Chez la souris, des cellules alvéolaires réparent les voies aériennes

Imaginez un poumon dont les voies aériennes ont perdu leur revêtement. L'organisme doit le reconstruire avec les cellules dont il dispose, et depuis des années, l'attention se porte sur les cellules souches qui vivent déjà à l'intérieur de ces voies. Une équipe chinoise vient de montrer, chez la souris, que des cellules souches venues d'ailleurs peuvent elles aussi faire ce chemin. Certaines cellules souches alvéolaires de type 2 (AT2), celles qui renouvellent les minuscules alvéoles où se produit l'échange d'oxygène, ont quitté ces alvéoles, ont gagné les petites voies aériennes et se sont transformées en cellules matures du revêtement bronchique.

La question était inversée. Des études antérieures avaient montré que des cellules club et des cellules neuroendocrines migraient des voies aériennes vers les alvéoles pour aider à réparer le tissu d'échange gazeux. Le trajet inverse était beaucoup moins bien compris. Pour le suivre, les chercheurs ont eu recours à une technique appelée traçage génétique cellulaire à double recombinase, qui marque un groupe de cellules afin de suivre leur descendance après une lésion. Ils ont endommagé les voies aériennes de deux manières : avec une substance chimique qui détruit sélectivement les cellules club, et avec des souris modifiées pour que certaines cellules des voies aériennes puissent être éliminées par la toxine diphtérique. Au microscope et grâce à des analyses moléculaires cellule par cellule, l'équipe a observé les cellules converties arriver à maturité pour ressembler aux cellules natives des voies aériennes. Dans une expérience de lésion chimique, environ 52 % des cellules club régénérées provenaient des cellules AT2 après quatre semaines.

Le déplacement obéit à une chaîne de signaux qui se lit presque comme un mode d'emploi. Les cellules immunitaires qui affluent vers les voies aériennes lésées libèrent SPP1, une protéine qui se fixe sur un récepteur appelé intégrine β1, à la surface des cellules alvéolaires, et les entraîne vers la blessure. Une fois sur place, ces cellules traversent un court stade intermédiaire marqué par CLDN4. Ensuite, les cellules ciliées voisines envoient des signaux Notch, par l'intermédiaire d'une molécule appelée JAG1, qui déclenchent leur transformation en cellules club. Les chercheurs ont constaté que la rupture de l'un quelconque de ces maillons, SPP1, intégrine β1, CLDN4 ou Notch, ralentissait la migration et retardait la réparation.

Pour les patients, la question pratique est de savoir ce qui se passera ensuite, et la réponse honnête est que l'étude ne le dit pas encore. Ses résultats proviennent de souris, et les éléments disponibles ne décrivent ni essai chez l'humain, ni calendrier, ni thérapie. Ce que ces travaux changent, en revanche, c'est la carte des origines possibles de la réparation des voies aériennes. Les stratégies actuelles contre les maladies des voies aériennes se concentrent sur les cellules souches déjà présentes dans ces voies ; les auteurs estiment que les cellules logées dans les alvéoles peuvent faire bien plus que les entretenir, ce qui élargit le champ de la médecine régénérative. Reste à savoir si ces signaux peuvent être modulés chez les personnes asthmatiques, atteintes de pneumopathie ou de bronchectasie : c'est une question pour de futures expériences, et il faudra des années d'essais avant qu'elle devienne une question clinique.