Comprendre l’asthme : étude des cellules respiratoires

Les travaux de recherches du projet SAHARRA ont pour objectif de comprendre les mécanismes de régénération à l’œuvre dans l’épithélium des voies respiratoires.

Ce tissu qui s’étend du nez aux bronchioles, a un rôle protecteur majeur, car il permet de piéger les particules inhalées telles que les microbes et poussières, et de les évacuer hors des voies respiratoires, afin de préserver les parties des poumons qui réalisent les échanges gazeux, les alvéoles.

Ce rôle protecteur est dû à la composition complexe de l’épithélium. Il contient des cellules secrétant du mucus protecteur, et des cellules multiciliées possédant à leur surface des centaines de cils motiles qui évacuent le mucus.

L’équilibre cellulaire de ce tissu est fréquemment perturbé dans les maladies respiratoires comme l’asthme, avec un excès de cellules à mucus, et un déficit de cellules multiciliées.

À travers le projet SAHARRA, nous avons établi un atlas des voies respiratoires humaines saines en utilisant une approche de transcriptomique sur cellule unique, à partie de biopsies obtenues par bronchoscopie. La technique de transcriptomique sur cellule unique, pour laquelle nous avons été parmi les pionniers, permet d’établir la carte d’identité de chacune des cellules.

Cet atlas nous a permis de connaitre la composition de l’épithélium des voies respiratoires à haute résolution. Nous réalisons le même type d’atlas sur des voies respiratoires de patients atteints de bronchopneumopathie chronique obstructive, une maladie principalement causée par la fumée de cigarette, afin d’identifier les déséquilibres causés par cette maladie au sein de l’écosystème que constitue les voies respiratoires.

Nous étudions également les dysfonctions de cet épithélium chez des patients asthmatiques sévères. Les mécanismes impliqués peuvent être étudiés in vitro dans un modèle établi à partir de cellules souches de l’épithélium. Ce modèle in vitro permet d’obtenir des cultures à partir des cellules bronchiques de chaque patient. Nous identifions les différences dans la composition des épithéliums in vitro obtenus à partir de patients sains ou asthmatiques sévères.

Lorsque ces cellules proviennent de patients asthmatiques, les cultures conservent certaines caractéristiques de la maladie, indiquant que (1) les défauts observés dans l'asthme peuvent être préservés puis étudiés dans le modèle in vitro et (2) les cellules isolées des patients conservent une mémoire de la pathologie, même si elles sont cultivées in vitro, sans stimulus inflammatoire.

Alors que les mécanismes responsables de cette mémoire ont commencé à être identifiés dans des tissus comme la peau ou l'intestin, ce n'est pas le cas pour l'épithélium des voies respiratoires. Parce que cette mémoire contribue probablement à la persistance de la maladie, notre objectif actuel est de mieux la caractériser pour à terme, trouver des moyens de la contrôler.

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Découvrez le portrait de Laure-Emmanuelle Zaragosi à l'origine du projet SAHARRA !