Approches d'ingénierie tissulaire pour traiter la MPOC

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) est actuellement classée au troisième rang des principales causes de décès, avec un coût annuel des soins de santé mondiaux associés de 1 300 milliards de livres sterling (1). C'est la deuxième cause d'hospitalisation aux urgences avec une morbidité et une mortalité élevées. La MPOC entraîne une perte progressive de la fonction pulmonaire, entraînant une insuffisance respiratoire. Cette perte de la fonction pulmonaire est associée à des cycles répétitifs d'inflammation et de cicatrisation parenchymateuse conduisant au développement de l'emphysème. Ceci est une conséquence de la dégradation des structures parenchymateuses délicates et du remodelage pulmonaire, avec accumulation de tissu fibreux et perte des unités fonctionnelles alvéolo-capillaires essentielles à l'efficacité des échanges gazeux. Macroscopiquement, les poumons deviennent plus rigides et incapables de soutenir le patient pendant les cycles respiratoires physiologiques d'inspiration/expiration (2).

La présence d'emphysème entraîne également la perte du recul élastique pulmonaire, car des poches d'air se forment à la place des bronchioles et des alvéoles endommagées, réduisant le volume disponible pour la prochaine inhalation. L'effondrement des voies respiratoires lors de l'expiration entraîne une augmentation des volumes pulmonaires provoquant une hyperinflation et un piégeage des gaz. Les patients deviennent progressivement symptomatiques avec un essoufflement croissant, une tolérance réduite à l'effort et une mauvaise qualité de vie.

Les options de traitement pharmacologique de l'emphysème sont limitées ; la thérapie actuelle vise à améliorer la limitation du débit d'air, à réduire l'inflammation des voies respiratoires et à réduire les exacerbations, mais n'inverse pas les lésions pulmonaires (3). La transplantation pulmonaire et la chirurgie de réduction du volume pulmonaire (LVRS) sont disponibles pour une minorité sélectionnée de patients atteints d'emphysème sévère. L'introduction récente d'un traitement mécanique endoscopique non invasif avec des valves réduit le volume pulmonaire gravement endommagé et redirige l'air vers les tissus plus sains, tandis que les bobines améliorent le recul pulmonaire élastique (4, 5). Ces interventions n'améliorent cependant pas la survie.

Des travaux antérieurs effectués dans nos laboratoires ont déterminé que les constructions à base d'hydrogel/élastine peuvent atteindre des valeurs mécaniques compatibles avec celles de la paroi alvéolaire lorsqu'elles sont ensemencées avec des fibroblastes pulmonaires (1). Cela soulève la question intrigante de savoir si les constructions issues de l'ingénierie tissulaire (TEC) pourraient être utilisées pour restaurer l'intégrité mécanique du poumon emphysémateux, via le déplacement de la poche d'air et l'intégration locale, et finalement par la régénération de l'architecture pulmonaire locale.

Couplée aux travaux décrits ci-dessus, une observation récente a permis de détailler le mécanisme derrière la capacité jusque-là incomprise, mais physiologiquement critique, du tissu pulmonaire à se régénérer à la suite d'une maladie aiguë telle que la pneumonie ou le syndrome de détresse respiratoire aiguë (6). La clé semble résider dans une population de cellules souches distales des voies respiratoires qui co-expriment Trp63 (p63) et la kératine 5 (Krt5). Ces cellules DASCp63/Krt5 semblent migrer vers des sites de lésion dans le poumon où elles ont démontré une capacité de différenciation, y compris des lignées telles que les pneumocytes de type I et II et les cellules sécrétoires bronchiolaires. Il est crucial pour notre compréhension des troubles pulmonaires chroniques et la conception de futures thérapies cellulaires, que ces cellules restent présentes et dormantes dans les tissus pulmonaires malades ou perdues par des mécanismes encore inconnus.