Rôle du TLR4 dans l'asthme environnemental

L'objectif général de ce projet est d'identifier les gènes impliqués dans le développement de l'obstruction des voies respiratoires et de l'inflammation des voies respiratoires chez les asthmatiques, et de déterminer si les polymorphismes de ces gènes exprimés de manière différentielle prédisposent les individus à développer de l'asthme. L'asthme est une maladie génétique complexe causée par un certain nombre d'interactions uniques gène-gène et gène-environnement. La recherche de gènes de susceptibilité à l'asthme a été compliquée par le large phénotype clinique de l'asthme, le modèle d'hérédité polygénique de cette maladie et le rôle important des expositions environnementales dans le développement et la progression de l'asthme. Les agents environnementaux inhalés induisent plusieurs réponses biologiques chez les asthmatiques ; y compris l'induction de l'immunité acquise et innée qui conduit à des formes aiguës et chroniques d'inflammation des voies respiratoires et de remodelage des voies respiratoires. Les réponses immunitaires acquises aux antigènes protéiques, tels que les allergènes d'acariens, induisent souvent des réponses induites par les lymphocytes T de type 2 (Th2) qui semblent être importantes dans l'asthme atopique. Des études récentes de notre groupe et d'autres démontrent que l'immunité innée, initiée par l'inhalation d'agents pathogènes bactériens et viraux, de poussières organiques, d'endotoxines ou de lipopolysaccharides (LPS), de particules de pollution atmosphérique et d'ozone, peut également provoquer des formes aiguës et chroniques d'obstruction du flux d'air, inflammation des voies respiratoires et même remodelage des voies respiratoires. De nouvelles preuves indiquent que les réponses immunitaires acquises et innées dans les poumons peuvent être influencées par des gènes polymorphes. Par exemple, on pense que les polymorphismes fonctionnels du gène du récepteur de l'IL-4 stimulent préférentiellement les réponses immunitaires Th2 acquises aux allergènes inhalés, et nous avons récemment montré que des mutations de co-ségrégation courantes dans TLR4 (un récepteur transmembranaire du LPS) sont associées à une diminution des voies respiratoires. réactivité au LPS inhalé. Ces observations suggèrent que les défis environnementaux peuvent être utilisés pour réduire le phénotype de l'asthme et étudier la susceptibilité génétique dans des formes d'asthme biologiquement spécifiques.

Dans ce projet, nous émettons l'hypothèse que les polymorphismes des gènes exprimés par l'épithélium des voies respiratoires chez les asthmatiques à la suite de défis respiratoires spécifiques prédisposent les individus au développement de l'asthme. Pour tester cette hypothèse, nous prévoyons d'identifier les gènes qui sont différentiellement exprimés par les cellules épithéliales des voies respiratoires suite à une provocation avec des stimuli qui induisent des réponses immunitaires acquises (acariens) ou innées (LPS), puis de déterminer si les polymorphismes de ces gènes sont associés à le développement de l'asthme dans une cohorte familiale distincte et bien caractérisée d'asthmatiques. Il s'agit d'une approche puissante conçue pour identifier de nouveaux gènes associés à la fois à la pathogenèse de l'asthme (différentiellement exprimée dans l'étude exposition-réponse) et à la susceptibilité à l'asthme (génétiquement associée à l'asthme dans une étude de liaison/association).

Nous émettons l'hypothèse que les individus porteurs des mutations co-ségrégeantes Asp299Gly et Thr399Ile dans le gène TLR4 présenteront une réponse immunitaire défectueuse au LPS, et que des composants spécifiques de l'immunité altérée chez ces individus sont liés aux réponses caractéristiques des voies respiratoires au LPS.

Objectif spécifique 1 : Environ 1000 individus seront génotypés afin de constituer 3 groupes d'étude : 10 sujets homozygotes pour la mutation TLR4 299/399 ; 10 sujets hétérozygotes pour la mutation TLR4 299/399 ; et 10 sujets homozygotes pour le TLR 4 de type sauvage.

Objectif spécifique 2 : Dix individus avec TLR4 de type sauvage, 10 individus hétérozygotes pour le TLR4 mutant et 10 individus homozygotes pour le TLR4 mutant seront phénotypés pour la réactivité des voies respiratoires au LPS inhalé.

Objectif spécifique 3 : Les réponses immunitaires in vitro au LPS seront mesurées dans les monocytes du sang périphérique et les PMN de 10 individus avec TLR4 de type sauvage, 10 individus hétérozygotes pour le TLR4 mutant et 10 individus homozygotes pour le TLR4 mutant.

Objectif spécifique 4 : La réponse immunitaire in vivo au LPS inhalé sera évaluée dans le liquide et les cellules de lavage bronchoalvéolaire (BAL) et les cellules de biopsie de brosse endobronchique des voies respiratoires chez 10 individus avec TLR4 de type sauvage, 10 individus hétérozygotes pour TLR4 mutant et 10 individus homozygotes pour TLR4 mutant.