La protéomique pour mieux comprendre la fibrose kystique

Une étude parue dans Respiratory Medicine s’est penchée sur les différences dans le protéome des voies respiratoires chez les patients atteints de fibrose kystique, par rapport à des sujets témoins sains, afin d’identifier des marqueurs potentiels et d’établir de nouvelles cibles tant sur le plan thérapeutique que pour le suivi de la maladie. Les auteurs de cette étude1 observationnelle rappellent que la protéomique, soit l’étude des changements à grande échelle dans l’expression des protéines au sein des systèmes biologiques, peut révéler les voies moléculaires de la maladie2. Dans la fibrose kystique (FK), la protéomique a permis de définir les changements d’abondance des protéines dans les cellules épithéliales cultivées in vitro ou provenant de modèles animaux3,4. Elle a aussi montré, à partir d’échantillons d’expectorations et de liquide de lavage broncho-alvéolaire, que le protéome des voies respiratoires dans la FK est différent de celui de témoins sains; les différences étant en grande partie dues à la régulation à la hausse des réponses immunitaires et inflammatoires liées aux neutrophiles, ainsi qu’à l’activité des protéases et au stress oxydatif5,6. Toutefois, la relation entre la gravité de la maladie pulmonaire, déterminée par le pourcentage de base du volume expiratoire maximal en 1 seconde (VEMS), et le protéome global est moins claire. Méthodologie en bref L’étude a été menée dans un grand centre britannique spécialisé dans la FK. Des échantillons d’expectoration provenant de volontaires sains (n = 32) et de sujets atteint de mucoviscidose (n = 38) ont été analysés par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse. Les sujets atteints de FK étaient âgés de plus de 18 ans, avaient un diagnostic confirmé par des tests génétiques et étaient considérés comme cliniquement stables. La fonction pulmonaire de base a été obtenue le jour même du prélèvement des échantillons. La gravité de la maladie était basée sur le VEMS de départ: maladie légère (VEMS > 70%), modérée (40 – 70%) et grave (< 40%). Le groupe témoin était composé de non-fumeurs adultes sans antécédents médicaux respiratoires ou gastro-intestinaux. L’analyse en composantes principales (ACP) et le regroupement hiérarchique ont été utilisés pour le traitement des données protéomiques. Principaux résultats La concentration de protéines totales dans les expectorations était plus élevée dans la FK (moyenne ± écart-type, 4,78 ± 2,56 mg/mL) que dans les contrôles sains (1,72 ± 0,98 mg/mL). 440 protéines ont été détectées et parmi celles-ci, 415 étaient communes aux 70 sujets. Sur ces 415 protéines, 310 différaient significativement (p < 0,05) en termes d’abondance entre les patients atteints de FK et les témoins; 108 protéines étaient augmentées dans les échantillons de FK et 202 étaient diminuées. L’ACP et le regroupement hiérarchique ont tous deux mis en évidence un continuum allant du témoin sain à la maladie pulmonaire modérée et grave, sur la base du VEMS de départ. L’analyse du VEMS a révélé une corrélation modérée avec la première composante principale (rang de Spearman: R = 0,444 ; p = 0,005). Chez les sujets atteints de FK, le VEMS de base a été corrélé à 87 protéines (67 augmentent avec l’aggravation de la fonction pulmonaire et 20 autres présentent une relation inverse) ; la plupart sont soit dérivées des neutrophiles, soit opposées à l’activité oxydante et protéasique induites par les neutrophiles. En conclusion, des changements prévisibles et quantifiables dans le protéome des expectorations de FK ont pu être associés à une dégradation progressive de la fonction pulmonaire, dont certains pourraient avoir une valeur en tant que marqueurs de la gravité de la maladie.

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