Visualisation des adaptations cellulaires pulmonaires pendant les lésions pulmonaires aiguës murines induites par l’ozone et le LPS

La lésion pulmonaire aiguë (LAI) est une réponse pathologique cruciale des poumons aux stimuli infectieux ou autres stimuli nocifs qui est marquée par l’activation simultanée des systèmes immunitaires coagulatif, fibrinolytique et inné¹. Les neutrophiles détectent rapidement les modèles de dommages microbiens et intracellulaires à travers la famille des récepteurs toll-like (TLR)^2,3,4. Les neutrophiles libèrent des cytokines préformées et le contenu cytotoxique de granule, qui peuvent alors causer des dommages collatéraux de tissu. Les dommages alvéolaires qui s’ensuivent sont gâchés par la mort cellulaire secondaire conduisant à la libération de molécules telles que l’adénosine triphosphate (ATP)⁵, mettant ainsi dans un cercle vicieux d’immuno-dysrégulation.

Un problème non résolu dans la compréhension d’ALI se rapporte à la question de savoir comment les dommages sont initiés dans la membrane alvéolaire. Le complexe de transport d’électrons V, F1F0 ATP synthase, est une protéine mitochondriale connue pour être exprimée de manière omniprésente, sur la membrane plasmique cellulaire (y compris endothéliale, leucocytaire, épithéliale) pendant l’inflammation. Le cytosquelette cellulaire qui est composé d’actine et de tubuline, héberge de nombreuses formes cellulaires et fonction modulant ainsi que des protéines mitochondriales, respectivement. Nous avons récemment montré que le blocage de l’ATP synthase par une molécule endogène, l’angiostatine, réduit au silence le recrutement des neutrophiles, l’activation et le lipopolysaccharide (LPS) induit une inflammation pulmonaire^6. Ainsi, les mécanismes biochimiques (SYNTHASE D’ATP) et immunisés (TLR4) pourraient régler la barrière alvéolaire pendant l’inflammation de poumon.

L’exposition à l’ozone (O_3),un polluant environnemental, altère la fonction pulmonaire, augmente la susceptibilité aux infections pulmonaires, et de faibles niveaux d’exposition à L’O3 augmentent le risque de mortalité chez les personnes atteintes d’affections cardiorespiratoires sous-jacentes^{7,8,9,10,11,12,13,14.} Ainsi, l’exposition à des concentrations physiologiquement pertinentes d’O3 fournit un modèle significatif d’ALI pour étudier les mécanismes fondamentaux de l’inflammation^7,8. Notre laboratoire a récemment établi un modèle murin de faible dose_O3 induite ALI^15. Après avoir effectué une dose et une réponse temporelle à de faibles concentrations_d’O3, nous avons observé que l’exposition à 0,05 ppm_O3 pendant 2 h, induit une lésion pulmonaire aiguë marquée par l’ATP synthase du poumon complexe V sous-unité β (ATPβ) et l’expression de l’angiostatine, similaire au modèle LPS. L’imagerie pulmonaire intravitale a révélé une désorganisation des microfilaments alvéolaires d’actine indiquant des lésions pulmonaires, et l’ablation des niveaux alvéolaires des espèces réactives septales de l’oxygène (ROS) (indiquant l’abrogation de la signalisation cellulaire de base) et du potentiel mitochondrique membranaire (indiquant une mort cellulaire aiguë) après une exposition de 2 h à 0,05 ppm O₃¹⁵ qui était corrélée avec un poumon hétérogène ¹⁸rétention FDG^16,le recrutement des neutrophiles et la libération de cytokines, plus particulièrement IL-16 et SDF-1α. Le message à retenir de nos études récentes est que l’O₃ produit une toxicité exponentiellement élevée lorsqu’il est exposé à des concentrations inférieures aux limites autorisées de 0,063 ppm sur 8 h (par jour) pour l’exposition humaine. Il est important de ne pas comprendre clairement si ces expositions subcliniques à_O3 peuvent moduler les mécanismes médiés par TLR4 tels que l’endotoxine bactérienne^17. Ainsi, nous avons étudié un modèle d’exposition_o3 et LPS à double succès et avons observé les adaptations cellulaires immunitaires et non immunitaires.

Nous décrivons une analyse microscopique fluorescente complète de divers compartiments pulmonaires et systémiques du corps, à savoir le liquide de lavage broncho-alvéolaire (c.-à-d., BAL) qui échantillonne les espaces alvéolaires, le perfusat vasculaire pulmonaire (c.-à-d., LVP) qui échantillonne la vascularisation pulmonaire et l’interstitium septal alvéolaire en cas de barrière endothéliale compromise, cryosections pulmonaires gauches, pour examiner les leucocytes parenchymateux et adhérents résidents laissés dans le tissu pulmonaire lavage , le sang périphérique qui représente les leucocytes circulants et les perfusats sternaux et fémurs qui échantillonnent les sites proximaux et distaux de la mobilisation des cellules hématopoïétiques pendant l’inflammation, respectivement.