L’1α,25-Dihydroxyvitamine D3 Inhibe la Transition Épithélio-Mésenchymateuse Induite par le TGF-β1 via la Voie β-Caténine
Introduction
La transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) est un processus biologique au cours duquel les cellules épithéliales perdent leurs caractéristiques phénotypiques et acquièrent un phénotype mésenchymateux. Cette transformation se manifeste par la perte de marqueurs épithéliaux tels que l’E-cadhérine et l’apparition de marqueurs mésenchymateux comme l’α-actine du muscle lisse (α-SMA) et la fibronectine (FN). La TEM joue un rôle clé dans plusieurs pathologies, incluant le remodelage des voies aériennes dans l’asthme. Ce remodelage implique des modifications structurelles des parois bronchiques, telles que l’épaississement de la membrane basale, une augmentation de la masse musculaire lisse et une fibrose, contribuant à la chronicité et à la sévérité de l’asthme.
Le facteur de croissance transformant β1 (TGF-β1), une cytokine multifonctionnelle, induit la TEM en activant diverses voies de signalisation, notamment les voies Smad, non-Smad et β-caténine. Parmi celles-ci, la voie Wnt/β-caténine est particulièrement impliquée dans le remodelage des voies aériennes. Cette voie régule la prolifération, la migration et la différenciation cellulaire, et son dysfonctionnement est associé à plusieurs pathologies, dont le cancer et la fibrose.
La vitamine D, en particulier son métabolite actif, l’1α,25-dihydroxyvitamine D3 (1α,25(OH)2D3), possède des effets anti-fibrotiques et immunomodulateurs. Des études récentes suggèrent que l’1α,25(OH)2D3 peut inhiber la TEM induite par le TGF-β1, bien que les mécanismes exacts restent flous. Cette étude vise à explorer le rôle de l’1α,25(OH)2D3 dans la régulation de la TEM induite par le TGF-β1 dans les cellules épithéliales alvéolaires, en se focalisant sur la voie Wnt/β-caténine.
Méthodes
Culture cellulaire et traitements
Des cellules épithéliales alvéolaires isolées de rats ont été cultivées en milieu DMEM enrichi de 10 % de sérum fœtal bovin, de pénicilline et de streptomycine. Après une privation en sérum nocturne, les cellules ont été traitées avec l’1α,25(OH)2D3, l’ICG-001 (un inhibiteur sélectif de l’activité transcriptionnelle de la β-caténine), ou une combinaison des deux, suivis d’une stimulation par le TGF-β1. Les modifications morphologiques ont été observées par microscopie inversée.
Western Blot
Les niveaux d’expression de l’E-cadhérine, de l’α-SMA, de la fibronectine et de la β-caténine ont été analysés par western blot. Les protéines ont été séparées par SDS-PAGE, transférées sur des membranes PVDF, puis révélées par chimioluminescence.
Immunofluorescence
Les cellules fixées au paraformaldéhyde ont été incubées avec des anticorps primaires anti-β-caténine, anti-E-cadhérine, anti-α-SMA et anti-fibronectine, puis avec des anticorps secondaires fluorescents. Les noyaux ont été marqués au DAPI.
RT-qPCR
L’ARN total a été extrait au TRIzol, et l’ADNc synthétisé. L’expression des gènes Snail et β-actine (contrôle interne) a été quantifiée par RT-qPCR en utilisant la méthode 2-ΔΔCt.
Zymographie sur gélatine
L’activité de la MMP-9 a été évaluée en incubant les échantillons protéiques avec de la gélatine. Les zones de lyse ont été visualisées après coloration au Bleu de Coomassie.
Test Top/Fop Flash
L’activité transcriptionnelle de la β-caténine a été mesurée par transfection de plasmides Top/Fop Flash, suivie d’une mesure de luciférase.
Analyse statistique
Les données ont été analysées par ANOVA unidirectionnelle suivie d’un test LSD (logiciel SPSS 22.0). Un p < 0,05 a été considéré significatif.
Résultats
Inhibition de la TEM par l’1α,25(OH)2D3 et l’ICG-001
Le TGF-β1 a induit un changement morphologique des cellules épithéliales vers un phénotype mésenchymateux. Ce phénotype a été inversé par l’1α,25(OH)2D3 ou l’ICG-001, avec un effet synergique lors d’un traitement combiné. Le western blot a confirmé une réduction de l’E-cadhérine et une augmentation de l’α-SMA et de la FN sous TGF-β1, inversées par les traitements.
Régulation négative de la voie Wnt/β-caténine
Le TGF-β1 a augmenté l’activité transcriptionnelle de la β-caténine (test Top/Fop Flash), inhibée par l’1α,25(OH)2D3 et l’ICG-001. L’expression de la β-caténine a été réduite par ces traitements.
Inhibition des facteurs Snail et MMP-9
Le TGF-β1 a induit l’expression de Snail et l’activité de la MMP-9, toutes deux inhibées par l’1α,25(OH)2D3 et l’ICG-001.
Discussion
Cette étude démontre que l’1α,25(OH)2D3 inhibe la TEM induite par le TGF-β1 en modulant la voie Wnt/β-caténine. La synergie avec l’ICG-001 suggère un potentiel thérapeutique combiné. La voie Wnt/β-caténine régule des facteurs clés comme Snail et la MMP-9, impliqués dans la répression des gènes épithéliaux et le remodelage matriciel.
Ces résultats ouvrent des perspectives pour le traitement du remodelage des voies aériennes dans l’asthme via une supplémentation en vitamine D. Des études in vivo sont nécessaires pour valider ces mécanismes.
Conclusion
L’1α,25(OH)2D3 inhibe la TEM induite par le TGF-β1 en ciblant la voie β-caténine. Son action synergique avec l’ICG-001 souligne son potentiel comme agent thérapeutique contre le remodelage bronchique dans l’asthme.
doi : 10.1097/CM9.0000000000000830