Soluble endostatin is a novel inhibitor of epithelial repair in idiopathic pulmonary fibrosis

Background and aim: Aberrant angiogenesis and defective epithelial repair are key features of idiopathic pulmonary fibrosis (IPF). Endostatin is an antiangiogenic peptide with known effects on endothelial cells. This study aimed to establish the levels of endostatin in the bronchoalveolar lavage fluid (BALF) in IPF and to investigate its actions on distal lung epithelial cells (DLEC) and primary type II cells.

Urokinase plasminogen activator released by alveolar epithelial cells modulates alveolar epithelial repair in vitro

Intra-alveolar fibrin is formed following lung injury and inflammation and may contribute to the development of pulmonary fibrosis. Fibrin turnover is altered in patients with pulmonary fibrosis, resulting in intra-alveolar fibrin accumulation, mainly due to decreased fibrinolysis. Alveolar type II epithelial cells (AEC) repair the injured alveolar epithelium by migrating over the provisional fibrin matrix. We hypothesized that repairing alveolar epithelial cells modulate the underlying fibrin matrix by release of fibrinolytic activity, and that the degree of fibrinolysis modulates alveolar epithelial repair on fibrin. To test this hypothesis we studied alveolar epithelial wound repair in vitro using a modified epithelial wound repair model with human A549 alveolar epithelial cells cultured on a fibrin matrix. In presence of the inflammatory cytokine interleukin-1beta, wounds increase by 800% in 24 hours mainly due to detachment of the cells, whereas in serum-free medium wound areas decreases by 22.4 +/- 5.2% (p < 0.01). Increased levels of D-dimer, FDP and uPA in the cell supernatant of IL-1beta-stimulated A549 epithelial cells indicate activation of fibrinolysis by activation of the plasmin system. In presence of low concentrations of fibrinolysis inhibitors, including specific blocking anti-uPA antibodies, alveolar epithelial repair in vitro was improved, whereas in presence of high concentrations of fibrinolysis inhibitors, a decrease was observed mainly due to decreased spreading and migration of cells. These findings suggest the existence of a fibrinolytic optimum at which alveolar epithelial repair in vitro is most efficient. In conclusion, uPA released by AEC alters alveolar epithelial repair in vitro by modulating the underlying fibrin matrix.

Keratinocyte Growth-Factor Promotes Epithelial Survival and Resolution in a Human Model of Lung Injury

Rationale: Increasing epithelial repair and regeneration may hasten resolution of lung injury in patients with the Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS). In animal models of ARDS, Keratinocyte Growth Factor (KGF) reduces injury and increases epithelial proliferation and repair. The effect of KGF in the human alveolus is unknown.

Objectives: To test whether KGF can attenuate alveolar injury in a human model of ARDS.

Methods: Volunteers were randomized to intravenous KGF (60 μg/kg) or placebo for 3 days, before inhaling 50μg lipopolysaccharide. Six hours later, subjects underwent bronchoalveolar lavage (BAL) to quantify markers of alveolar inflammation and cell-specific injury.

Measurements and Main Results: KGF did not alter leukocyte infiltration or markers of permeability in response to LPS. KGF increased BAL concentrations of Surfactant Protein D (SP-D), MMP-9, IL-1Ra, GM-CSF and CRP. In vitro, BAL fluid from KGF-treated subjects (KGF BAL) inhibited pulmonary fibroblast proliferation, but increased alveolar epithelial proliferation. Active MMP-9 increased alveolar epithelial wound repair. Finally, BAL from the KGF pre-treated group enhanced macrophage phagocytic uptake of apoptotic epithelial cells and bacteria compared with BAL from the placebo-treated group. This effect was blocked by inhibiting activation of the GM-CSF receptor.

Conclusions: KGF treatment increases BAL SP-D, a marker of type II alveolar epithelial cell proliferation in a human model of ALI. Additionally KGF increases alveolar concentrations of the anti-inflammatory cytokine IL-1Ra, and mediators that drive epithelial repair (MMP-9) and enhance macrophage clearance of dead cells and bacteria (GM-CSF).

Lung on Chip: In vitro HGF effects on injured alveolar A549 epithelial cells in microfluidic system

Microfluidic systems have become competitive tools in the invitro modelling of diseases and promising alternatives to animal studies. They allow obtaining more invivo like conditions for cellular assays. Research in idiopathic pulmonary fibrosis could benefit from this novel methodological approach to understand the pathophysiology of the disease & develop efficient therapies. The use of hepatocyte growth factor (HGF) for alveolar reepithelisation is a promising approach. In this study, we show a new microfluidic system to analyse the effects of HGF on injured alveolar epithelial cells. Microfluidic systems in polydimethylsiloxane were fabricated by soft lithography. The alveolar A549 epithelial cells (10,000 cells) were seeded and studied in these microfluidic systems with media perfusion (1μl/30min). Injury tests were made on the cells by the perfusion with media containing H2O2 or bleomycin. The degree of injury was then assessed by a metabolic and an apoptotic assays. Wound assays were also performed with a central laminar flow of trypsin. Monitoring of wound closure with HGF vs control media was assessed. The alveolar A549 epithelial cells grew and proliferated in the microfluidic system. In the wound closure assay, the degree of wound closure after 5 hours was (53.3±1.3%) with HGF compared to (9.8±2.4%) without HGF (P <0.001). We present a novel microfluidic model that allows culture, injury and wounding of A549 epithelial cells and represents the first step towards the development of an invitro reconstitution of the alveolar-capillary interface. We were also able to confirm that HGF increased alveolar epithelial repair in this system.

deltaNp63 has a role in maintaining epithelial integrity in airway epithelium.

The upper airways are lined with a pseudostratified bronchial epithelium that forms a barrier against unwanted substances in breathing air. The transcription factor p63, which is important for stratification of skin epithelium, has been shown to be expressed in basal cells of the lungs and its ΔN isoform is recognized as a key player in squamous cell lung cancer. However, the role of p63 in formation and maintenance of bronchial epithelia is largely unknown. The objective of the current study was to determine the expression pattern of the ΔN and TA isoforms of p63 and the role of p63 in the development and maintenance of pseudostratified lung epithelium in situ and in culture. We used a human bronchial epithelial cell line with basal cell characteristics (VA10) to model bronchial epithelium in an air-liquid interface culture (ALI) and performed a lentiviral-based silencing of p63 to characterize the functional and phenotypic consequences of p63 loss. We demonstrate that ΔNp63 is the major isoform in the human lung and its expression was exclusively found in the basal cells lining the basement membrane of the bronchial epithelium. Knockdown of p63 affected proliferation and migration of VA10 cells and facilitated cellular senescence. Expression of p63 is critical for epithelial repair as demonstrated by wound healing assays. Importantly, generation of pseudostratified VA10 epithelium in the ALI setup depended on p63 expression and goblet cell differentiation, which can be induced by IL-13 stimulation, was abolished by the p63 knockdown. After knockdown of p63 in primary bronchial epithelial cells they did not proliferate and showed marked senescence. We conclude that these results strongly implicate p63 in the formation and maintenance of differentiated pseudostratified bronchial epithelium.

A phase 1b study of placenta-derived mesenchymal stromal cells in patients with idiopathic pulmonary fibrosis

BACKGROUND AND OBJECTIVE: Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a degenerative disease characterized by fibrosis following failed epithelial repair. Mesenchymal stromal cells (MSC), a key component of the stem cell niche in bone marrow and possibly other organs including lung, have been shown to enhance epithelial repair and are effective in preclinical models of inflammation-induced pulmonary fibrosis, but may be profibrotic in some circumstances. METHODS: In this single centre, non-randomized, dose escalation phase 1b trial, patients with moderately severe IPF (diffusing capacity for carbon monoxide (DLCO ) ≥ 25% and forced vital capacity (FVC) ≥ 50%) received either 1 × 10(6) (n = 4) or 2 × 10(6) (n = 4) unrelated-donor, placenta-derived MSC/kg via a peripheral vein and were followed for 6 months with lung function (FVC and DLCO ), 6-min walk distance (6MWD) and computed tomography (CT) chest. RESULTS: Eight patients (4 female, aged 63.5 (57-75) years) with median (interquartile range) FVC 60 (52.5-74.5)% and DLCO 34.5 (29.5-40)% predicted were treated. Both dose schedules were well tolerated with only minor and transient acute adverse effects. MSC infusion was associated with a transient (1% (0-2%)) fall in SaO2 after 15 min, but no changes in haemodynamics. At 6 months FVC, DLCO , 6MWD and CT fibrosis score were unchanged compared with baseline. There was no evidence of worsening fibrosis. CONCLUSIONS: Intravenous MSC administration is feasible and has a good short-term safety profile in patients with moderately severe IPF.

GATA Transcription Factors in Tissue Homeostasis and Pathology of the Gastrointestinal Tract and Liver

Mammalian gastrointestinal tract and liver are self-renewing organs that are able to sustain themselves due to stem cells present in their tissues. In constant, inflammation-related epithelial damage, vigorous activation of stem cells may lead to their uncontrolled proliferation, and further, to cancer. GATA-4, GATA-5, and GATA-6 regulate cell proliferation and differentiation in many mammalian organs. Lack of GATA-4 or GATA-6 leads to defective endodermal development and cell differentiation. GATA-4 and GATA-5 are considered the ones with tumor suppressive functions, whereas GATA-6 is more related to tumor promotion. In the digestive system their roles in inflammation and tumor-related molecular pathways remain unclear. In this study, we examined the GATA-related molecular pathways involved in normal tissue organization and renewal and in inflammation-related epithelial repair in the gastrointestinal tract and liver. The overall purpose of this study was to elucidate the relation of GATA factors to gastrointestinal and hepatic disease pathology and to evaluate their possible clinical significance in tumor biology. The results indicated distinct expression patterns for GATA-4, GATA-5, and GATA-6 in the human and murine gastrointestinal tract and liver, and their involvement in the regulation of intestine-specific genes. GATA-5 was confined to the intestines of suckling mice, suggesting an association with postnatal enzymatic changes. GATA-4 was upregulated in bowel inflammation concomitantly with TGF-β signaling. In gastrointestinal tumors, GATA-4 was restricted to benign neoplasias of the stomach, while GATA-6 was detected especially at the invasive edges of malignant tumors throughout the gut. In the liver, GATA-4 was upregulated in pediatric tumors along with erythropoietin (Epo), which was detected also in the sera of tumor patients. Furthermore, GATA-4 was enhanced in areas of vigorous hepatic regeneration in patients with tyrosinemia type I. These results suggest a central role for GATA-4 in pediatric tumor biology of the liver. To conclude, GATA-4, GATA-5, and GATA-6 are associated with normal gastrointestinal and hepatic development and regeneration. The appearance of GATA-4 along with TGF-β-signaling in the inflammatory bowel suggests a protective role in the response to inflammation-related epithelial destruction. However, in extremely malignant pediatric liver tumors, GATA-4 function is unlikely to be tumor-suppressing, probably due to the nature of the very primitive multipotent tumor cells. GATA-4, along with its possible downstream factor Epo, could be utilized as novel hepatic tumor markers to supplement the present diagnostics. They could also serve a function in future biological therapies for aggressive pediatric tumors.

Matrix Metalloproteinases and their Tissue Inhibitors as Biomarkers in Ulcerative Colitis and Crohn s Disease

Matrix metalloproteinases (MMPs) represent a family of 23 metalloendopeptidases, collectively capable of degrading all components of the extracellular matrix. MMPs have been implicated in several inflammatory processes such as arthritis, atherosclerosis, and even carcinomas. They are also involved in several beneficial activities such as epithelial repair. MMPs are inhibited by endogenous tissue inhibitors of matrix metalloproteinases (TIMP). In this study, MMPs were investigated in intestinal mucosa of inflammatory bowel diseases (IBD), chronic intestinal disorders. The main focus was to characterize mucosal inflammation in the intestine, but also cutaneous pyoderma gangrenosum (PG), to assess similarites with IBD inflammation. MMPs and TIMPs were mainly examined in colonic mucosa, in adult Crohn s disease (CD), and paediatric CD, ulcerative colitis (UC), and indeterminate colitis (IC). Ileal pouch mucosa of proctocolectomized paediatric onset IBD patients was also investigated to characterize pouch mucosa. The focus was on finding specific MMPs that could act as markers to differentiate between different IBD disorders, and MMPs that could be implied as markers for tissue injury, potentially serving as targets for MMP-inhibitors. All examinations were performed using immunohistochemistry. The results show that immunosuppressive agents decrease stromal expression of MMP-9 and -26 that could serve as specific targets for MMP-inhibitors in treating CD. In paediatric colonic inflammation, MMP-10 and TIMP-3 present as molecular markers for IBD inflammation, and MMP-7 for CD. MMP expression in the the pouch mucosa could not be classified as strictly IBD- or non-IBD-like. For the first time, this study describes the expression of MMP-3, -7, -9, -12, and TIMP-2 and -3 in pouch mucosa. The MMP profile in PG bears resemblance to both intestinal IBD inflammation and cutaneous inflammation. Based on the results, MMPs and their inhibitors emerge as promising tools in the differential diagnosis of IBD and characterization of the disease subtype, although further research is necessary. Furthermore, the expression of several MMPs in pouch has been described for the first time. While further research is warranted, the findings contribute to a better understanding of events occurring in IBD mucosa, as well as pyoderma gangrenosum.

Implication des canaux K+ dans les processus de réparation de l’épithélium respiratoire sain et fibrose kystique

La pathologie de la fibrose kystique (FK) est causée par des mutations du gène codant pour le canal Cl- CFTR. Au niveau respiratoire, cette dysfonction du transport transépithélial de Cl- occasionne une altération de la composition et du volume du liquide de surface des voies aériennes. Une accumulation de mucus déshydraté favorise alors la colonisation bactérienne et une réponse inflammatoire chronique, entraînant des lésions épithéliales sévères au niveau des voies aériennes et des alvéoles pouvant culminer en défaillance respiratoire. Le principal objectif de mon projet de maîtrise était d’étudier les processus de réparation de l’épithélium alvéolaire sain, l’épithélium bronchique sain et FK à l’aide d’un modèle in vitro de plaies mécaniques. Nos résultats démontrent la présence d’une boucle autocrine EGF/EGFR contrôlant les processus de migration cellulaire et de réparation des lésions mécaniques. D’autre part, nos expériences montrent que l’EGF stimule l’activité et l’expression des canaux K+ KATP, KvLQT1 et KCa3.1 des cellules épithéliales respiratoires. L’activation de ces canaux est cruciale pour les processus de réparation puisque la majeure partie de la réparation stimulée à l’EGF est abolie en présence d’inhibiteurs de ces canaux. Nous avons également observé que les cellules FK présentent un délai de réparation, probablement causé par un défaut de la réponse EGF/EGFR et une activité/expression réduite des canaux K+. Nos résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes de régulation des processus de réparation de l’épithélium sain et FK. De plus, ils ouvrent de nouvelles options thérapeutiques visant à promouvoir, à l’aide d’activateurs de canaux K+ et de facteurs de croissance, la régénération de l’épithélium respiratoire chez les patients atteints de FK.

Régulation des processus de réparation de l’épithélium bronchique sain et Fibrose Kystique par le TNF-alpha

La Fibrose Kystique, causée par des mutations du canal CFTR, mène à la dysfonction du transport des fluides et des ions causant la déshydratation du liquide de surface des voies aériennes et ainsi une défaillance de la clairance mucocilliaire. Ce défaut entraine l’accumulation et l’épaississement du mucus au niveau des bronches qui devient alors un environnement idéal pour le développement d’infections chroniques et d’inflammation qui sont associées à la destruction progressive de l’épithélium chez les patients Fibrose Kystique. Même si leur rôle dans les processus lésionnels est très bien connu, l’impact de médiateurs inflammatoires sur la capacité de réparation ne l’est cependant pas. L’objectif de ma maitrise était donc d’étudier la régulation des mécanismes de réparation de l’épithélium bronchique sain et Fibrose Kystique par le facteur de nécrose tumoral (TNF)-alpha, une cytokine pro-inflammatoire cruciale dans l’initiation et la propagation de la réponse inflammatoire chez les patients FK. À l’aide d’un modèle de plaies mécaniques, nous avons montré que le TNF-alpha stimule la réparation de l’épithélium bronchique sain (NuLi-1) et Fibrose Kystique (CuFi-1). De façon surprenante, l’exposition chronique au TNF-alpha augmente cette stimulation tout comme le taux de migration cellulaire pendant la réparation. Cette augmentation de réparation semble être médiée par l’activation de la métalloprotéinase MMP-9, la relâche d’EGF par les cellules épithéliales et ainsi l’activation de la voie d’EGFR. De plus, l’activation de la réparation par le TNF-alpha semble aussi impliquer l’activation des canaux K+, dont nous avons démontré le rôle important dans la réparation. Contrairement à son effet sur la migration cellulaire et sur la réparation, le TNF-alpha diminue la prolifération cellulaire. En somme, en plus de son rôle dans les processus lésionnels, le TNF-alpha semble avoir un rôle complexe dans les processus de réparation puisqu’il stimule la migration et ralentit la prolifération cellulaire.

Implications des canaux K+ sur la régulation génique du canal ENaC, et impact de l'hyperglycémie sur le transport ionique et la réparation de l'épithélium respiratoire

Dans mon projet de doctorat, j’ai étudié des fonctions primordiales de l’épithélium respiratoire telles que la régulation du transport ionique, la clairance liquidienne et la réparation épithéliale. J’ai particulièrement mis l’emphase sur le rôle des canaux potassiques qui interviennent dans ces trois fonctions de l’épithélium respiratoire. J’ai tout d’abord prouvé que la modulation des canaux potassiques régulait l’activité du promoteur de αENaC, en partie via la voie de signalisation ERK1/2, dans des cellules alvéolaires. Cette régulation entraîne une variation de l’expression génique et protéique du canal ENaC. Physiologiquement, il en résulte une augmentation du phénomène de clairance liquidienne suite à l’activation des canaux K+, tandis que l’inhibition de ces canaux la diminue sévèrement. J’ai aussi pu démontrer que l’absence de canal KvLQT1 entraînait une diminution du courant (ENaC) sensible à l’amiloride, dans les cellules de trachée en culture primaire, isolées de souris KO pour kcnq1. Dans la seconde partie de mon étude, j’ai évalué l’impact de l’hyperglycémie sur la capacité de transport ionique et de réparation de cellules épithéliales bronchiques saines ou Fibrose Kystique. Mes résultats montrent que l’hyperglycémie diminue le transport transépithélial de chlore et le transport basolatéral de potassium. Des études préalables du laboratoire ayant montré que les canaux K+ et Cl- contrôlent les processus de réparation, j’ai donc évalué si ceux-ci étaient modifiés par l’hyperglycémie. Et en effet, l’hyperglycémie ralentit la vitesse de réparation des cellules issues des voies aériennes (CFBE-wt et CFBE-ΔF508). J’ai donc démontré que le transport de potassium intervenait dans des fonctions clés de l’épithélium respiratoire, comme dans la régulation génique de canaux ioniques, le contrôle de la clairance liquidienne alvéolaire, et que l’hyperglycémie diminuait le transport ionique (K+ et Cl-) et la réparation épithéliale.

Syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) : étude de mécanismes impliqués dans la phase exsudative

Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) se développe suite à une atteinte pulmonaire lésionnelle, induisant un œdème et une inflammation excessive, généralement suivis d’une réparation atypique menant à la fibrose. Malgré de signifiants progrès dans les traitements, la mortalité reste élevée : ~ 40 %. Mon hypothèse de travail est que l’atténuation de l’œdème ou de la réponse inflammatoire pourrait freiner le développement ou la sévérité de la phase exsudative. Nous avons évalué cette hypothèse à l’aide d’un modèle de phase exsudative du SDRA, i.e. instillation intra-trachéale de bléomycine, chez les souris.  La modulation des fluides alvéolaires est étudiée avec des souris transgénique (Tg) pour le canal ENaC, qui sont sensibles à la formation d’un œdème. Cependant, ces souris Tg ne sont pas plus sensibles au développement de la phase exsudative en condition lésionnelle (bléomycine). Nous avons déterminé par une étude électrophysiologique des cellules épithéliales alvéolaires de type II (AT II) que ce n’est pas lié à une inhibition par la bléomycine de la fonction du canal ENaC.  Le traitement de la réponse inflammatoire associée au SDRA par des glucocorticoïdes est une thérapie potentielle mais controversée. Les glucocorticoïdes dans notre modèle murin ne réduisent pas la sévérité des lésions. Nous avons pu déterminé lors d’expériences in vitro que ce serait dû à une réduction de la capacité de réparation des AT II. En résumé :  La modulation du canal ENaC ne modifie pas le développement de la phase exsudative, suggérant que la régulation de l’œdème n’est pas suffisante pour modifier l’évolution du SDRA.  La modulation de l’inflammation par les glucocorticoïdes est ineffective, possiblement à cause d’une altération de la réparation. Mon étude suggère que le traitement de la phase exsudative du SDRA est complexe. En effet, la régulation de l’œdème ou de l’inflammation de façon isolée ne peut pas modifier l’évolution du SDRA. L'hétérogénéité des sources du SDRA et la redondance des mécanismes cellulaires impliqués dans l’évolution des lésions pulmonaires suggèrent que le traitement nécessitera une approche visant plusieurs cibles mécanistiques afin d’en accélérer la résolution.

Fonction de CFTR dans les processus de réparation de l’épithélium des voies aériennes et développement de nouvelles stratégies thérapeutiques en fibrose kystique

La pathologie de la fibrose kystique (FK) est causée par des mutations dans le gène codant pour le canal CFTR. La mutation la plus commune est la délétion du résidu Phe508 (∆F508), qui entraîne un mauvais repliement et la dégradation de la protéine mutée. Ainsi, l’absence du CFTR cause un dysfonctionnement du transport ionique et liquidien qui altère le phénomène de clairance mucociliaire. Il en résulte une accumulation de mucus visqueux obstruant les voies aériennes favorisant une colonisation bactérienne, spécialement par P. aeruginosa, et une inflammation chronique. Ces phénomènes entraînent des lésions épithéliales et un remodelage des voies aériennes. Selon nos analyses ultrastructurales de poumons issus de patients FK au moment de la transplantation, certaines zones de l’épithélium FK montrait des signes de d’initiation des processus de réparation. Malgré cela, un dommage épithélial progressif est observé chez les patients FK et il apparaît évident que les processus de réparation sont insuffisants pour permettre le rétablissement de l’intégrité épithéliale. Le principal objectif de mon étude était d’étudier le rôle du CFTR dans les mécanismes de réparation de l’épithélium FK et de déterminer l’impact de la correction du CFTR sur la réparation épithéliale et ce, en condition aseptique et en présence d’infection. Mes travaux montrent que l’épithélium des voies aériennes FK présente un défaut de réparation, associé, du moins en partie, à l’absence d’un CFTR fonctionnel. De plus, nous avons démontré pour la première fois que l’application du correcteur du CFTR VRT-325 permettait, non seulement, la maturation du CFTR, mais également une amélioration de la capacité des monocouches de cellules des voies aériennes FK à se réparer. D’autre part, nous avons montré que la présence du filtrat bactérien de P. aeruginosa (PsaDM) altérait non seulement l’expression et la fonction du CFTR, mais également les processus de réparation épithéliale. Enfin, nos résultats montrent que l’infection affecte la maturation du CFTR induite par le VRT-325 et diminue les effets bénéfiques du VRT-325 sur la réparation épithéliale. Mes travaux permettent de mieux comprendre le rôle du CFTR dans les processus de réparation de l’épithélium FK et de proposer une nouvelle approche thérapeutique visant à promouvoir la régénération épithéliale chez les patients FK afin de tenter de stabiliser leur état, malgré l’effet délétère de la composante infectieuse.

Impact de l’hyperglycémie et de l’infection sur le transport ionique, la réparation épithéliale et l’action des correcteurs dans les voies aériennes en Fibrose kystique

La Fibrose kystique (FK), causée par des mutations du canal Cl- CFTR, entraîne une dysfonction de la sécrétion de Cl- et un débalancement dans la sécrétion des fluides. La diminution de la clairance mucociliaire qui s’en suit occasionne une accumulation du mucus. Cet environnement est alors favorable à l’installation d’infections et d’inflammation chroniques, responsables de lésions au niveau de l’épithélium respiratoire. Le vieillissement de la population FK, suite à la prise en charge plus appropriée de la maladie, est accompagné par l’émergence de pathologies associées, telles que le diabète. Celui-ci, ainsi que plusieurs autres facteurs comme l’infection à Pseudomonas aeruginosa, contribuent au déclin progressif de la fonction pulmonaire, principale cause de mortalité et de morbidité des patients FK. Le maintien de la fonction pulmonaire est dépendant notamment du transport ionique et liquidien régulant la clairance mucociliaire ainsi que de la réparation épithéliale nécessaire à la génération d’un épithélium fonctionnel en réponse aux agressions. Nous avons donc évalué l’impact de l’hyperglycémie et des exoproduits de P. aeruginosa sur ces deux mécanismes. Nos résultats ont tout d’abord montré qu’un niveau de glucose élevé diminue les courants Cl- CFTR et potassique et altère la réparation de l’épithélium bronchique FK et non FK. Nous avons aussi observé que l’hyperglycémie limite l’impact bénéfique de la correction de CFTR sur la réparation épithéliale. Dans un second temps, nous avons évalué l’impact de l’infection à Pseudomonas aeruginosa sur le CFTR, qui tient un rôle important dans la fonctionnalité de l’épithélium des voies aériennes non-FK. Nous avons noté que l’expression du CFTR ainsi que sa fonction sont réduites par l’exposition aux produits bactériens dans les cellules non-FK. De plus, ces exoproduits compromettent la maturation du CFTR muté par les correcteurs ainsi que leur bénéfice sur la réparation de l’épithélium FK. Finalement, nous avons testé différentes combinaisons de composés correcteurs et potentiateurs de CFTR afin de déterminer quelle stratégie serait la plus efficace afin de favoriser la réparation épithéliale bronchique FK malgré la présence d’infection.

Structural changes in the epithelium of the small intestine and immune cell infiltration of enteric ganglia following acute mucosal damage and local inflammation

An acute enteritis is commonly followed by intestinal neuromuscular dysfunction, including prolonged hyperexcitability of enteric neurons. Such motility disorders are associated with maintained increases in immune cells adjacent to enteric ganglia and in the mucosa. However, whether the commonly used animal model, trinitrobenzene sulphonate (TNBS)-induced enteritis, causes histological and immune cell changes similar to human enteric neuropathies is not clear. We have made a detailed study of the mucosal damage and repair and immune cell invasion following intralumenal administration of TNBS. Intestines from untreated, sham-operated and TNBS-treated animals were examined at 3 h to 56 days. At 3 h, the mucosal surface was completely ablated, by 6 h an epithelial covering was substantially restored and by 1 day there was full re-epithelialisation. The lumenal epithelium developed from a squamous cell covering to a fully differentiated columnar epithelium with mature villi at about 7 days. Prominent phagocytic activity of enterocytes occurred at 1-7 days. A surge of eosinophils and T lymphocytes associated with the enteric nerve ganglia occurred at 3 h to 3 days. However, elevated immune cell numbers occurred in the lamina propria of the mucosa until 56 days, when eosinophils were still three times normal. We conclude that the disruption of the mucosal surface that causes TNBS-induced ileitis is brief, a little more than 6 h, and causes a transient immune cell surge adjacent to enteric ganglia. This is much briefer than the enteric neuropathy that ensues. Ongoing mucosal inflammatory reaction may contribute to the persistence of enteric neuropathy.