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Rôle des coupes de poumon de précision (PCLS) dans l'avancement de la recherche préclinique sur la BPCO

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) est un problème de santé mondial caractérisé par une limitation persistante du débit d'air et des lésions pulmonaires progressives. Malgré des recherches approfondies, la transposition des résultats du laboratoire au chevet du patient reste un défi. Les coupes pulmonaires de précision (PCLS) sont devenues un outil polyvalent dans la recherche sur la BPCO, offrant des avantages uniques pour comprendre les mécanismes de la maladie et tester les interventions thérapeutiques. En décomposant leurs diverses applications, ce blog met en évidence la valeur essentielle des PCLS pour répondre aux besoins non satisfaits de la recherche et du développement de thérapies sur la BPCO.

Applications du PCLS dans la recherche sur la BPCO

Contractilité et hyperréactivité des voies respiratoires

La contractilité altérée des muscles lisses des voies aériennes et l'hyperréactivité des petites voies aériennes sont des caractéristiques caractéristiques de la BPCO. Des études utilisant la PCLS ont fourni des informations précieuses sur ces mécanismes :

  • Contractilité et rigidité altérées: Su et al. (2013) et An et coll. (2012) ont souligné comment une relaxation altérée et une contractilité altérée contribuent à la pathogenèse de la BPCO.
  • Modélisation de l'hyperréactivité des petites voies respiratoires: Modèles PCLS humains et cobayes (Maarsingh et al., 2019; Van Der Koog, 2023) ont démontré une hyperréactivité des voies respiratoires dans la BPCO. Perturbation parenchymateuse induite par l'élastase dans le PCLS murin (Van Dijk et al., 2017) propose un modèle animal pour étudier la progression de la BPCO.
  • Exposition à la fumée de cigarette:Les PCLS exposés au condensat de fumée de cigarette imitent les résultats pertinents pour la BPCO tels que la contractilité des voies respiratoires et des vaisseaux chez les rongeurs, les singes rhésus et les modèles humains (Moreno, 2006; Wright, 2008). De plus, plusieurs études (Danov et al 2020, Obernolte et al 2019) ont utilisé le expoCube pour délivrer de la fumée de cigarette au PCLS afin de supprimer les réponses des cytokines antivirales et de perturber les fonctions de barrière épithéliale. 
Imagerie calcique

La signalisation calcique joue un rôle essentiel dans la contraction des muscles lisses des voies respiratoires et dans les réponses inflammatoires dans la BPCO. La PCLS permet une imagerie en temps réel du flux calcique, offrant ainsi des informations sur les processus physiopathologiques et les cibles thérapeutiques potentielles.

Analyses histologiques et morphométriques

Le PCLS préserve l’intégrité structurelle du tissu pulmonaire, permettant des évaluations histologiques détaillées :

  • Pathologie des voies respiratoires et alvéolaires: Des études comme Kim et al. (2023) évaluer le rétrécissement des voies respiratoires, la destruction alvéolaire et l'hypersécrétion de mucus dans le PCLS dérivé de la BPCO.
  • Découverte de médicament: Uhl et al. (2015) et Skronska-Wasek (2017) ont démontré le potentiel de l'activation pharmacologique de la signalisation Wnt/β-caténine pour initier la réparation épithéliale dans les PCLS dérivés de la BPCO.
  • Reconstruction 3D:Techniques d'imagerie avancées, telles que celles utilisées par Al-Safadi (2020), permettre la visualisation de la coloration du collagène I et de l'E-cadhérine dans les explants sains et BPCO.
  • Fonction ciliaire : La fréquence de battement des cils altérée est une caractéristique de la BPCO qui contribue à une mauvaise clairance mucociliaire. Les modèles PCLS ont montré :
    • Cils dysfonctionnels dans la BPCO: Des études comme Thomas (2021 ans) et Ancel (2021) a mis en évidence la fréquence réduite des battements ciliaires chez les patients atteints de BPCO.
    • Modèles de maladies infectieuses: Li et al. (2024) ont exploré le dysfonctionnement des cils chez les PCLS exposés à des agents infectieux.
Modulation immunitaire

La réponse immunitaire dans la BPCO est un domaine d'étude essentiel. Grâce à la PCLS, les chercheurs ont pu :

  • Ils ont étudié le rôle de l'activation du récepteur Toll-like 3 dans la sécrétion de cytokines (Cooper, 2009).
  • Étude des voies inflammatoires liées aux exacerbations de la BPCO.
Études métaboliques

Les PCLS fournissent une plateforme pour examiner le métabolisme pulmonaire dans la BPCO. Yilmaz et al. (2019) ont évalué les activités enzymatiques de phase I et de phase II dans le PCLS du rat et de l'homme, mettant en évidence les altérations métaboliques dans la BPCO.

Production et sécrétion de mucus

Les modèles PCLS imitent l’expression et la sécrétion de mucines (par exemple, MUC5B, MUC5AC) observées dans les voies respiratoires de la BPCO. Hoang, et al (2022) a démontré comment le PCLS humain peut servir de plate-forme pour étudier l’hypersécrétion de mucus et sa régulation.

Pour aller plus loin

La polyvalence des PCLS en fait un outil indispensable pour la recherche préclinique sur la BPCO. Leurs applications s'étendent de la modélisation de la maladie au dépistage thérapeutique, comblant ainsi les lacunes de la recherche translationnelle. Les principales opportunités comprennent :

  • Élargir l’utilisation des PCLS d’origine humaine pour identifier de nouveaux biomarqueurs et valider les thérapies.
  • Améliorer les techniques d'imagerie 3D pour une meilleure visualisation de la pathologie des maladies.
  • Intégration des études PCLS aux approches omiques pour découvrir les mécanismes moléculaires.
Références

Centre de ressources PCLS

Notre complète Le centre de ressources PCLS est Conçu pour aider les chercheurs en offrant une collection solide d'outils, de données et de littérature spécifiques aux applications PCLS. Que vous étudiiez la biologie pulmonaire, évaluiez des thérapies potentielles ou recherchiez des méthodologies détaillées, notre centre de ressources est conçu pour répondre à vos besoins de recherche. Vous y trouverez des événements, des protocoles, des publications et des informations sur la plateforme PCLS physioLens.

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