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The effect of decorin and biglycan on human airway smooth muscle cell proliferation, apoptosis and attachment

Authors
Publisher
McGill University
Publication Date
Keywords
  • Biology - Cell
Disciplines
  • Biology

Abstract

Les changements de composition de la matrice extracellulaire (MEC) ainsi que l'augmentation de la masse du muscle lisse des voies aériennes sont des caractéristiques du remodelage des voies aériennes qui contribuent à la physiopathologie de l'asthme. Les modifications de la MEC comprennent une augmentation du dépôt de collagène et un changement du niveau des protéoglycanes (PGs). Le dépôt de biglycane, un petit PG riche en leucine, est généralement plus élevé. Les changements d'expression de la décorine, un autre petit PG riche en leucine, sont, par contre, plus variables. L'interaction entre la cellule et la MEC qui l'entoure, déclenche de nombreuses réponses cellulaires, telles que la survie, la prolifération et la différenciation. Étant donné que la décorine et le biglycane peuvent influencer le comportement de différents types de cellules, nous avons émis l'hypothèse que ces molécules auraient aussi un effet sur la fonction des cellules musculaires lisses des voies aériennes. Nous avons cherché à déterminer les effets de la décorine et du biglycane sur la prolifération, l'apoptose et l'attachement des cellules musculaires lisses des voies aériennes. Nous avons aussi exploré les mécanismes putatifs qui seraient responsables de ces effets en utilisant le collagène de type I sera comme traitement de référence. La culture des cellules sur une matrice de décorine a provoqué une diminution du nombre cellules musculaires lisses des voies aériennes due à une diminution de la prolifération et à une augmentation de l'apoptose. La culture sur le biglycane a causé initialement une diminution du nombre de cellules, mais cette baise n'a pas été maintenue. Le collagène a provoqué une augmentation significative du nombre de cellules. Ni le biglycane ni le collagène n'ont induit des changements au niveau de la prolifération ou de l'apoptose. Des expériences ultérieures ont démontré que l'ancrage des cellules musculaires lisses des voies aériennes sur des matrices de décorine et de biglycane était anormal, ainsi que la formation d'adhésions focales et l'organisation du cytosquelette, en comparaison avec les cellules ensemencées sur du collagène ou du plastique. De plus, l'augmentation d'expression protéique de la sous-unité alpha2 d'intégrine a également été observée. Pour évaluer l'activation des intégrines, le niveau de protéine, ainsi que l'activation de la kinase des adhésions focales (FAK) ont été mesurés. En présence de décorine, l'expression protéique de FAK était significativement diminuée comparativement aux niveaux produits par les cellules ensemencées sur du plastique ou du collagène bien que le niveau d'activation était inchangé. Ces études démontrent que les PGs ont des effets distincts sur la croissance des cellules musculaires lisses des voies aériennes: la décorine a réduit la prolifération et a augmenté l'apoptose des cellules, tandis que le biglycane n'a pas modifié ces paramètres. Les adhésions cellules-matrice des cellules musculaires lisses des voies aériennes ensemencées sur la décorine ou le biglycane étaient irrégulières par rapport aux cellules sur le collagène de type I ou le plastique. La diminution de la quantité de décorine dans la paroi des voies aériennes observée dans les cas d'asthme fatal pourrait entraîner une hyperplasie plus prononcée des cellules musculaires lisses des voies aériennes. Ceci suggère que la présence de la décorine pourrait jouer un rôle protectif dans l'asthme, en modulant l'augmentation de la masse du muscle lisse des voies aériennes.

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