Les chercheurs du Weill Cornell Medical College ont reçu une subvention de 6,5 millions de dollars du National Heart, Lung and Blood Institute pour mener un projet de recherche de 5 ans sur les changements métaboliques dans les cellules pulmonaires épithéliales des patients atteints de bronchopneumopathie chronique obstructive (MPOC) dus à la cigarette. L’équipe cherchera également à déterminer quels fumeurs de cigarettes sont les plus à risque de développer une MPOC et à essayer d’identifier de nouveaux biomarqueurs qui seront utiles pour développer de nouveaux traitements contre la maladie.
Même si le tabagisme est une cause majeure de maladie, comme la MPOC, et qu’il est la quatrième cause de mortalité, un cinquième de la population adulte continue de fumer. À chaque inhalation, les poumons sont chargés de 100 billions d’oxydants et de plus de 4 000 composés chimiques. Il n’y a toujours pas de remède pour la MPOC, et aucun biomarqueur ne permet de diagnostiquer la maladie à ses débuts. Le seul traitement disponible pour les personnes souffrant de MPOC est l’oxygénothérapie.
Le Dr Ronald G. Crystal, chercheur principal et président de la faculté de médecine génétique au Weill Cornell Medical College, déclare :
« Vingt pour cent des fumeurs souffrent de BPCO, il est donc essentiel d’identifier les personnes les plus à risque et de comprendre pourquoi. Une meilleure compréhension de la biologie sous-jacente de la BPCO et des changements métaboliques induits par la fumée de cigarette dans les cellules épithéliales des voies aériennes peut nous aider à développer de nouvelles méthodes pour protéger les poumons. «
Les patients développant une BPCO due au tabagisme se retrouvent souvent à court de souffle, et le rétrécissement sévère des voies respiratoires entraîne une perte progressive de la fonction pulmonaire. La MPOC est également associée à la progression de la « ciliopathie ».
La plupart des cellules épithéliales des voies respiratoires sont dotées de cils, essentiels pour maintenir la santé pulmonaire. Ces cils jouent un rôle crucial dans le transport du mucus et l’élimination des pathogènes inhalés tels que les bactéries. La ciliopathie représente un dysfonctionnement cellulaire des cellules épithéliales des voies respiratoires, conduisant à une accumulation de mucus, à des cils raccourcis et à une défense altérée contre les infections.
Le co-chercheur principal, le Dr Steven S. Gross, professeur de pharmacologie et directeur de l’installation de spectrométrie de masse de Weill Cornell, explique :
« La ciliopathie survient bien avant que la MPOC induite par le tabagisme ne montre des signes cliniques, mais nous ne connaissons pas encore les origines de cette ciliopathie. L’objectif de notre étude est de combler cette lacune en identifiant les causes exactes de la ciliopathie chez les fumeurs atteints de MPOC. «
Selon les chercheurs, l’hypothèse d’une ciliopathie est associée au stress oxydant causé par les dépôts de fumée sur les cellules épithéliales des voies respiratoires. Ils soutiennent que la MPOC induite par le tabagisme est liée à un métabolisme modifié dans le tissu pulmonaire et le sérum. Ils croient que le profilage des métabolites dans les biofluides des patients atteints de MPOC permettra une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents à la ciliopathie en développement ainsi qu’à la pathogénie de la MPOC.
Le Dr Crystal ajoute : « Un biomarqueur de la BPCO serait d’une grande utilité pour identifier les fumeurs susceptibles de développer cette maladie. Le succès de cette étude constituerait une avancée majeure dans le développement de nouvelles méthodes de dépistage et de traitement pour les patients atteints de BPCO. «
Pour son nouveau projet de recherche, l’équipe utilisera pour la première fois la métabolomique afin d’identifier, d’examiner et de profiler les variations anormales du métabolisme cellulaire et des métabolites associés à la MPOC dans les voies aériennes des cellules pulmonaires épithéliales. Ils analyseront des milliers de petites molécules, mesurant les changements dans l’expression des métabolites grâce aux technologies de pointe basées sur la spectrométrie de masse. Cela les aidera à établir un profil métabolique global des échantillons de sérum pulmonaire et des tissus de patients atteints de BPCO. Le métabolisme cellulaire est constitué de diverses réactions chimiques au sein des cellules, tandis que les métabolites en sont les productions à petites molécules, impliquées dans tous les aspects de la fonction cellulaire.
« L’utilisation de la métabolomique représente une approche puissante pour découvrir comment les cellules épithéliales des voies respiratoires sont perturbées par le tabagisme et comment cela peut conduire à la MPOC. Le profil métabolique global révèle une voie inexploitée pour définir quelles voies biochimiques sont spécifiquement modifiées chez les fumeurs atteints de MPOC. «
Les chercheurs combineront également le profil métabolique avec des études in vitro sur des sujets humains et l’épithélium des voies respiratoires murines. Dans cette étude, ils analyseront des échantillons de sérum, de liquide de revêtement épithélial pulmonaire et d’épithélium respiratoire provenant de sujets de recherche humains. Ils compareront également une vaste cohorte d’échantillons d’essais cliniques humains à différents types de populations, y compris les fumeurs, les non-fumeurs, et les fumeurs atteints ou non de MPOC, ainsi que ceux qui ont arrêté de fumer.
### Perspectives et Avancées Récentes dans la Recherche sur la MPOC
Les recherches sur la MPOC continuent d’évoluer, révélant des données alarmantes. En 2024, des études récentes montrent que l’exposition à long terme au tabac et aux polluants atmosphériques augmente le risque de MPOC de manière exponentielle, soulignant l’importance d’interventions précoces. Une étude a révélé que 30% des fumeurs légers développent des symptômes de MPOC, ce qui remet en question l’idée que seuls les fumeurs intensifs sont à risque.
Des biomarqueurs prometteurs, tels que les niveaux de protéines spécifiques dans le sang, sont en cours d’évaluation pour leur potentiel diagnostic. Parallèlement, des thérapies géniques commencent à faire leur apparition dans les essais cliniques, offrant un espoir pour des traitements plus efficaces. En intégrant des approches multidisciplinaires, la recherche sur la MPOC avance vers une meilleure compréhension de cette maladie complexe, permettant de cibler les interventions et de personnaliser les traitements pour les patients.
Ces nouvelles perspectives devraient conduire à des stratégies de prévention plus robustes et à des traitements qui ne se contentent pas de gérer la maladie, mais qui s’attaquent à ses causes profondes. Les prochaines années s’annoncent prometteuses pour les fumeurs et les professionnels de la santé qui luttent contre la MPOC. Écrit par Petra Rattue
