primaires et a permis de preciser plusieurs elements de reponse differentielle permettant de conforter le role specifique de la matrice extracellulaire sur l'expression des metalloproteinases qui la degradent : un role promoteur du phenotype de resorption active des cebhs en reponse au collagene de types i + iii, par opposition au phenotype homeostasique observe en reponse au collagene de type iv. En conclusion, en mettant en evidence la capacite susceptible d'etre exercee par les cebhs pour remanier et degrader les membranes basales ou la matrice extracellulaire sous-jacente, et plus particulierement en reponse a des stimuli inflammatoires et infectieux, ces etudes nous permettent de proposer un role cle pour les cebhs au cours du remaniement physiologique et physiopathologique des structures matricielles sous-jacentes. Elles nous ont egalement permis d'etayer le role modulateur essentiel joue par la matrice extracellulaire elle-meme sur la regulation des gelatinases impliquees dans le remaniement de cette matrice.