Rôle de la matrice extracellulaire dans le développement du remodelage des voies respiratoires dans l'asthme (ECMA)

L'asthme est un trouble inflammatoire chronique non transmissible majeur caractérisé par une inflammation des voies respiratoires et lié à des modifications pathologiques de la structure de la paroi bronchique appelées remodelage des voies respiratoires. Le remodelage des voies respiratoires observé dans l'asthme est principalement décrit par des modifications épithéliales, une fibrose sous-épithéliale, une augmentation de la masse des muscles lisses des voies respiratoires (ASM), une diminution de la distance entre l'ASM et l'épithélium, une hyperplasie des glandes muqueuses et des cellules caliciformes, des modifications vasculaires et un œdème. A côté de ces changements physiopathologiques bien connus des voies respiratoires, la matrice extracellulaire (MEC) peut être distinguée comme un nouveau facteur important inclus dans le développement du remodelage des voies respiratoires dans l'asthme.

L'ECM est un élément constitutif entre les voies respiratoires et le parenchyme pulmonaire. Il joue un rôle crucial dans le maintien de la structure et des fonctions pulmonaires influençant la distribution et l'adhésion des cellules inflammatoires, l'équilibre hydrique, l'élasticité et peut agir comme une ressource de médiateurs inflammatoires. Dans l'asthme, l'inflammation prédominante des voies respiratoires éosinophiles peut entraîner la dérégulation de l'ECM, qui est identifiée comme une composition quantitative et qualitative altérée de l'ECM, des voies de signalisation moléculaire activées qui sont responsables de la production de protéines ECM déclenchées. Les principales sources de protéines ECM dans les poumons sont les fibroblastes pulmonaires et les cellules ASM. Dans l'asthme, les fibroblastes réagissent à de nombreuses cytokines inflammatoires qui activent et favorisent la prolifération, la contractilité et la différenciation cellulaire des fibroblastes pour former des myofibroblastes avec un taux régulé à la hausse de production de matrice. À leur tour, les fibroblastes activés sécrètent des cytokines IL-1β, IL-33, CXC, CC chimiokines, divers types de métalloprotéinases matricielles (MMP) ainsi que des espèces réactives de l'oxygène. Ces facteurs permettent aux fibroblastes d'aider à l'activation et à la migration des cellules immunitaires résidentes et confèrent aux fibroblastes des rôles dans l'immunité chimique et à médiation cellulaire, l'inflammation aiguë et chronique, l'extravasation des cellules immunitaires dans le tissu conjonctif des poumons. Les cellules ASM sont également le principal contributeur au pool de protéines ECM dans les poumons - elles peuvent produire la variété de protéines ECM contribuant à la structure et à l'élasticité des tissus qui sont considérées comme déséquilibrées dans l'asthme. Alors que les fibroblastes et les cellules ASM déterminent la composition des protéines ECM, l'ECM peut à son tour affecter le comportement des cellules structurelles dans le tissu pulmonaire. Le rôle des interactions cellule-matrice représente un domaine d'investigation active sur la capacité de la matrice pulmonaire à amorcer les cellules pulmonaires structurelles.

L'excès de dépôt de protéines ECM est associé à l'activation des voies de signalisation WNT et Smad médiées par le facteur profibrotique transformant le facteur de croissance bêta 1 (TGF-β1). Les niveaux les plus élevés de TGF-β1 dans les voies respiratoires sont libérés par les éosinophiles - les principales cellules inflammatoires dans la pathogenèse de l'asthme. Au cours de l'asthme stable et en particulier des épisodes d'asthme aigu provoqués par des allergènes, les éosinophiles s'infiltrent dans les voies respiratoires, augmentant les niveaux locaux de TGF-β1 et d'autres cytokines, chimiokines et facteurs de croissance à proximité du tissu conjonctif et des faisceaux ASM. Cependant, la façon dont les médiateurs libérés par les éosinophiles induisent une dérégulation de la MEC conduisant au développement d'un remodelage des voies respiratoires n'est pas étudiée dans le cadre de la pathogenèse de l'asthme.

L'asthme ne peut toujours pas être guéri, mais une prise en charge appropriée peut contrôler la gravité de la maladie. Une meilleure compréhension du développement de l'asthme est l'objectif principal qui doit être poursuivi. Sur la base de ce raisonnement, les chercheurs ont cherché à étudier la production médiée par l'inflammation des voies respiratoires éosinophiles des protéines ECM et des MMP, l'activité de leurs voies de signalisation moléculaire responsables de la libération et la manière dont la MEC dérégulée affecte la prolifération, la migration, la différenciation et la contractilité des fibroblastes et des cellules ASM dans l'asthme. En essayant de comprendre et de contrôler le développement de l'asthme, les chercheurs utiliseront des modèles de cultures cellulaires combinées pour estimer l'homéostasie de la MEC dans l'asthme stable et aigu. Le blocage avec des inhibiteurs spécifiques des voies de signalisation WNT et Smad, potentiellement responsables de la production de protéines ECM et de MMP, aidera à trouver les mécanismes de contrôle de la dérégulation de l'ECM. Par conséquent, l'évaluation des fragments de dégradation des protéines ECM et des niveaux de MMP aidera à estimer une valeur appliquée de ces biomarqueurs circulants chez les patients asthmatiques.