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Page de résumé pour ULgetd-06022010-094916

Auteur : Crahay, Céline
E-mail de l'auteur : Celine.Crahay@ulg.ac.be
URN : ULgetd-06022010-094916
Langue : Français/French
Titre : Etude du rôle de la métalloprotéase MMP-12 dans l'asthme
Intitulé du diplôme : Doctorat en sciences biomédicales et pharmaceutiques
Département : Médecine - Département des sciences précliniques
Jury :
Nom : Titre :
BIREMBAUT, Philippe Membre du jury/Committee Member
BRUSSELLE, Guy Membre du jury/Committee Member
COLIGE, Alain Membre du jury/Committee Member
LOUIS, Renaud Membre du jury/Committee Member
NOEL, Agnès Membre du jury/Committee Member
DEFRESNE, Marie-Paule Président du jury/Committee Chair
CATALDO, Didier Promoteur/Director
FOIDART, Jean-Michel Promoteur/Director
Mots-clés :
  • siRNA/siRNA
  • KO mice/souris KO
  • MMP-12/MMP-12
  • Asthma/asthme
  • MMP
  • Arginase/arginase
Date de soutenance : 2010-05-26
Type d'accès : Public/Internet
Résumé :

La prévalence de la maladie asthmatique est en constante augmentation à travers le monde. Au cours de la vie d’un asthmatique, la fonction pulmonaire diminue plus fortement comparativement aux sujets normaux. Ceci est lié à l’inflammation et au remodelage des voies aériennes. Les caractéristiques principales du remodelage bronchique consistent en des dommages épithéliaux, une hyperplasie des cellules musculaires lisses, une hyperplasie glandulaire, et une fibrose sous-épithéliale incluant un dépôt de collagène dans la lamina reticularis de l’épithélium bronchique.

Les traitements actuels de l’asthme ne sont pas efficaces dans le contrôle du remodelage bronchique et ne permettent pas de contrôler efficacement la maladie d’un point de vue clinique. Pour cette raison, le développement de nouveaux agents thérapeutiques semble nécessaire afin de permettre un contrôle de l’inflammation aigue, de l’hyperréactivité et du remodelage bronchiques.

Dans ce travail, nous avons dans un premier temps, mis au point un modèle murin permettant l’étude de la réponse inflammatoire aigue mais également du remodelage bronchique. Grâce au développement de ce modèle murin, nous avons pu détecter par analyse transcriptomique de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour la maladie asthmatique telles que l’Agr2, le Cd209e, le Col6 et le C1qa. D’autres gènes préalablement décrits comme surexprimés dans l’asthme ont également été étudiés afin de valider notre modèle (MMP-12, Fcgr2b, Ccl8, chi3l3 et Arg1).

Suite à cela, nous avons décidé d’investiguer le rôle de la MMP-12 dans la pathologie asthmatique car bien que ce gène soit connu pour être surexprimé dans la maladie, son rôle exact dans la pathologie asthmatique n’était pas encore clair.

La MMP-12, également appelée métalloélastase du macrophage, est une pro-enzyme de 54 kDa qui est clivée en deux formes actives de 45 kDa et de 22 kDa. Elle est exprimée principalement par les macrophages alvéolaires mais également par les cellules épithéliales bronchiques, les cellules dendritiques et les cellules musculaires lisses. Le substrat principal de cette enzyme est l’élastine qui représente environ 2.5% du poids sec des poumons. En plus de son activité élastolytique, la MMP-12 peut dégrader d’autres composants de la matrice extracellulaire comme le collagène de type IV, la fibronectine, la laminine, la vitronectine, les protéoglycans, etc. Elle a également la capacité d’activer la pro-MMP-2 et la pro-MMP-3 qui peuvent à leur tour activer la pro-MMP-9 et la pro-MMP-1. Cette cascade protéolytique explique comment la MMP-12 peut provoquer une dégradation exagérée d’une grande variété de composant de la matrice extracellulaire. La MMP-12 est également capable de dégrader d’autres substrats non liés à la matrice extracellulaire. Une régulation anormale de l’expression de la MMP-12 est rencontrée dans différentes pathologies telles que les maladies inflammatoires de la peau, l’anévrisme de l’aorte, le cancer et l’emphysème pulmonaire.

Afin d’étudier plus avant le rôle de la MMP-12 dans l’inflammation allergique et dans le remodelage bronchique, nous avons appliqué notre modèle murin à des souris déficientes pour le gène de la MMP-12 ainsi qu’aux souris wild-type correspondantes.

A la fin de chaque protocole expérimental, la résistance bronchique mesurée à l’aide du système Flexivent est moins importante chez les souris déficientes pour le gène de la MMP-12 exposées à l’allergène lorsqu’on les compare aux souris de type sauvage correspondantes. Les pourcentages d’éosinophiles présents dans le lavage bronchoalvéolaire des souris déficientes pour le gène de la MMP-12 exposées à l’allergène sont significativement moins importants que ceux présents chez les souris de type sauvage correspondantes et ce quelque soit le temps d’exposition. Les mêmes différences ont été observées pour le score inflammatoire et pour l’infiltration des éosinophiles au sein des parois bronchiques.

Le pourcentage de cellules caliciformes présentes dans l’épithélium bronchique est significativement moins important chez les souris déficientes pour le gène de la MMP-12 exposées à l’allergène durant 1 et 5 semaines comparativement aux souris de type sauvage correspondantes mais plus aucune différence n’a pu être observée après 10 semaines d’exposition.

Le nombre de mastocyte est significativement moins important chez les souris déficientes pour le gène de la MMP-12 exposées à l’allergène durant 5 et 10 semaines comparativement aux souris sauvages correspondantes. Aucune différence n’a pu être observée après 1 semaine d’exposition. Enfin, l’épaisseur de la couche de muscle lisse est significativement moins importante chez les souris déficientes pour le gène de la MMP-12 exposées à l’ovalbumine durant 5 et 10 semaines comparativement aux souris de type sauvage correspondantes.

Suite à ces résultats, nous avons montré que le MMP-12 était une cible thérapeutique potentielle pour l’asthme. Nous avons également montré que les principales modifications dues au déficit de ce gène survenaient dès la première semaine d’exposition. Nous avons donc décidé de tester les effets de l’instillation d’un siRNA ciblant la MMP-12 dans notre modèle murin d’inflammation aigue.

Un western blot et une PCR spécifiques de la MMP-12 ont été réalisés afin de s’assurer que le siRNA permettait bien de diminuer l’expression de ce gène. L’instillation de siRNA ciblant la MMP-12 entraine bien une diminution de l’expression de ce gène tant au niveau de l’ARNm qu’au niveau protéique.

Le pourcentage d’éosinophiles présents dans le lavage bronchoalvéolaire des souris exposées à l’allergène ayant été instillées avec le siRNA ciblant la MMP-12 est significativement diminué par rapport à celui des souris exposées à l’allergène ayant été instillées avec du PBS ou avec un siRNA scramble. De plus, cette diminution dépend de la dose de siRNA utilisée. Les mêmes observations ont pu être réalisées en ce qui concerne l’infiltration des éosinophiles au sein des parois bronchiques ainsi que pour le pourcentage de cellules à mucus présentes dans l’épithélium bronchique.

L’instillation du siRNA chez les souris exposées à l’allergène entraine une diminution du score inflammatoire par rapport aux souris ayant été instillées avec du PBS ou avec le siRNA scramble mais cette diminution semble moins dépendre de la dose de siRNA utilisé.

Les niveaux d’expression de CCL-11 et de l’IL-13 mesurés par ELISA sont diminués suite au traitement avec le siRNA ciblant l’ARNm de la MMP-12 comparativement aux souris contrôles. De même, les niveaux d’expression du TNF-α et de l’arginase I mesurés par western blot sont diminués après l’instillation du siRNA ciblant la MMP-12.

Au terme de ce travail, nous pouvons donc conclure que le MMP-12 joue un rôle important dans la pathologie asthmatique et que l’administration de siRNA ciblant ce gène permet de diminuer l’inflammation à éosinophiles ainsi que l’hyperplasie des cellules à mucus. Ceci permet de penser que la MMP-12 est une nouvelle cible thérapeutique potentielle pour le traitement de l’asthme.

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