Survivine (BIRC5) régule la fibrose vésicale dans un modèle de rat avec obstruction partielle de la sortie vésicale
La fibrose est un processus prolongé de cicatrisation des plaies, piloté par des réponses cellulaires et moléculaires complexes qui contribuent à la reconstruction des tissus ou des organes. Dans le contexte de la vessie, la fibrose est souvent initiée par des pressions pathologiques telles que la pression hydrostatique, la force de traction et la contrainte de cisaillement du fluide. Ces pressions créent un microenvironnement inflammatoire au sein de la vessie, conduisant à une hypertrophie des muscles lisses et à une fibrose. Deux facteurs étiologiques principaux de la fibrose vésicale sont l’obstruction mécanique, spécifiquement l’obstruction partielle de la sortie vésicale (pBOO), et la cystite chronique. Comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents à la fibrose vésicale est crucial pour développer des stratégies thérapeutiques efficaces.
Dans cette étude, un modèle de rat pBOO a été établi pour étudier les voies génétiques et moléculaires impliquées dans la fibrose vésicale. La recherche a employé une approche complète, incluant l’analyse par microarray, l’identification des gènes différentiellement exprimés (DEG), l’analyse d’enrichissement de la Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG), l’analyse d’enrichissement de l’ontologie génique (GO), la construction d’un réseau d’interaction protéine-protéine (PPI) et l’identification des gènes centraux. Les résultats ont été validés par Western blotting (WB) et immunohistochimie (IHC). L’étude a identifié la survivine (BIRC5) comme un gène critique régulant la fibrose vésicale, en particulier dans le contexte de la prolifération cellulaire et du dépôt de la matrice extracellulaire (MEC).
Conception expérimentale et méthodologie
L’étude a été approuvée par le Comité d’éthique médicale de l’hôpital de Chine occidentale, Université du Sichuan. Des rats femelles ont été divisés en deux groupes : le groupe pBOO (n = 3) et le groupe témoin (n = 3). Le groupe pBOO a subi une intervention chirurgicale où un cathéter urétral a été introduit dans la vessie, et l’urètre proximal a été ligaturé avec de la soie 40. Le groupe témoin a subi la même procédure sans ligature urétrale. Après l’intervention, de l’ampicilline (150 mg/kg) a été administrée pendant trois jours pour prévenir les infections. Après trois semaines, les vessies ont été collectées pour analyse.
L’analyse par microarray a été réalisée en utilisant un microarray oligonucléotidique du génome entier du rat (Agilent Technologies). Les données ont été normalisées, et les DEG ont été identifiés sur la base d’un changement de log2 ≥ 3 et d’une valeur P ajustée < 0,05. Les DEG ont ensuite été téléchargés dans la base de données STRING pour construire un réseau PPI, qui a été analysé à l'aide du logiciel Cytoscape. Les 20 principaux gènes centraux ont été identifiés en utilisant la méthode du coefficient de corrélation de Matthews (MCC) via le plugin CytoHubba dans Cytoscape. Les analyses GO et KEGG ont été réalisées à l'aide de Metascape pour comprendre les voies fonctionnelles et de signalisation des DEG.
Résultats et découvertes
L’étude a identifié 1018 DEG, dont 420 gènes surexprimés et 598 gènes sous-exprimés. Le réseau PPI comprenait 883 nœuds et 5046 arêtes. Les 20 principaux gènes centraux ont été classés en trois clusters liés à la fibrose vésicale : prolifération, inflammation et dépôt de MEC. Parmi ceux-ci, la survivine (BIRC5) est apparue comme un gène clé associé à la fibrose vésicale.
L’analyse GO a révélé que les DEG surexprimés étaient significativement enrichis dans des processus tels que le cycle cellulaire et l’inflammation, tandis que les DEG sous-exprimés étaient enrichis dans la structure cellulaire, la contraction musculaire et la liaison aux récepteurs. L’analyse des voies KEGG a montré que les DEG surexprimés étaient impliqués dans les processus d’inflammation et de cycle cellulaire, tandis que les DEG sous-exprimés étaient associés à la contraction musculaire vasculaire et à l’hypertrophie.
La validation de l’expression de la survivine dans le modèle de rat pBOO a été réalisée par WB et IHC. Les résultats ont montré une augmentation de l’expression de la survivine dans le muscle lisse de la vessie et dans la couche épithéliale (P < 0,05). L'analyse par immunoblot a confirmé ces résultats, démontrant que l'expression de la survivine était significativement plus élevée dans le groupe pBOO par rapport au groupe témoin.
Discussion
L’étude met en lumière le rôle de la survivine dans la fibrose vésicale, en particulier dans la promotion de la prolifération cellulaire et du dépôt de MEC. La survivine est une protéine conservée au cours de l’évolution, connue pour son rôle dans l’inhibition de la mort cellulaire programmée, la migration, l’angiogenèse et la pluripotence. Bien que les mécanismes moléculaires de la régulation de la survivine ne soient pas entièrement compris, cette étude apporte de nouvelles perspectives sur son implication dans la fibrose.
Des recherches antérieures ont également impliqué la survivine dans les dommages tissulaires et la fibrose. Par exemple, Wang et al. ont constaté que le tacrolimus réduit la prolifération des fibroblastes en inhibant l’expression de la survivine. De plus, la survivine a été identifiée comme un biomarqueur potentiel pour le diagnostic précoce de la fibrose sous-muqueuse orale (OSF). Ces résultats soulignent l’importance de la survivine dans les processus fibrotiques à travers différents tissus et conditions.
Le modèle pBOO utilisé dans cette étude reproduit efficacement les conditions pathologiques conduisant à la fibrose vésicale, y compris l’augmentation du dépôt de MEC, l’hypertrophie des cellules vésicales et l’hyperprolifération. L’identification de la survivine comme un régulateur clé dans ce processus ouvre de nouvelles voies pour des interventions thérapeutiques ciblant la survivine afin de limiter la fibrose vésicale.
Conclusion
Cette étude fournit une analyse complète des voies génétiques et moléculaires impliquées dans la fibrose vésicale en utilisant un modèle de rat pBOO. Grâce à l’analyse par microarray, l’identification des DEG et les outils bioinformatiques, la survivine (BIRC5) a été identifiée comme un gène critique régulant la fibrose vésicale. Les expériences de validation ont confirmé l’augmentation de l’expression de la survivine dans le groupe pBOO, soulignant son rôle dans la promotion de la prolifération cellulaire et du dépôt de MEC. Ces résultats contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents à la fibrose vésicale et suggèrent la survivine comme une cible thérapeutique potentielle. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour élucider pleinement le rôle et les mécanismes de la survivine dans la fibrose et pour explorer son potentiel dans les applications cliniques.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002022