Effet de l’hydrolyse extracellulaire de l’adénosine triphosphate par l’apyrase sur l’activation des phagocytes mononucléaires circulants et alvéolaires et l’inflammation pulmonaire induites par la bléomycine

Effet de l’hydrolyse extracellulaire de l’adénosine triphosphate par l’apyrase sur l’activation des phagocytes mononucléaires circulants et alvéolaires et l’inflammation pulmonaire induites par la bléomycine

La fibrose pulmonaire, caractérisée par un dépôt excessif de matrice extracellulaire et un remodelage interstitiel, reste un défi clinique majeur avec des options thérapeutiques limitées. Des preuves émergentes soulignent le rôle central des phagocytes mononucléaires, en particulier des macrophages, dans la modulation des réponses inflammatoires et la progression fibrotique. Cette étude examine l’impact de l’hydrolyse de l’adénosine triphosphate (ATP) extracellulaire par l’apyrase, une enzyme convertissant l’ATP en adénosine monophosphate, sur les lésions pulmonaires, l’inflammation et la fibrose induites par la bléomycine (BLM). Les résultats montrent que l’apyrase atténue la pathologie induite par la BLM en modulant les phénotypes des monocytes et macrophages, offrant de nouvelles perspectives pour des stratégies anti-fibrotiques.

Pathogénèse de la fibrose pulmonaire et rôle de l’ATP

La fibrose pulmonaire résulte de mécanismes de réparation dysrégulés après une agression, avec un rôle pivot des macrophages dérivés des monocytes. Après exposition à la BLM, les monocytes circulants Ly6Chi prolifèrent, infiltrent les poumons et se différencient en macrophages alvéolaires (MA) pro-fibrotiques de type M2, exacerbant l’inflammation et le dépôt de collagène. Simultanément, les niveaux d’ATP augmentent dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire (LBA), agissant comme un motif moléculaire associé au danger (DAMP) activant les récepteurs purinergiques tels que le P2X7R, exprimé sur les cellules immunitaires. L’ATP élevé corrèle avec une inflammation accrue et une perméabilité vasculaire, mais son rôle dans la polarisation des monocytes/macrophages durant la fibrose reste mal compris. Cette étude postule que l’hydrolyse de l’ATP par l’apyrase atténue les lésions pulmonaires en modifiant l’activation des phagocytes.

Conception expérimentale et méthodologie

Un modèle murin de fibrose pulmonaire induite par la BLM a été établi avec 200 souris mâles C57BL/6 (8–10 semaines, 18–20 g). Les souris ont été randomisées en quatre groupes : témoin saline (NS), BLM seule, BLM + saline (BLM+NS), et BLM + apyrase (BLM+APY). La BLM (2,5 mg/kg) ou la saline a été administrée par aspiration oropharyngée sous anesthésie légère. L’apyrase (40 mg/kg) ou la saline a été administrée 4 heures après la BLM. Les analyses ont été réalisées aux jours 1, 3, 7, 14 et 21, avec collecte de LBA, sang et tissus pulmonaires.

Les concentrations d’ATP dans le LBA ont été mesurées par kit bioluminescent. Les cellules inflammatoires dans le LBA ont été comptées par hémocytométrie, et les sous-populations (macrophages, lymphocytes, neutrophiles) identifiées par cytocentrifugation et coloration H&E. L’inflammation et la fibrose pulmonaires ont été évaluées par scores histologiques (H&E et trichrome de Masson). La cytométrie en flux a caractérisé les sous-types de monocytes circulants (Ly6Chi et Ly6Clo) et la polarisation des MA (M1 : F4/80+CD11c+CD206− ; M2 : F4/80+CD11c+CD206+). L’expression du P2X7R sur les monocytes Ly6G−CD11b+ et les MA F4/80+ a été validée par immunofluorescence.

Résultats clés

Réduction des niveaux d’ATP par l’apyrase

La BLM a augmenté significativement l’ATP dans le LBA par rapport au témoin (124,50 ± 15,33 nmol/L vs. 94,49 ± 5,67 nmol/L ; P = 0,0486). L’apyrase a normalisé ces niveaux (92,72 ± 6,25 nmol/L vs. BLM+NS : 125,00 ± 16,13 nmol/L ; P = 0,0334) dès le jour 1 (Figure 1B).

Atténuation de l’inflammation et de la fibrose

La coloration H&E au jour 7 a révélé un épaississement alvéolaire et une infiltration inflammatoire sévères sous BLM. L’apyrase a réduit ces altérations, abaissant le score d’inflammation de 2,50 ± 0,24 (BLM+NS) à 1,81 ± 0,37 (BLM+APY ; P = 0,0363) (Figure 1C). Dans le LBA, l’apyrase a diminué les cellules totales (31,20 ± 2,66 × 10⁵/mL vs. 53,60 ± 11,24 × 10⁵/mL ; P = 0,0021), macrophages (24,37 ± 2,52 × 10⁵/mL vs. 42,73 ± 6,10 × 10⁵/mL ; P = 0,0001), lymphocytes (0,42 ± 0,25 × 10⁵/mL vs. 1,20 ± 0,30 × 10⁵/mL ; P = 0,0055) et neutrophiles (8,39 ± 1,93 × 10⁵/mL vs. 13,38 ± 4,76 × 10⁵/mL ; P = 0,0086) (Figure supplémentaire 2).

Au jour 21, le trichrome de Masson a montré une réduction du dépôt de collagène sous apyrase (indice de fibrose : 10,98 ± 3,15 vs. 15,60 ± 4,20 ; P = 0,0119) (Figure 1D, Figure supplémentaire 3).

Modulation des phénotypes des monocytes et macrophages

La BLM a favorisé la polarisation M2 des MA (56,06 ± 4,83 % vs. NS : 15,14 ± 5,28 % ; P < 0,0001) et inhibé M1 (37,64 ± 2,74 % vs. NS : 85,00 ± 3,31 % ; P < 0,0001). L’apyrase a inversé partiellement cette tendance, augmentant M1 (47,94 ± 3,02 % vs. BLM+NS : 36,37 ± 8,47 % ; P = 0,0108) et réduisant M2 au jour 14 (Figure 1E).

Les monocytes Ly6Chi circulants, maximaux au jour 3 post-BLM, ont été réduits par l’apyrase (69,77 ± 4,21 % vs. BLM+NS : 76,70 ± 2,87 % ; P = 0,0205). Les Ly6Clo ont augmenté (29,50 ± 4,42 % vs. 23,21 ± 2,67 % ; P = 0,0334) (Figure 1F).

Expression du P2X7R sur les phagocytes mononucléaires

Les monocytes Ly6G−CD11b+ (pureté >95 %) et les MA F4/80+ exprimaient le P2X7R, confirmant leur sensibilité à l’ATP (Figure supplémentaire 1).

Discussion

Cette étude éclaire le rôle mécanistique de l’ATP extracellulaire dans les lésions pulmonaires induites par la BLM. En hydrolysant l’ATP, l’apyrase atténue la signalisation via P2X7R, réduisant l’expansion des monocytes Ly6Chi et la polarisation M2 des macrophages. Ces modifications corrèlent avec une inflammation et fibrose atténuées, en accord avec des travaux antérieurs sur l’asthme allergique et la perméabilité vasculaire.

Le passage des Ly6Chi aux Ly6Clo suggère que l’apyrase favorise un profil monocytaire moins inflammatoire. La réversion partielle de la polarisation M2 souligne le rôle de l’ATP dans le maintien des états macrophagiques pro-fibrotiques. Les voies de signalisation liant l’hydrolyse de l’ATP à la reprogrammation des phagocytes nécessitent des investigations approfondies, idéalement avec des modèles knockout pour P2X7R.

Conclusion

L’apyrase atténue les lésions pulmonaires induites par la BLM en déplétant l’ATP extracellulaire, modulant le recrutement des monocytes et inhibant la polarisation pro-fibrotique des macrophages. Ces résultats positionnent l’hydrolyse de l’ATP comme une stratégie thérapeutique prometteuse contre la fibrose pulmonaire, justifiant l’exploration de thérapies ciblant l’ATP.

doi.org/10.1097/CM9.0000000000002400