L’acarien domestique perturbe la barrière épithéliale des voies aériennes en affectant l’expression de la lymphopoïétine stromale thymique via l’induction d’Atg5
L’asthme est une maladie pulmonaire inflammatoire chronique complexe dont la pathogenèse reste mal comprise. L’épithélium des voies aériennes constitue une barrière défensive critique, protégeant les poumons des allergènes et empêchant le développement de l’asthme. L’intégrité de cette barrière dépend des jonctions serrées, incluant des protéines telles que les zona occludens (ZO) 1 à 3, l’occludine et les claudines 1 à 5, ainsi que des jonctions adhérentes principalement formées par l’E-cadhérine, la β-caténine et les molécules d’adhésion jonctionnelles. Ces structures maintiennent la polarité apicobasale des cellules épithéliales bronchiques. Des recherches antérieures ont confirmé que l’acarien domestique (HDM) perturbe la barrière épithéliale des voies aériennes in vivo et in vitro, avec un rôle pivot de la lymphopoïétine stromale thymique (TSLP) dans ce processus.
L’autophagie, un processus lysosomal hautement conservé, dégrade et recycle de manière sélective des organites cibles dans les lysosomes. Elle est associée à diverses maladies humaines, mais son rôle dans l’asthme allergique reste controversé. Cette étude émet l’hypothèse que l’autophagie joue un rôle critique dans l’asthme induit par le HDM, avec une induction des gènes liés à l’autophagie (ATG) contribuant à la disruption de la barrière épithéliale. Pour explorer cela, des cellules épithéliales bronchiques humaines (HBEC) ont été stimulées par le HDM pour évaluer le rôle de l’autophagie dans la pathogenèse de l’asthme.
La lignée cellulaire épithéliale bronchique humaine normale HBE-135o a été traitée avec 200 nmol/L de rapamycine pendant 24 heures ou 400 UI/mL de HDM pendant 3 à 48 heures. Un petit ARN interférent (siRNA) a également été utilisé pour silencer des gènes spécifiques dans les HBEC pendant 12 heures. L’intégrité de la barrière épithéliale a été évaluée en mesurant la résistance électrique transépithéliale (TEER) et le flux de dextrane conjugué au FITC (FITC-Dx) à travers des monocouches de cellules épithéliales cultivées. Des tests d’immunofluorescence (IF) ont permis de détecter la distribution de ZO-1, d’E-cadhérine et de β-caténine. Le Western blot a été utilisé pour mesurer l’expression des chaînes légères 3a/b (LC3a/b), de P62 et des protéines liées à l’autophagie (Atg5, Atg7, Atg16L1 et Atg12). Une co-immunoprécipitation (Co-IP) et des tests de liaison de proximité (PLA) ont confirmé la relation entre Atg5 et TSLP. La PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR) a été utilisée pour évaluer les niveaux d’ARN messager (ARNm).
L’analyse statistique a été réalisée avec le logiciel GraphPad Prism 8. Les données sont exprimées en moyenne ± erreur standard (ES). Une analyse de variance à un facteur suivie d’un test post-hoc de Bonferroni a été utilisée pour les comparaisons multiples, avec une valeur p < 0,05 considérée comme statistiquement significative.
Les résultats montrent que la rapamycine et le HDM augmentent la perméabilité et réduisent la résistance électrique des HBEC, comme révélé par la perméabilité au FITC-Dx et les mesures de TEER. Les tests d’immunofluorescence indiquent que le HDM et la rapamycine provoquent une redistribution des protéines des jonctions cellulaires, incluant ZO-1, l’E-cadhérine et la β-caténine. Le Western blot révèle que LC3a/b est significativement surexprimé dans les HBEC stimulées par le HDM pendant 12 et 24 heures, tandis que l’expression de P62 reste inchangée. De plus, l’expression d’Atg5 et d’Atg12 augmente après une stimulation par le HDM pendant 12 heures.
Pour clarifier le rôle d’Atg5 et d’Atg12 dans l’asthme induit par le HDM, un siRNA a été utilisé pour interférer avec leur expression dans les HBEC. Le silençage d’Atg5 réduit la perméabilité et augmente la TEER, tout en diminuant les niveaux d’ARNm de TSLP. Cependant, ces effets ne sont pas observés lors du silençage d’Atg12. Les tests d’immunofluorescence montrent que le silençage d’Atg5 atténue la redistribution de ZO-1, de l’E-cadhérine et de la β-caténine induite par le HDM. Les essais de Co-IP et PLA confirment qu’Atg5 interagit avec TSLP dans les HBEC induites par le HDM. Ces résultats suggèrent qu’Atg5 est surexprimé dans l’asthme et associé à la disruption de la barrière épithéliale.
L’autophagie est un processus conservé où les substrats sont internalisés dans des vésicules à double membrane et dégradés dans les lysosomes. Des études récentes montrent que le récepteur d’autophagie P62 médie des réactions anti-inflammatoires dans les macrophages induits par le LPS, révélant un nouveau mécanisme de l’inflammation macrophagique. Dans l’asthme, plusieurs études indiquent que l’autophagie joue un rôle significatif, notamment dans la disruption de la barrière épithéliale. Cependant, les mécanismes par lesquels l’autophagie affecte cette disruption restent mal compris.
Cette étude démontre qu’Atg5 est surexprimé dans les HBEC induites par le HDM. De plus, les résultats suggèrent qu’Atg5 induit par le HDM est associé à TSLP, elle-même surexprimée dans les HBEC traitées. Cela indique qu’Atg5 pourrait réguler l’expression de TSLP, une relation non décrite auparavant. Une recherche antérieure de Han et al. a montré que TSLP augmente les facteurs liés à l’autophagie (Beclin-1, LC3-II, P62 et Atg5) pour activer l’autophagie dans les lymphocytes T via la voie JAK1/JAK2/STAT5/JNK/PI3K lors d’une lésion hépatique aiguë induite par le LPS. Bien que les mécanismes de régulation diffèrent selon les pathologies, une interaction entre TSLP et Atg5 est suggérée.
Cependant, cette étude présente des limites. Premièrement, des souris knockout pour Atg5 sont nécessaires pour valider les résultats. Ensuite, la méthode de culture à interface air-liquide, une technique établie pour les cellules épithéliales, n’a pas été utilisée et devrait être intégrée dans de futures recherches.
En conclusion, cette étude montre qu’Atg5 induit par le HDM interagit avec TSLP, un acteur clé de l’inflammation des voies aériennes, lors de la disruption de la barrière épithéliale. Ces résultats soulignent le rôle critique d’Atg5 dans l’asthme induit par le HDM et suggèrent qu’Atg5 pourrait être une cible thérapeutique pour supprimer la disruption épithéliale et protéger les patients asthmatiques des allergènes.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002615