Differentiation state, including pIgR downregulation, of the epithelium of CRS patients and persistence of defects in cell cultures and organoids

Details

Supervisors

Hox, Valérie

Faculty

Faculté de pharmacie et des sciences biomédicales

Degree label

Master [120] en sciences biomédicales, à finalité spécialisée: toxicologie

Abstract

La rhino-sinusite chronique (CRS) est une maladie chronique des voies respiratoires parmi les plus fréquentes dans la population, affectant 11% des Européens. Les personnes atteintes de cette maladie peuvent présenter des polypes nasaux (CRSwNP) ou non (CRSsNP). La première forme est majoritairement éosinophilique et médiée par des lymphocytes Th2 alors que la seconde a un profil plus hétérogène, bien que présentant plus souvent une infiltration de neutrophiles. A ce jour, très peu est connu sur la pathophysiologie de la maladie et notamment sur le role de l’immunoglobuline A (IgA), l’anticorps le plus abondant dans les sécrétions nasales, qui joue un rôle clé dans la régulation de la réponse immunitaire au niveau de l’épithélium. 2 études antérieures montrent une diminution du polymeric immunoglobulin receptor (pIgR), le récepteur membranaire de l’IgA dans les voies respiratoires, dans l’épithélium des patients atteints de CRS. IgA neutralise et évacue les pathogènes, dont la présence corrèle avec la sévérité de la maladie, en dehors des voies respiratoires. D’autres études ont montré une différentiation anormale de l’épithélium chez les patients CRS. pIgR étant un marqueur terminal de différentiation, la diminution du pIgR pourrait être un phénomène secondaire. Dans cette étude, du tissu venant de patients CRS a été récolté lors de chirurgies sinonasales pour analyses sur tissu entier afin de confirmer la diminution du pIgR chez les patients CRS. Secondairement, nous voulions voir si nous trouvions une capacité de différentiation altérée chez les patients CRS. Des cellules épithéliales de nez (NEC) ont été cultivées in vitro pour vérifier si ces anormalités étaient conservées ex vivo, en dehors de l’environnement inflammatoire. Les cellules épithéliales isolées ont suivi une phase de culture en flasque puis en inserts en interface liquide-liquide jusqu’à confluence, et finalement en interface air-liquide (ALI) pendant 3 et 4 semaines. Les puits ont ensuite été utilisés pour IHC, RT-qPCR, WB et ELISA et comparés aux résultats obtenus avec les mêmes techniques sur tissus complets. A cause de problèmes techniques et logistiques, un nouveau système de culture en 3D (culture en organoïdes) a été développée pour cultiver les NEC in vivo. On a pu confirmer une diminution du pIgR chez les patients CRSwNP au niveau protéique comparé aux patients contrôles. Cependant, les concentrations de la composante sécrétoire (SC), de IgA et de IgA sécrétoire (S-IgA) dans les sécrétions nasales de patients CRS étaient similaires à celles de patients contrôles. Les cultures en ALI de patients CRS ont montré une augmentation dans le temps de l’expression de l’ARNm de pIgR ainsi que de la protéine pIgR et de la production de SC, comparé aux contrôles. De plus, le nombre de cellules basales, mesuré par l’expression du gène p63, augmente chez tous les patients CRS comparés aux contrôles. CK5, un marqueur des cellules basales, n’était lui augmenté que les patients CRSsNP. Les marqueurs terminaux de differentiation ont montré avec le temps une certaine tendance à l’augmentation dans les cultures en ALI de patients CRS. En conclusion, nous pouvons confirmer que les patients atteints de CRS présentent une diminution de l’expression de pIgR dans leur tissu qui ne serait pas due a une diminution de la différentiation en cellules ciliées et muqueuses. Cette diminution du pIgR n’a pas été maintenue ex vivo, ce qui suggère que cette diminution n’est pas due à une mémoire de l’inflammation chez les cellules progénitrices. Des études de stimulation avec des cytokines inflammatoires pourraient nous éclairer sur les mécanismes de la diminution de l’expression du pIgR et les cultures en organoïdes pourraient y contribuer grâce à leur robustesse supérieure aux cultures en ALI.