Avancées dans la compréhension de la dysplasie bronchopulmonaire
Des recherches montrent que CELA1 joue un rôle dans la santé pulmonaire des bébés prématurés.
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La Dysplasie bronchopulmonaire, souvent appelée BPD, est un truc qui affecte les poumons des bébés nés prématurément. Cette maladie est liée à des problèmes de développement des poumons, surtout leur capacité à former de petites Alvéoles, ces petites structures essentielles pour échanger l’oxygène et le dioxyde de carbone dans le corps. Les bébés nés avant que leurs poumons ne soient entièrement développés, surtout ceux de moins de 32 semaines de gestation, sont les plus à risque de développer la BPD.
Avant, très peu de bébés prématurés survivaient à cause des traitements limités, mais l’introduction de la thérapie au Surfactant a aidé beaucoup de ces bébés à vivre. Le surfactant est une substance qui aide à garder les alvéoles ouvertes, permettant ainsi une meilleure respiration. Avec de meilleurs traitements, l'âge de survie des bébés est maintenant descendu à environ 24 semaines de gestation, et les dernières avancées ont même réduit ce chiffre à environ 22 semaines.
Changements dans les poumons au fil du temps
La BPD a évolué au fil des ans en ce qui concerne son impact sur les bébés. Avant, la BPD était caractérisée par une condition appelée "BPD classique", où des zones endommagées des poumons devenaient cicatrisées et les alvéoles étaient plus grandes que la normale. Cependant, aujourd'hui, on voit une autre forme connue sous le nom de "nouvelle" BPD. Dans cette version plus récente, les poumons ne développent pas les petites alvéoles comme ils le devraient, mais montrent moins de cicatrices.
Malgré les progrès des traitements, les bébés atteints de BPD ont souvent besoin d'un supplément d'oxygène pendant longtemps, parfois pendant des mois ou même des années, pour les aider à respirer correctement. C'est un vrai casse-tête pour les médecins, car les traitements pour la BPD peuvent aussi contribuer aux problèmes pulmonaires qu'ils essaient de résoudre.
CELA1 dans le développement des poumons
Rôle deUne protéine intéressante pour la santé des poumons est la Chymotrypsine-like Élastase 1, ou CELA1. Cette protéine est essentielle au développement des poumons et est produite par un type spécifique de cellule pulmonaire qui aide à créer des alvéoles. La CELA1 se lie à une protéine appelée tropoélastine, qui est cruciale pour former la structure élastique des poumons.
La CELA1 est généralement présente chez les mammifères, et d'autres protéines similaires sont moins courantes chez certaines espèces. Lorsque les poumons subissent une pression, comme chez les bébés prématurés, l'expression de la CELA1 augmente. La CELA1 peut décomposer certains composants des poumons, et son activité peut être vérifiée par une substance connue sous le nom d’α1-Antitrypsine.
Des études ont montré que les souris sans CELA1 ne développent pas certains problèmes pulmonaires, comme l'emphysème, ce qui suggère que la CELA1 joue un rôle dans le développement et l'évolution des poumons au fil du temps. Cependant, ces souris ont également des structures pulmonaires légèrement différentes, ce qui soulève des questions sur l'ablation ou le blocage de la CELA1 pour aider les bébés prématurés dont les poumons ne se développent pas correctement à cause d'une trop grande exposition à l'oxygène.
Test de la CELA1 chez les souris
Dans des études, les chercheurs ont travaillé avec des souris pour voir comment l'exposition à des niveaux élevés d'oxygène affectait le développement des poumons. Ils ont utilisé deux groupes de souris : un avec la CELA1 normale et un autre avec le gène de la CELA1 désactivé. L'étude a révélé que les souris sans CELA1 avaient une meilleure structure pulmonaire après avoir été exposées à des niveaux élevés d'oxygène par rapport à celles avec la CELA1.
Les chercheurs ont utilisé un anticorps spécial pour bloquer la CELA1 et ont découvert que ce traitement aidait aussi à protéger les poumons des dommages causés par des niveaux élevés d'oxygène. Cela suggère que garder la CELA1 sous contrôle pourrait être un moyen d'aider les poumons à mieux se développer chez les bébés prématurés à risque de BPD.
Comprendre le système immunitaire
Comme les niveaux de CELA1 augmentent dans des Cellules immunitaires spécifiques des poumons lors d'une exposition à un oxygène élevé, les chercheurs ont voulu voir comment cela influencerait la réponse immunitaire globale dans les poumons. Ils ont examiné diverses cellules immunitaires pour voir s'il y avait des différences entre les deux groupes de souris exposées à de hauts niveaux d'oxygène.
Les résultats ont montré que, bien que le nombre global de cellules immunitaires change avec un oxygène élevé, la présence ou l'absence de CELA1 ne faisait pas de différence significative, sauf pour un type de cellule immunitaire appelé éosinophiles, qui étaient plus fréquents chez les souris sans CELA1.
Utilisation de l'anticorps anti-CELA1
En s'appuyant sur leurs découvertes concernant la CELA1, les chercheurs ont utilisé un traitement avec un anticorps appelé KF4 qui cible la CELA1. Ils ont trouvé que traiter les bébés souris avec cet anticorps aidait à protéger leurs poumons des dommages pendant l'exposition à de hauts niveaux d'oxygène, similaire aux bénéfices observés chez les souris déficientes en CELA1.
Cela indique que l'utilisation de l'anticorps KF4 pourrait être une approche de traitement potentielle pour les bébés prématurés souffrant de BPD, aidant à préserver la structure et la fonction des poumons pendant une période critique de leur développement.
CELA1 dans les poumons humains avec BPD
En plus d'étudier des souris, les chercheurs ont examiné le tissu pulmonaire de bébés atteints de BPD. Ils ont trouvé que certaines cellules dans ces poumons exprimaient la CELA1, ce qui était moins courant dans les poumons de bébés en bonne santé. Cette similitude suggère que le mécanisme impliquant la CELA1 pourrait aussi être pertinent chez les bébés humains atteints de BPD.
Bien que les données des échantillons pulmonaires humains soient limitées, elles montrent un potentiel pour la CELA1 d'être un facteur commun entre différentes espèces en lien avec le développement pulmonaire et la BPD.
Conclusion
Cette recherche met en lumière le rôle important de la CELA1 dans le développement des poumons, surtout dans des conditions d'exposition à un oxygène élevé. Les résultats indiquent que bloquer la CELA1 grâce à des traitements comme l'anticorps KF4 pourrait offrir un nouveau moyen de soutenir la santé pulmonaire des bébés prématurés à risque de BPD.
Alors que les scientifiques continuent d'étudier la CELA1, les travaux futurs se concentreront sur la compréhension de la façon de mesurer les niveaux de CELA1 dans les voies respiratoires des bébés prématurés pour évaluer ses effets sur la santé pulmonaire et éventuellement identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques pour prévenir ou traiter la BPD.
En fin de compte, ces efforts visent à améliorer les résultats pour les bébés nés trop tôt en s'assurant que leurs poumons puissent se développer correctement, réduisant ainsi les risques de problèmes pulmonaires à vie qui peuvent survenir à cause de conditions comme la BPD.
Titre: Inhibition of CELA1 Improves Septation in the Mouse Hyperoxia Model of Impaired Alveolar Development
Résumé: A key feature of bronchopulmonary dysplasia (BPD) is impaired alveolar septation. In later live, BPD survivors are more susceptible to childhood respiratory problems and have reduced respiratory function as adults. Chymotrypsin-like elastase 1 (CELA1) is a serine protease expressed in AT2 cells that mediates emphysema progression in adult mouse models. CELA1 binds and cleaves tropoelastin in response to strain. Its expression is developmentally regulated. Using the mouse hyperoxia model of impaired alveolar development we hypothesized a role for CELA1 in impaired alveolar development (IAD). In C57BL6 mouse pup lungs exposed to 80% oxygen for 14 days Cela1 mRNA increased 1.9-fold (p
Auteurs: Brian Michael Varisco, N. J. Smith, R. Joshi, H. Desmukh, J. Gray, A. D. Edwards, E. Shahreki
Dernière mise à jour: 2024-06-13 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.13.598911
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.13.598911.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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