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Accueil du site > Équipes > Équipe 4 Inflammation, Dérégulation Phénotypique et Remodelage Articulaire Pathologique

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Présentation des thématiques scientifiques de l’équipe 4 : Inflammation, Dérégulation Phénotypique et Remodelage Articulaire Pathologique (IDéPRAP)

 

  • Régulation locale et systémique du phénotype chondrocytaire articulaire (dédifférenciation, hypertrophie)

Dans le cartilage articulaire sain, les chondrocytes possèdent un phénotype cellulaire stable caractérisé par une absence de différenciation terminale (à la différence de ce qui se produit dans le cartilage de croissance). En revanche, dans le cartilage arthrosique, les chondrocytes ont un phénotype modifié se rapprochant de celui des progéniteurs chondrocytaires ou évoluant vers la différenciation terminale pour minéraliser secondairement. Ces modifications phénotypiques sont provoquées par de nombreux facteurs dont des inhibiteurs de la minéralisation que sont le pyrophosphate inorganique (PPi) et la protéine MGP (Matrix Gla Protein).

Bien que le rôle du PPi sur les chondrocytes articulaires soit étudié depuis longtemps, y compris par notre équipe (cf. publications antérieures), ses cibles intracellulaires et les mécanismes moléculaires responsables de son impact sur le phénotype chondrocytaire restent mal connus. Par des approches de criblages transcriptomique et protéomique, nous cherchons à identifier des gènes cibles du PPi, en particulier ceux impliqués dans la voie de signalisation de l'insuline, et à caractériser les voies de signalisation activées dans la régulation des métalloprotéases matricielles (MMPs). Un autre élément que nous étudions est l'impact de l'équilibre entre les concentrations intracellulaire (iPPi) et extracellulaire (ePPi) de PPi dans le contrôle du phénotype chondrocytaire. En particulier, nous recherchons si la localisation subcellulaire de plusieurs protéines impliquées dans la production (ENPP1/3), le transport membranaire (Ank) ou la dégradation (TNAP) du PPi n'est pas modifiée en situation pathologique. Nous explorons également les effets du PPi in vivo, en étudiant l'impact de sa vectorisation nanovésiculaire locale dans des modèles d'arthropathie chez le rat et en analysant les conséquences cartilagineuses d'une diminution d'origine génétique du PPi circulant dans plusieurs modèles de souris (Abcc6-/-, Enpp1-/-, Nt5-/-).

D'autre part, notre laboratoire a démontré au cours des dernières années, le rôle essentiel que joue la protéine MGP dans la prévention de la minéralisation ectopique du réseau vasculaire, de la trachée et du cartilage néonatal. Lors de ces études,  nous avons mis en évidence que l'invalidation de MGP dans le cartilage abolit la macro-autophagie dans les chondrocytes. Comme une macro-autophagie déficiente a été identifiée comme un marqueur physiopathologique du cartilage arthrosique et que des études récentes ont identifié des polymorphismes du gène codant MGP comme un facteur prédisposant à l'arthrose, nous étudions la contribution potentielle de MGP dans le développement du phénotype arthrosique dans notre modèle murin déficient en MGP, ainsi que dans celui déficient pour GRP, une protéine aux caractéristiques très similaires à celles de MGP.

  • Rôle du récepteur nucléaire PPARgamma dans le contrôle de l'inflammation et l'immunité mucosale

Le récepteur activé par les proliférateurs de peroxysome γ (PPARγ), est un récepteur nucléaire qui se comporte à la fois comme senseur métabolique des lipides et un régulateur transcriptionnel des gènes de l'inflammation. Nous avons montré précédemment que les propriétés anti-arthritiques d'agonistes de PPARg chez le rat sont liées à leur capacité de limiter la production d'IL-17 en inhibant le facteur de transcription ROR (Retinoid acid-related Orphan Receptor) γt. De façon intéressante, des souris déficientes pour PPARγ développent spontanément une inflammation articulaire et une dysbiose intestinale, ce qui est cohérent avec la capacité d'agonistes de ce récepteur à exercer un effet anti-inflammatoire lors de colites expérimentales et à stimuler l'expression de peptides antimicrobiens par l'épithélium digestif.

Nous étudions l'hypothèse que la délétion de PPARγ pourrait provoquer une dérégulation immunitaire avec production exagérée d'IL-17 et que celle-ci pourrait lier les inflammations digestives et articulaires entre elles. De façon plus générale, nous nous intéressons aux liens entre les maladies inflammatoires digestives et articulaires puisque des spondylarthrites apparaissent secondairement (SpA2) chez environ 1/3 des patients souffrant de maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICI) et que de nombreux patients arthritiques présentent des manifestations digestives.

Dans ce contexte, nous caractérisons le microbiote intestinal des souris PPARγ-/- ou de souris arthritiques, et nous étudions la réponse immunitaire mucosale (innée et acquise) et articulaire, ainsi que le profil cytokinique, chez ces animaux. Afin de discriminer les rôles respectifs de PPARγ et de RORγt nous comparons les conséquences d'une invalidation globale de PPARγ avec son invalidation ciblée (système CreLox) dans les cellules exprimant RORγt. Nous caractérisons également les réponses observées dans un contexte inflammatoire induit expérimentalement (colite ou arthrite).

Dans le cadre d'une collaboration avec les services de rhumatologie et de gastroentérologie du CHRU de Nancy, nous participons à la constitution de la cohorte "Floracrohn" qui comprend des patients souffrant de MICI, avec ou sans manifestations articulaires secondaires (SpA2), ou de patients avec un rhumatisme inflammatoire primaire (SpA) sans manifestations digestives. Chez ces groupes de patients, nous cherchons des signatures biologiques ou des biomarqueurs en étudiant le microbiote intestinal, en recherchant des facteurs génétiques de susceptibilité et en caractérisant leur profil cytokinique.

  • Développement de peptides régulateurs innovants dérivés de modulateurs des voies Wnts      

La protéine SFRP3 ("Secreted Frizzled-Related Protein 3"), est un modulateur physiologique de la voie de signalisation Wnts dont la déficience provoque une aggravation de la sévérité de l'arthrose associée à une activation accrue de la voie canonique chez la souris. L'activation de la voie canonique des Wnts, qui conduit à la translocation de la β-caténine dans le noyau, est généralement à associée à des effets délétères sur le cartilage. Cependant, les ligands Wnts peuvent également activer une voie non canonique de signalisation, qui provoque l'activation de la calmoduline kinase II (CamKII), même si la contribution respective des voies canonique ou non canonique reste mal connue dans les tissus articulaires. Nous avons montré que SFRP3 stimule la voie non canonique au détriment de la voie canonique et que cette propriété est conservée par une protéine tronquée restreinte au domaine "Netrin-like". Nous étudions l'hypothèse que les effets "chondroprotecteurs" de SFRP3 seraient médiés par un rétablissement de la balance entre les voies canonique et non canonique de Wnts et développons des peptides dérivés de cette protéine comme des traitements potentiels de l'arthrose.

Par une stratégie d'ingénierie protéique, nous développons des peptides innovants dont nous évaluons les capacités à stimuler plus fortement l'activation de CamKII que de β-caténine et à contrôler les réponses biologiques, et tout particulièrement la synthèse de la matrice extracellulaire. Nous évaluons les capacités de ces peptides dans des modèles de différenciation de cellules articulaires (promotion de la chondrogénèse) et dans des modèles de stimulation forcée de la voie béta-caténine dans des cellules  articulaires primaires ou des tissus articulaires. Ces peptides seront ensuite étudiés dans des modèles murins d'arthropathie (déstabilisation du ménisque médian, par exemple) avec une stratégie de vectorisation articulaire micellaire ou nanoparticulaire menée en partenariat avec des équipes de chimistes et/ou de physico-chimistes.