Identification des protéases impliquées dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin et analyse moléculaire des conséquences de leur hyperactivité – IBD-ase

Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) regroupent la maladie de Crohn et la recto-colite hémorragique, deux maladies qui se caractérisent par l’inflammation de la paroi d’une partie du tube digestif, source de lésions destructrices (ulcérations). L’inflammation non contrôlée de l’intestin est accompagnée de douleurs viscérales chez les patients. Le nombre de patients atteints dans le monde est actuellement estimé à plusieurs millions, ce qui constitue un véritable problème de santé publique.
Les mécanismes impliqués dans la survenue et la persistance de l’inflammation du tractus intestinal ne sont pas bien définis et le dévelopement de nouveaux traitements thérapeutiques plus efficaces nécessite une meilleur compréhension des mécanismes de régulation de la réponse inflammatoire.
Plusieurs études révèlent qu’une forte activité protéolytique, de type trypsique et élastolytique, participe à la réponse inflammatoire et à la sensation de douleur. Ainsi, le contrôle de l’activité protéolytiques est donc essentiel au développement de la maladie. Le bénéfice thérapeutique des inhibiteurs de protéases a été démontré par l’apport dans le tractus digestif d’ELAFIN, un inhibiteur d’élastase, qui confère une protection contre le développement de la colite.
Depuis plusieurs année, j’ai développé des programmes de recherche sur les mécanismes physiopathologiques d’une génodermatose, le syndrome de Netherton qui associe une sur-activité de protéases à la dérégulation de la desquamation et de l’immunité. Nous avons mis en évidence le défaut d’inhibition d’une cascade protéolytique constituée de trois protéases à sérine à l’origine du phénotype très sévère des patients atteints de ce syndrome. Notre étude nous a permis d’identifier de façon univoque une nouvelle protéase épidermique l’élastase 2 (ELA2) dont l’expression n’était documentée jusqu’à ce jour que dans le pancréas. Grâce à l’expertise que j’ai pu acquérir dans le domaine de la purification et la caractérisation fonctionnelle des protéases, je propose d’étudier la régulation de l’activité protéolytique dans les MICI en m’appuyant sur les preuves expérimentales du rôle déterminant des protéases dans ces maladies.
Nous réaliserons, notamment, une étude fonctionnelle de l’hyperactivité de l’ELA2. Nos résultats préliminaires révèlent que cette protéase est exprimée dans les cellules de l’épithélium intestinal chez l’homme et chez la souris. L’expression de l’ELA2 est conservée dans les cellules épithéliales de colons ulcérés qui présentent une augmentation de l’activité élastolytique. Nous déterminerons si l’ELA2 est capable d’induire une réponse pro-inflamatoire. Un modèle murin invalidé pour l’Ela2 sera développé qui représentera un outil de choix pour mieux comprendre l’implication de l’ELA2 dans la cascade physiopathologique des MICI. De plus, la caractérisation du rôle de l’ELA2 sera complétée par l’identification des cibles potentielles de cette protéase en utilisant une statégie de protéomique comparative, la technologie ICAT (Isotope-Coded Affinity Tag). Ce travail apportera une meilleure compréhension de la physiologie du tube digestif et permettra d’identifier une nouvelle cible de choix pour le développement d’une nouvelle approche thérapeutique des MICI.
Le projet sera élargi à l’identification des protéases hyperactives libérées dans la lumière colique des patients atteints de MICI. L’activité protéasique sera mise en évidence sur un gel de zymographie et les empreintes de l’activité protéasique seront soumises à une analyse par MS/MS afin d’en identifier la protéase responsable. La caractérisation fonctionnelle de ces protéases, de leurs substrats protéiques et des conséquences de l’hyperactivitié protéasique contribuera à élucider les mécanismes physiopathologiques de la maladie.
A terme, la répression des protéases hyperactives dans les MICI devrait constituer le principe de nouvelles approches thérapeutiques pour un traitement efficace de ces maladies.