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TACE exprimée par les myocytes humains dans l’inflammation intestinale
Gastroenterol Clin Biol 2005;29
C21
C22
RÔLE PIVOT DE L’ADAM17/TACE EXPRIMÉE PAR LES MYOCYTES HUMAINS DANS L’INFLAMMATION INTESTINALE
L’INFLAMMATION INTESTINALE DIMINUE L’EXPRESSION DU TRANSPORTEUR DU BUTYRATE, MCT-1 PAR LES CELLULES ÉPHITHÉLIALES COLIQUES
A Jarry, D Masson, T Dejoie, K Bach-Ngohou, PA Lehur, JF Mosnier, MG Denis, C Laboisse INSERM U539, Faculté de Médecine, Nantes.
P de Coppet (1), R Thibault (1, 2), A Bourreille (2, 3), J Ménanteau (4), JF Mosnier (3), JP Galmiche (2, 3), JP Segain (1) (1) Unité des Fonctions Digestives et de Nutrition Humaine, INRA Nantes ; (2) Service d’Hépato-gastroentérologie, CHU de Nantes ; (3) INSERM U539, (4) Département de Cancérologie, INSERM, Nantes.
L’ADAM17 (A Disintegrin And Metalloprotease 17) ou TACE (TNFα converting enzyme) est impliquée à la fois dans la maturation protéolytique et la dispersion de cytokines comme le TNFα, et de facteurs de croissance de la famille de l’EGF. Notre hypothèse de travail est que l’ADAM17, dont la localisation et le rôle dans le tube digestif sont très mal connus, serait un point de contrôle des interactions cellulaires dans la paroi intestinale. Nous avons développé un modèle in vitro respectant l’architecture des cellules résidentes de l’intestin et permettant de décrypter les boucles de régulation existant entre ces cellules. Pour cela, une microdissection des différentes tuniques de la paroi colique humaine (muqueuse, sous-muqueuse comprenant la musculaire muqueuse, musculeuse) était réalisée à partir de côlon humain normal provenant de pièces de résection chrirurgicale. Ces différents compartiments étaient placés en culture d’explants pendant 24h. Les paramètres énergétique, de viabilité, de statut redox étaient stables tout au long de la culture. Ces explants étaient exclus des afférences neuroendocrines et paracrines normales, ainsi que de l’afflux de cellules inflammatoires circulantes. Dans ces explants « désafférencés », une dérive phénotypique apparaissait dans les différents compartiments après 24h de culture, comme le montrait l’apparition de marqueurs de l’inflammation tels que NOS2, ICAM-1, IL-8. Par contre, la production de TNFα (ARN, protéine), dépendante d’ADAM17 car abolie par l’inhibiteur Tapi-2, était restreinte à la sous-muqueuse et à la musculeuse. Des études d’immunofluorescence en microscopie confocale montraient que les myocytes vasculaires et non vasculaires de la sous-muqueuse et de la musculeuse co-exprimaient l’ADAM17 et le TNFα, et étaient la principale source de TNFα dans ces compartiments. La muqueuse, bien qu’exprimant fortement l’ADAM17, ne produisait jamais de TNFα, confirmant la notion d’anergie de la muqueuse in vivo. Cependant, la barrière épithéliale était capable de répondre au TNFα produit de manière paracrine par une dédifférenciation et une augmentation de perméabilité paracellulaire. En conclusion, ces résultats montrent que les myocytes sont des cellules capables d’orchestrer l’inflammation, par l’intermédiaire d’une voie dépendante de l’ADAM17. Des études sont en cours pour déterminer les systèmes de contrôle négatif, physiologiques et pharmacologiques, de l’activité proinflammatoire des myocytes intestinaux.
Mots-clés : inflammation, TNFα, culture d’explants, myocytes, perméabilité épithéliale.
Introduction : Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) regroupent la maladie de Crohn (MC) et la rectocolite hémorragique (RCH). Il a été démontré chez l’homme (RCH) et dans des modèles animaux que l’oxydation du butyrate par la muqueuse intestinale inflammatoire était diminuée. Des études récentes ont montré que le transporteur des acides monocarboxyliques, MCT-1, était exprimé par la cellule épithéliale colique et assurait le transport du butyrate. Partant de l’hypothèse qu’un défaut de transport pourrait expliquer le déficit d’utilisation du butyrate par la muqueuse intestinale, les objectifs de notre travail étaient d’analyser l’effet de l’inflammation sur l’expression de MCT-1 et l’absorption du butyrate. Matériels et méthodes : L’expression de MCT-1 a été analysée par RT-PCR quantitative, Western Blot et immunofluorescence indirecte : 1. dans des biopsies coliques, prélevées en muqueuse non inflammatoire (NI) et/ou inflammatoire (I) chez 22 malades atteints de MICI (MC, n = 14 et RCH, n = 8) et chez 5 sujets sains (contrôles), 2. dans un modèle murin de colite induite par le dextran sulfate de sodium (DSS), 3. dans des cellules épithéliales coliques (clone 19A de HT-29) cultivées pendant 24 heures en présence de concentrations croissantes de cytokines pro-inflammatoires, TNF-a?? (de 0 à 100 ng/mL) et IFN-γ (de 0 à 1000 U/mL). L’absorption du [14C]-butyrate a été mesurée sur ces cellules dans ces mêmes conditions. Résultats : L’expression de MCT-1 (ARNm et protéine) était significativement diminuée dans l’épithélium intestinal des malades atteints de MICI, RCH et MC, par rapport aux contrôles (p= 0,04 et p = 0,03, respectivement). Le niveau d’expression de MCT-1 était inférieur dans la muqueuse intestinale I par rapport à la muqueuse NI (ARNm, p = 0,02 ; protéine, p = 0,01). Le marquage de MCT-1 par immuno-histo-fluorescence sur coupes de tissus coliques montrait que cette diminution d’expression se situait au niveau de l’épithélium inflammatoire. L’expression de l’ARNm de MCT-1 était diminuée dans la muqueuse colique des souris traitées par le DSS par rapport aux souris contrôles (p ≤ 0,05). Le traitement des cellules HT-29 par les cytokines pro-inflammatoires induisait une diminution dose-dépendante de l’absorption du [14C]-butyrate statistiquement corrélée à celle de l’expression de MCT-1 (r2 = 0,96 ; p = 0,007). Conclusion : L’inflammation diminue l’expression du transporteur du butyrate MCT-1 au niveau de l’épithélium intestinal de malades atteints de MICI et dans la colite au DSS. Nos expériences in vitro montrent une corrélation entre la diminution de l’absorption du butyrate et la diminution de l’expression de MCT-1. Nos résultats suggèrent que la diminution de l’oxydation du butyrate décrite dans la muqueuse intestinale inflammatoire pourrait être expliquée par une diminution de son transport, non seulement dans la RCH, mais aussi dans la MC. Mots-clés : Butyrate, inflammation, transport, cellules épithéliales coliques.
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RÔLE PIVOT DE L’ADAM17/TACE EXPRIMÉE PAR LES MYOCYTES HUMAINS DANS L’INFLAMMATION INTESTINALE
L’INFLAMMATION INTESTINALE DIMINUE L’EXPRESSION DU TRANSPORTEUR DU BUTYRATE, MCT-1 PAR LES CELLULES ÉPHITHÉLIALES COLIQUES
A Jarry, D Masson, T Dejoie, K Bach-Ngohou, PA Lehur, JF Mosnier, MG Denis, C Laboisse INSERM U539, Faculté de Médecine, Nantes.
P de Coppet (1), R Thibault (1, 2), A Bourreille (2, 3), J Ménanteau (4), JF Mosnier (3), JP Galmiche (2, 3), JP Segain (1) (1) Unité des Fonctions Digestives et de Nutrition Humaine, INRA Nantes ; (2) Service d’Hépato-gastroentérologie, CHU de Nantes ; (3) INSERM U539, (4) Département de Cancérologie, INSERM, Nantes.
L’ADAM17 (A Disintegrin And Metalloprotease 17) ou TACE (TNFα converting enzyme) est impliquée à la fois dans la maturation protéolytique et la dispersion de cytokines comme le TNFα, et de facteurs de croissance de la famille de l’EGF. Notre hypothèse de travail est que l’ADAM17, dont la localisation et le rôle dans le tube digestif sont très mal connus, serait un point de contrôle des interactions cellulaires dans la paroi intestinale. Nous avons développé un modèle in vitro respectant l’architecture des cellules résidentes de l’intestin et permettant de décrypter les boucles de régulation existant entre ces cellules. Pour cela, une microdissection des différentes tuniques de la paroi colique humaine (muqueuse, sous-muqueuse comprenant la musculaire muqueuse, musculeuse) était réalisée à partir de côlon humain normal provenant de pièces de résection chrirurgicale. Ces différents compartiments étaient placés en culture d’explants pendant 24h. Les paramètres énergétique, de viabilité, de statut redox étaient stables tout au long de la culture. Ces explants étaient exclus des afférences neuroendocrines et paracrines normales, ainsi que de l’afflux de cellules inflammatoires circulantes. Dans ces explants « désafférencés », une dérive phénotypique apparaissait dans les différents compartiments après 24h de culture, comme le montrait l’apparition de marqueurs de l’inflammation tels que NOS2, ICAM-1, IL-8. Par contre, la production de TNFα (ARN, protéine), dépendante d’ADAM17 car abolie par l’inhibiteur Tapi-2, était restreinte à la sous-muqueuse et à la musculeuse. Des études d’immunofluorescence en microscopie confocale montraient que les myocytes vasculaires et non vasculaires de la sous-muqueuse et de la musculeuse co-exprimaient l’ADAM17 et le TNFα, et étaient la principale source de TNFα dans ces compartiments. La muqueuse, bien qu’exprimant fortement l’ADAM17, ne produisait jamais de TNFα, confirmant la notion d’anergie de la muqueuse in vivo. Cependant, la barrière épithéliale était capable de répondre au TNFα produit de manière paracrine par une dédifférenciation et une augmentation de perméabilité paracellulaire. En conclusion, ces résultats montrent que les myocytes sont des cellules capables d’orchestrer l’inflammation, par l’intermédiaire d’une voie dépendante de l’ADAM17. Des études sont en cours pour déterminer les systèmes de contrôle négatif, physiologiques et pharmacologiques, de l’activité proinflammatoire des myocytes intestinaux.
Mots-clés : inflammation, TNFα, culture d’explants, myocytes, perméabilité épithéliale.
Introduction : Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) regroupent la maladie de Crohn (MC) et la rectocolite hémorragique (RCH). Il a été démontré chez l’homme (RCH) et dans des modèles animaux que l’oxydation du butyrate par la muqueuse intestinale inflammatoire était diminuée. Des études récentes ont montré que le transporteur des acides monocarboxyliques, MCT-1, était exprimé par la cellule épithéliale colique et assurait le transport du butyrate. Partant de l’hypothèse qu’un défaut de transport pourrait expliquer le déficit d’utilisation du butyrate par la muqueuse intestinale, les objectifs de notre travail étaient d’analyser l’effet de l’inflammation sur l’expression de MCT-1 et l’absorption du butyrate. Matériels et méthodes : L’expression de MCT-1 a été analysée par RT-PCR quantitative, Western Blot et immunofluorescence indirecte : 1. dans des biopsies coliques, prélevées en muqueuse non inflammatoire (NI) et/ou inflammatoire (I) chez 22 malades atteints de MICI (MC, n = 14 et RCH, n = 8) et chez 5 sujets sains (contrôles), 2. dans un modèle murin de colite induite par le dextran sulfate de sodium (DSS), 3. dans des cellules épithéliales coliques (clone 19A de HT-29) cultivées pendant 24 heures en présence de concentrations croissantes de cytokines pro-inflammatoires, TNF-a?? (de 0 à 100 ng/mL) et IFN-γ (de 0 à 1000 U/mL). L’absorption du [14C]-butyrate a été mesurée sur ces cellules dans ces mêmes conditions. Résultats : L’expression de MCT-1 (ARNm et protéine) était significativement diminuée dans l’épithélium intestinal des malades atteints de MICI, RCH et MC, par rapport aux contrôles (p= 0,04 et p = 0,03, respectivement). Le niveau d’expression de MCT-1 était inférieur dans la muqueuse intestinale I par rapport à la muqueuse NI (ARNm, p = 0,02 ; protéine, p = 0,01). Le marquage de MCT-1 par immuno-histo-fluorescence sur coupes de tissus coliques montrait que cette diminution d’expression se situait au niveau de l’épithélium inflammatoire. L’expression de l’ARNm de MCT-1 était diminuée dans la muqueuse colique des souris traitées par le DSS par rapport aux souris contrôles (p ≤ 0,05). Le traitement des cellules HT-29 par les cytokines pro-inflammatoires induisait une diminution dose-dépendante de l’absorption du [14C]-butyrate statistiquement corrélée à celle de l’expression de MCT-1 (r2 = 0,96 ; p = 0,007). Conclusion : L’inflammation diminue l’expression du transporteur du butyrate MCT-1 au niveau de l’épithélium intestinal de malades atteints de MICI et dans la colite au DSS. Nos expériences in vitro montrent une corrélation entre la diminution de l’absorption du butyrate et la diminution de l’expression de MCT-1. Nos résultats suggèrent que la diminution de l’oxydation du butyrate décrite dans la muqueuse intestinale inflammatoire pourrait être expliquée par une diminution de son transport, non seulement dans la RCH, mais aussi dans la MC. Mots-clés : Butyrate, inflammation, transport, cellules épithéliales coliques.