Mécanismes épigénétiques dans l’inflammation et le remodelage vasculaire de l’hypertension pulmonaire – EMIR

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une maladie rare et invalidante conduisant à une défaillance cardiaque droite, marquée par une prolifération excessive des cellules musculaires lisses (CML-AP) et endothéliales (CE-AP) des petites artères pulmonaires (AP), à la façon d’un cancer localisé. L’HTAP peut être associée à certaines maladies bien identifiées (HTAPa), peut survenir dans un contexte de mutations génétiques (HTAP héritables - HTAPh), ou est dite idiopathique (HTAPi) en l’absence de facteurs prédisposants identifiés. Des mutations dans le gène BMPR2 sont trouvées dans 70% des HTAP familiales (HTAPf) et dans 15% des HTAPi. Cependant on se demande encore pourquoi seulement 20% des porteurs d’une mutation BMPR2 développent une HTAP et pourquoi 85% des HTAPI se développent sans mutation BMPR2. Il subsiste une contradiction entre absence de mutation génétique détectée et anomalies intrinsèques des cellules vasculaires d’HTAP en culture (phénotype pro-prolifératif, anti-apoptotique, et pro-inflammatoire).

Je postule que les anomalies vasculaires et inflammatoires intrinsèques responsable de l’HTAP sont causées par des dérégulations épigénétiques. La méthylation de l’ADN, les modifications des histones et le silençage génique induit par ARN sont 3 mécanismes liés de régulation épigénétique. La méthylation de l’ADN est impliquée dans le contrôle normal de l’expression des gènes, mais sa perturbation est associée à de nombreuses maladies. L’hyperméthylation d’îlots CpG peut entrainer le silençage de gènes suppresseurs de tumeur, induisant le développement de cancer. L’hypométhylation peut mener à une surexpression génique favorisant également le cancer. Ces changements sont aussi impliqués dans le développement de maladies inflammatoires et autoimmunes.

Je vise à comparer la méthylation pangénomique au sein des CML-AP et de CE-AP issus de prélèvements témoins, HTAPi, HTAPh, et HTAPa. Grâce à ma connaissance de la physiopathologie de l’HTAP, à une analyse en réseaux, et en voies canoniques et fonctionnelles, je discriminerai parmi les 100 gènes les plus hyper- ou hypo-méthylés, les plus pertinents au regard de l’HTAP. Je confirmerai la dérégulation de leur expression au niveau ARN et protéine, dans des cultures cellulaires, des échantillons pulmonaires, et des échantillons sanguins s'il y a lieu, témoins ou HTAP. J’analyserai un panel restreint de gènes au niveau fonctionnel, c.-à-d. activité/signalisation, et implication dans le phénotype pro-prolifératif, anti-apoptotique et pro-inflammatoire des CML-AP et des CE-AP d’HTAP. Les protéines ou les voies physiopathologiques identifiées présentant le potentiel thérapeutique le plus prometteur seront ciblées grâce à une approche pharmacologique dans les modèles animaux d’HTAP.

Cette étude possède un haut degré de faisabilité. Mon laboratoire hôte (INSERM U999) fait parti du centre national de référence de l’HTAP. De plus, en tant que demandeur et coordinateur du projet, j’ai (Frédéric Perros) une grande expertise dans le domaine de l’HTAP. Recruté en 2012 sur ces compétences en tant que chargé de recherche (CR1) à l’INSERM, j’ai déjà démontré que l’identification de gènes hyper- ou hypo-méthylés dans les poumons peut mener à la découverte de biomarqueurs circulants de l’HTAP. Cette ANR JCJC consoliderait et promouvrait ma position de chef de file dans le domaine de l’épigénétique dans mon institution hôte, et contribuerait significativement à l’établissement de ma carrière en recherche indépendante.

Je m’attends à trouver une empreinte de méthylations différentielles dans des gènes impliqués dans le cycle cellulaire, l’apoptose, la réparation de l’ADN, la voie du TGFß, et la réponse inflammatoire, mais aussi dans des gènes encore ignorés qui augmenteraient la susceptibilité à développer l’HTAP. J’identifierai de nouveaux biomarqueur de l’HTAP et fournirai de nouvelles perspectives physiopathologiques et potentiellement des thérapies innovantes.