Rôle de la Midkine dans la régénération alvéolaire et la physiopathologie de l'emphysème

Midkine's role in alveolar regeneration and the pathophysiology of emphysema

• Auteur / Autrice : Sarina Maya Mehani
• Direction : Bernard Maitre, Maylis Dagouassat
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Paris 12
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IMRB - Institut Mondor de Recherche Biomédicale
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Eq LANONE - Interactions génétique-environnement dans la BPCO, la mucoviscidose et autres (rares) pathologies respiratoires - Equipe GEIC2O

Mots clés

Mots clés libres

Senescence

Régénération

Midkine

Bpco

Senescence

Regeneration

Midkine

Copd

Résumé

La broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO), majoritairement causée par la fumée de cigarette, conduit à une insuffisance respiratoire chronique due au remodelage bronchique et à l'emphysème. Aucun traitement curatif n'existe actuellement, et les mécanismes de développement de l'emphysème restent partiellement compris. La perte des capacités de réparation des tissus pulmonaires, causée par la perte des cellules progénitrices alvéolaires (AT2) et la sénescence des fibroblastes, pourrait jouer un rôle clé. Les fibroblastes et les cellules alvéolaires sénescentes produisent des médiateurs inflammatoires appelés SASP, inhibant le renouvellement cellulaire. La midkine (MK), un facteur de croissance, est fortement exprimée dans les cellules alvéolaires sénescentes des patients BPCO. Des résultats préliminaires montrent une expression accrue de la MK chez les fibroblastes sénescents des patients BPCO, accélérant la sénescence des fibroblastes non sénescents. Notre hypothèse est que la MK libérée par les fibroblastes et les cellules alvéolaires sénescentes cible les fibroblastes alvéolaires, diminuant les capacités de réparation des AT2. Les objectifs de cette recherche sont : Déterminer si la MK induit une sénescence accélérée des fibroblastes isolés de fumeurs atteints ou non de BPCO, et identifier les voies de signalisation activées. Évaluer les effets de la MK sur la régénération alvéolaire via la formation d'organoïdes alvéolaires. Estimer l'expression des récepteurs de la MK dans des coupes pulmonaires et la concentration de la MK dans le sérum de patients fumeurs atteints ou non de BPCO. Les fibroblastes et les AT2 seront isolés de biopsies de patients fumeurs atteints ou non de BPCO. L'expression de la MK et de ses récepteurs sera mesurée par ELISA, western blot, immunofluorescence et immunohistochimie. La sénescence induite par la MK sera étudiée par immunocytochimie et western blot. Les voies de signalisation activées par la MK, ainsi que l'autophagie et la mitophagie, seront également analysées. Les effets de la MK sur la formation des organoïdes alvéolaires seront évalués par des traitements avec des inhibiteurs de la MK, et les résultats seront analysés par Graphpad Prism. Ce projet vise à mieux comprendre le rôle de la sénescence et du SASP induits par la fumée de cigarette dans le développement de l'emphysème, et à explorer les mécanismes inhibant la régénération pulmonaire, avec pour ambition de découvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour la BPCO.

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD), primarily caused by cigarette smoke, leads to chronic respiratory failure due to bronchial remodeling and emphysema. Currently, there are no curative treatments, and the mechanisms driving emphysema development remain partially understood. The loss of tissue repair capabilities, caused by the loss of alveolar progenitor cells (AT2) and fibroblast senescence, might play a key role. Senescent fibroblasts and alveolar cells produce inflammatory mediators called SASP, which inhibit cellular renewal. Midkine (MK), a growth factor, is highly expressed in senescent alveolar cells of COPD patients. Preliminary results show increased MK expression in senescent fibroblasts of COPD patients, accelerating senescence in non-senescent fibroblasts. Our hypothesis is that MK released by senescent fibroblasts and alveolar cells targets alveolar fibroblasts, reducing AT2 repair capacities. The objectives of this research are: Determine if MK induces accelerated senescence in fibroblasts isolated from smokers with or without COPD and identify the activated signaling pathways. Evaluate the effects of MK on alveolar regeneration via the formation of alveolar organoids. Estimate the expression of MK receptors in lung tissue sections and the concentration of MK in the serum of smokers with or without COPD. Fibroblasts and AT2 will be isolated from biopsies of smokers with or without COPD. MK and its receptor expression will be measured by ELISA, western blot, immunofluorescence, and immunohistochemistry. Senescence induced by MK will be studied using immunocytochemistry and western blot. The signaling pathways activated by MK, as well as autophagy and mitophagy, will also be analyzed. The effects of MK on alveolar organoid formation will be evaluated using MK inhibitors, and the results will be analyzed with Graphpad Prism. This project aims to better understand the role of senescence and SASP induced by cigarette smoke in the development of emphysema and to explore the mechanisms inhibiting lung regeneration, with the ambition to discover new therapeutic pathways for COPD.