Physiopathologie de l’asthme sévère de l’enfant d’âge préscolaire : impact du remodelage bronchique et mécanismes impliqués dans le remodelage du muscle lisse bronchique

Abstract

L'asthme est la maladie chronique la plus fréquente chez l’enfant. Les enfants d'âge préscolaire (<6 ans) souffrant d'asthme constituent une population hétérogène. Pour la catégoriser, des études précédentes ont identifié plusieurs phénotypes d’enfants atteints d’asthme préscolaire en utilisant des paramètres cliniques, biologiques ou fonctionnels. L’asthme est caractérisé par une obstruction bronchique variable et un épaississement de la paroi bronchique. Cet épaississement de la paroi bronchique est lié à l'inflammation bronchique et au remodelage bronchique. Ce dernier inclut des lésions épithéliales, un épaississement de la membrane basale réticulaire (RBM), une néoangiogenèse, une augmentation de la masse des glandes à mucus, de la fibrose et de la masse du muscle lisse bronchique (MLB). Ces paramètres de remodelage bronchique n’ont jamais été utilisés pour classifier les enfants asthmatiques. L'augmentation de la masse du MLB semble jouer un rôle clé dans l'asthme. En effet, elle est associée à une altération de la fonction respiratoire chez l'adulte et l'enfant, et à un risque accru d'exacerbation chez l'adulte. De plus, chez les enfants préscolaires, la masse du MLB est prédictive de la persistance de l'asthme à l'âge scolaire (>6 ans). Dans l'asthme de l'adulte, l'augmentation de masse du MLB est liée à une prolifération ex vivo et in vitro accrue des cellules musculaires lisses bronchiques (CMLB) liée à une homéostasie calcique altérée, qui, à son tour, augmente la biogenèse et la masse mitochondriales. Les mécanismes responsables du remodelage du MLB restent cependant totalement inconnu chez l’enfant asthmatique préscolaire.Nos objectifs étaient i) de déterminer de nouvelles classes d’asthmatiques sévères d’âge préscolaire en fonction des paramètres de remodelage bronchique et ii) d’identifier les mécanismes impliqués dans le remodelage du MLB chez ces enfants avec une attention particulière sur le rôle des mitochondries. De biopsies bronchiques ont été réalisées chez des enfants asthmatiques sévères d’âge préscolaire et des témoins (étude P'tit ASTHME, NCT02806466). Les paramètres du remodelage bronchique ont été évalués par immunohistochimie et inclus dans des analyses en classes latentes. La prolifération des CMLB a été évaluée ex vivo. Des cultures primaires de CMLB ont été établies. Nous avons évalué, in vitro, leur prolifération, leur contenu en ATP, leur respiration mitochondriale, masse mitochondriale et biogenèse mitochondriale et la signalisation calcique. Nous avons également étudié la dynamique mitochondriale de fission et de fusion ainsi que la mitophagie. En utilisant des analyses en classes latentes basées sur le remodelage bronchique, nous avons identifié parmi les asthmatiques sévères, 2 classes latentes distinctes. Les patients de la classe 1 présentaient un épaississement accru de la RBM, une augmentation de la néoangiogenèse et de la masse du MLB ainsi qu’un risque accru d'exacerbation comparés à ceux de la classe 2. Les asthmatiques sévères présentaient une augmentation de la masse du MLB, et leur CMLB présentaient une augmentation de la prolifération, de la respiration, de la réponse calcique, de la biogenèse et de la masse mitochondriale par rapport aux témoins (n=12). De plus, la masse du MLB était corrélée au nombre d'exacerbations et prédictive de la persistance de l'asthme à l'âge scolaire. De plus, les asthmatiques ayant la masse de MLB la plus élevée avaient une prolifération cellulaire et une masse mitochondriale de BSM plus importantes. Cette dernière n'était pas liée à une biogenèse mitochondriale accrue mais à une diminution de la fission mitochondriale médiée par DRP1 conduisant à une diminution de la mitophagie dépendante de PINK1. La mitophagie et la fission mitochondriale pourraient donc représenter de nouvelles cibles pour le remodelage du BSM, qui caractérise les asthmatiques sévères sujets aux exacerbations.