Effets des mucines sur les défenses mucosales innées pulmonaires : Implications en fibrose kystique

Abstract

La fibrose kystique (FK) est causé par la déficience de la protéine CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). L'absence de cette protéine entraine une diminution de la sécrétion d'ions chlorures et une hyperabsorption de sodium au niveau de la surface épithéliale apicale pulmonaire. La combinaison de ces deux phénomènes cause ainsi une déshydratation du liquide de surface des voies respiratoires (ASL). La déplétion du ASL engendre I'épaississement et la concentration de la mucine respiratoire, glycoprotéine de haut poids moléculaire anionique. Cette accumulation de mucine respiratoire entraîne une diminution du transport mucociliaire, l'un des mécanismes de défense des plus importants. Ainsi, les patients FK ont de façon récurrente et persistante des infections chroniques pulmonaires aux bactéries Pseudomonas aeruginosa. Par contre, la clairance mucociliaire n'est pas le seul système de défense au niveau pulmonaire, plusieurs protéines antibactériennes cationiques telles que le lysosyme et les béta-défensines ainsi que les neutrophiles permettent l'éradication des pathogènes. Par contre, chez le patient FK, ces deux autres phénomènes antibactériens ne semblent pas être efficaces. Puisque la clef de la pathogenèse de la FK semble être l'accumulation et la concentration de la mucine, le but de cette étude a été de vérifier si celle-ci interfèrerait dans les principaux mécanismes de défense pulmonaire soit sur le mécanisme bactéricide du neutrophile et sur l’action antimicrobienne des peptides extracellulaires pulmonaires. L'utilisation de colonnes d'affinité a permis de purifier de la mucine respiratoire provenant d'expectoration de patients FK ainsi que de la mucine salivaire provenant de salive de volontaires sains. Par immunobuvardage de type Western (anti-MUC5B, anti-MUC5AC), les mucines ont été caractérisées. L'utilisation de techniques de mortalité bactéricide et de phagocytose a démontrée l'effet négatif des mucines sur les mécanismes de défense pulmonaire. L'ensemble des travaux a démontré que la mucine respiratoire diminuait le mécanisme bactéricide des neutrophiles humains sans toutefois affecter leur capacité de phagocytose et de production d'oxydants. Par contre, l'ensemble des peptides antimicrobiens neutrophiles est inhibé en présence de celle-ci. De plus, les deux types de mucine causent une diminution de l'activité antimicrobienne de la béta-défensine 2, un peptide extracellulaire. Ayant des structures chargés de façon opposées (mucine négative, peptide positif), l'association et la neutralisation de ceux-ci permettent d'expliquer en partie la perte de pouvoir bactéricide. Finalement, cette étude a démontré que l'accumulation et la concentration de la mucine respiratoire chez les patients atteints de FK pourrait diminuer grandement leurs capacités de défenses antimicrobiennes tels que les neutrophiles et les protéines antibactérienne cationiques extracellulaire via possiblement une neutralisation des charges.