Impact de l’âge sur la reprogrammation des cellules endothéliales pulmonaires lors de la résolution de la fibrose pulmonaire

Abstract

Introduction

La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie incurable qui se traduit par la formation de foci fibrotique, une accumulation et une rigidification de la matrice extracellulaire ainsi qu’une reprogrammation des cellules épithéliales et endothéliales (EC) pulmonaires. Bien que l’étiologie de la fibrose pulmonaire soit inconnue, nous savons que son incidence augmente avec l’âge. Afin d’étudier les processus de régénération, un modèle réversible in vivo par instillation de bléomycine permet de reproduire les différents aspects de la pathologie et de suivre les processus de régénération cellulaire. Les souris âgées présentent une résolution retardée de la fibrose pulmonaire par rapport aux souris jeunes. Dans ce contexte, nous cherchons à déterminer la signature transcriptomique des différentes composantes cellulaires d’une fibrose réversible induite par la bléomycine chez des souris jeunes et âgés pour identifier les mécanismes induisant un délai dans la régénération alvéolaire.

Méthodes

Par l’utilisation d’outils d’analyses transcriptomiques (séquençage d’ARN sur cellules uniques et analyse transcriptomique spatiale), nous avons comparé le transcriptome de poumons de souris fibrosées jeunes et âgées en trois points de cinétique lors du pic de fibrose, des premières étapes de résolution et lors de la résolution complète de la maladie. Nous avons ensuite validé les résultats obtenus par hybridation in situ d’ARN et immunohistochimie sur coupes fines et épaisses de poumons fibrosées (mPCLS ; murine Precise Cut Lung Section).

Résultats

Lors du pic de fibrose, trois sous-populations de capillaires pulmonaires (PCEC), exprimant fortement le marqueur Lrg1, émergent et sont associés à une signature pro-angiogénique. Ces sous-populations disparaissent lors de la régénération alvéolaire chez les jeunes mais persistent chez les souris âgées. Le marqueur transitoire Lrg1 des PCEC apparaît impliqué dans l’activation des voies de signalisations pro-angiogéniques. Les PCEC issues de poumon de souris âgées présentent également un phénotype pro-inflammatoire et pré-fibrotique en condition physiologique. Enfin, nous observons un profil similaire chez les PCEC provenant d’échantillons de patients atteints de FPI avec une signature pro-angiogénique et pro-inflammatoire commune.

Conclusion

La reprogrammation transcriptomique des PCEC chez les souris âgées pourrait contribuer à la persistance de la fibrose, une caractéristique de la pathologie humaine. L’origine de ces PCEC et leur devenir après la résolution de la fibrose restent un enjeu dans la compréhension des mécanismes de régénération alvéolaire humaine.