Subventions en aide à la recherche 2010

Subventions en aide à la recherche 2010
La principale mission de la FCMII est de recueillir des fonds destinés à la recherche médicale pour
découvrir des traitements curatifs contre la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse. Grâce à vos activités
de financement et à votre participation aux événements de cette année, nous avons pu offrir une
subvention à 11 des 42 postulants à la recherche qui ont présenté une demande de bourse dans le cadre
des concours Subventions en aide à la recherche et Initiatives spéciales et partenariats externes.
Dr Paul Beck et Dr Subrata Ghosh
Université de Calgary
Le NLRP3-inflammasome est un régulateur clé de l’homéostasie intestinale
Les maladies inflammatoires de l’intestin (MII) seraient dues notamment à une réaction inflammatoire
anormale à la flore bactérienne intestinale. Une récente analyse de tous les gènes humains a révélé que
de nombreux gènes associés à un risque élevé de MII participaient à la réponse immunitaire innée.
Le gène NOD2, dont les mutations sont fréquentes chez les sujets atteints de MII, a été le plus étudié. Il
appartient à la grande famille de molécules appelées « NLR » (ou récepteurs de type NOD). On a
découvert dernièrement que les mutations du gène NLRP3, un autre gène de la famille des NLR, étaient
liées à la maladie de Crohn. NLRP3 fait partie du complexe de signalisation dit « inflammasome », et
prend part, semble-t-il, aux réponses immunitaires innées.
Notre subvention nous permettra d’étudier le rôle du gène NLRP3 dans l’inflammation intestinale, et de
déterminer comment la perte de fonction de ce gène et des gènes apparentés peut entraîner
l’apparition des MII.
Francois Boudreau
Université de Sherbrooke
Inhibition de l’expression des gènes de l’inflammation dans le cours d’une maladie inflammatoire de
l’intestin
Le principal objectif de cette proposition est d’expliquer, en partie, la manière dont les gènes se
maintiennent dans un état de non-activité pendant l’entretien de l’homéostasie (équilibre)
inflammatoire intestinale. Nos résultats préliminaires indiquent que deux répresseurs de la
transcription, Cux1 et NCoR1, pourraient remplir d’importantes fonctions dans la réduction de
l’inflammation liée à une colite expérimentale. Les stratégies détaillées dans cette proposition
permettront de confirmer le rôle fondamental de ces molécules et de leurs gènes cibles.
Nous sommes particulièrement intéressés par leur rôle dans la réaction des cellules épithéliales
intestinales à des facteurs inflammatoires, et dans le processus de guérison. Nous proposons de nous
concentrer sur ces voies spécifiques en utilisant des approches de délétion dans des souris knockout,
ainsi que dans des modèles de culture cellulaire. Nous pourrons ainsi caractériser le rôle fonctionnel de
ces molécules pendant les stress inflammatoires intestinaux. Ces approches moléculaires nous
permettront de mieux cerner les altérations moléculaires associées aux MII. Ces résultats devraient nous
permettre de mettre au point de nouvelles stratégies diagnostiques et thérapeutiques visant à limiter
l’inflammation exagérée et récidivante de l’intestin.
Stephen Girardin
Université de Toronto
Les voies de signalisation du récepteur de type NOD, IL-22, dans la défense de la muqueuse intestinale
La maladie de Crohn est une affection inflammatoire complexe du tractus gastro-intestinal humain, dont
l’origine demeure incertaine. Il est clair que des facteurs environnementaux (comme les microorganismes intestinaux), de même que des prédispositions génétiques, ont un rôle central dans
l’apparition et l’évolution de cette maladie. Il est intéressant de constater que le gène NOD2 a été le
premier gène de sensibilité à la MC identifié, vu que cette molécule est également considérée comme
un détecteur intracellulaire de bactéries. Il existerait donc un lien mécaniste important entre les
problèmes de détection des bactéries et l’apparition de la MC.
Dernièrement, plusieurs gènes de l’axe des cytokines IL-22/IL-23 (protéines libérées pendant une
réponse immunitaire) ont été associés à la MC. Cette observation est remarquable, car IL-22 est à
présent une cytokine pivot participant au processus de défense et de réparation des muqueuses
(membranes qui tapissent), en particulier celles de l’intestin. Nous savons également que le microbiote
et les pathogènes déclenchent la sécrétion d’IL-22, mais les mécanismes sous-jacents à cette activation
demeurent inconnus.
Nos résultats préliminaires indiquent que ces deux voies importantes associées à la MC (c.-à-d.
détection par les gènes NOD et défense de la muqueuse par IL-22) sont liées sur le plan fonctionnel, ce
que nous espérons pouvoir étudier en profondeur dans le cadre de ce projet de recherche. L’étude
portera sur des souris infectées et nous permettra de suivre la régulation des cellules productrices
d’IL­22 dans l’intestin, de même que d’effectuer des analyses sur microréseaux pour identifier les
médiateurs qui activent ces cellules. Les résultats obtenus dans le cadre de ce projet feront
probablement mieux comprendre l’origine, le développement et les effets de la MC.
Paul Kubes
Université de Calgary
Le rôle de la molécule adaptatrice MyD88 et de la protéine TRIF dans les MII
Il y a 10 ans environ, des scientifiques ont découvert comment l’être humain et les autres espèces
reconnaissaient et réagissaient aux bactéries. Des molécules appelées « TLR » (Toll-Like Receptors)
reconnaissent les pathogènes et incitent le système immunitaire à y réagir adéquatement. Nous vivons
en harmonie avec les nombreuses bactéries présentes dans nos intestins, et celles-ci doivent également
être reconnues par ces récepteurs TLR. Il arrive cependant que ces bactéries soient ignorées et que les
globules blancs ne soient pas envoyés par les récepteurs TLR pour éliminer ces bactéries.
Il est donc raisonnable de penser que si ces récepteurs TLR pouvaient être inhibés chez les patients
atteints de MII, il serait possible de réduire l’inflammation. Chose extraordinaire, l’élimination de ces
protéines aggrave considérablement les MII. Ces récepteurs intestinaux seraient donc des facteurs clés
dans la tolérance de notre système immunitaire aux bactéries intestinales.
Nous avons récemment découvert une manière d’inhiber les 13 TLR, et établi que cette inhibition
provoquait une réponse immunitaire imprévue à l’origine de la MII chronique. En quelques jours
seulement, la réponse a déclenché l’apparition chronique de lymphocytes (un type de globules blancs)
au lieu de l’infiltration de neutrophiles (un autre type de globules blancs) observée uniquement chez les
patients atteints d’une MII chronique. La solution pourrait se trouver dans une molécule adaptatrice
appelée TRIF et une protéine appelée MyD88. Ces deux molécules contribuent à la reconnaissance des
bactéries par les TLR.
Nous examinerons le rôle de ces molécules dans l’apparition d’une forme grave de MII. Grâce à la
microscopie de haute technologie, nous savons comment les globules blancs entrent dans l’intestin et,
plus encore, nous pouvons identifier chaque globule blanc. Le type de globules blancs qui entre dans les
intestins de souris atteintes de MII grave diffère de celui des souris à l’état physiologique ou qui sont
atteintes de MII modérée. Nous nous servirons de ces techniques microscopiques pour déterminer les
mécanismes de pénétration des globules blancs dans l’intestin.
Dana Philpott
Université de Toronto
Les protéines NOD dans l’homéostasie intestinale
Certains progrès récents de la recherche sur les MII ont montré que l’altération des réponses aux
bactéries normales intestinales contribuait à l’apparition de la maladie. Des mutations des gènes NOD1
et NOD2, codant des protéines clés de sensibilisation aux bactéries, ont été liées à l’apparition des MII.
Notre laboratoire a longtemps étudié ces deux protéines de manière à caractériser les composantes
bactériennes qu’elles reconnaissent, et à élucider certaines de leurs fonctions.
Mais notre hypothèse, dans le cadre du présent projet de recherche, veut que les protéines NOD
contribuent à la production de facteurs qui maintiennent l’intestin dans un état de réactivité inférieur
vis-à-vis des bactéries normales du tractus GI. Ainsi, les personnes porteuses de mutations des protéines
NOD ne pourront pas produire ces facteurs. Elles pourraient donc présenter des réponses immunitaires
hyper-réactives susceptibles d’entraîner une inflammation intestinale.
Cette étude emploiera des modèles de souris porteuses de mutations du gène NOD2 pour nous
permettre d’analyser la manière dont la dysfonction des variantes de ces gènes contribue à
l’homéostasie intestinale.
Nathalie Rivard
Université de Sherbrooke
Le rôle de SHP-2, enzyme détruisant le phosphate, dans l’inflammation intestinale
Les grandes avancées de nos connaissances sur les causes génétiques des MII ont permis de définir les
rôles clés des cellules immunitaires et des cellules tapissant l’intestin grêle et le gros intestin (cellules
épithéliales intestinales ou CEI) dans l’amorce de l’inflammation intestinale.
La surface intestinale épithéliale est constamment exposée à des stimuli de l’environnement comme des
bactéries, ou d’autres stimuli prenant naissance dans les intestins. Quel que soit le cas, les CEI doivent
être en mesure de provoquer une réponse immunitaire efficace pour résister à la rupture de la barrière.
En outre, les CEI doivent coordonner cette réponse avec les leucocytes (un type de globules blancs)
présents dans l’intestin tout en évitant de déclencher et de propager une réponse inflammatoire
exagérée. Mais la question se pose de savoir ce qui déclenche la réponse inflammatoire muqueuse?
Pour répondre à cette question, nous nous sommes concentrés sur la molécule de signalisation SHP-2,
une enzyme détruisant le phosphate qui module plusieurs signaux cellulaires. Au moyen de modèles
animaux et de cultures cellulaires, notre étude s’attardera sur l’hypothèse voulant que la SHP-2
intestinale épithéliale soit un déterminant crucial dans la prévention de l’inflammation intestinale.
L’étude permettra d’accroître nos connaissances sur les mécanismes biologiques importants
responsables des MII. Ceux-ci pourront à leur tour donner lieu à d’autres études sur la réponse antiinflammatoire intestinale in vivo des activateurs de la phosphatase. Notre programme de recherche
pourrait donc permettre d’identifier la SHP-2 épithéliale et des tyrosines-phosphatases, qui seraient de
nouvelles cibles dans les traitements des MII.
Marika Sarfati
Centre de Recherche du Centre Hospitalier de l’Université de Montréal
Caractérisation des cellules dendritiques causant la maladie de Crohn
Les cellules dendritiques (CD) sont un type cellulaire spécialisé essentiellement présent dans les tissus
en contact avec l’environnement extérieur comme l’intestin. Elles permettent à l’organisme de
distinguer les menaces extérieures nuisibles de celles qui ne le sont pas. Par conséquent, en présence
d’une dérégulation des CD, ces cellules peuvent interpréter à tort un signal comme étant nuisible et
déclencher une réponse immunitaire, suscitant ainsi une inflammation chronique intestinale.
Nous avons récemment identifié une sous-population de CD (CD SIRP-α+) qui favorise l’inflammation
intestinale dans un modèle de souris de la maladie de Crohn (MC). L’identification de la version humaine
des CD SIRPα+ chez la souris pourrait augmenter nos connaissances sur l’apparition des MII. L’objectif
de cette étude est de caractériser ces CD dans les tissus intestinaux humains de la MC chez des patients
en bonne santé. L’étude permettra également de comparer la fonction de ces CD dans le sang par
rapport à celles isolées de tissus intestinaux.
En plus d’augmenter nos connaissances scientifiques sur les MII, ce projet pourrait aboutir à
l’établissement de nouvelles cibles thérapeutiques pour les patients atteints de MII.
Mark Silverberg
Mount Sinai Hospital
Les marqueurs génétiques des issues de la maladie de Crohn
La maladie de Crohn a des répercussions considérables sur les personnes qui en souffrent et sur le
système de santé, compte tenu de la fréquence des traitements médicaux et des chirurgies à long terme
qui s’imposent. L’avènement des technologies géniques à capacité élevée et des technologies du
génome dans les dernières années a permis de réaliser d’importants progrès dans la compréhension de
ces maladies. Cependant, ces progrès ont entraîné très peu d’avantages pour les personnes affectées.
Ce projet de recherche recourra à des technologies génétiques avancées pour appliquer les découvertes
scientifiques sur le plan clinique. Plus de la moitié des patients atteints de MC souffrent d’une maladie
incapacitante, à l’origine de fréquentes hospitalisations et chirurgies, ou d’incapacité au travail. Les MII
constituent le modèle pathologique ayant donné lieu aux plus nombreux progrès en recherche
génétique parmi toutes les maladies inflammatoires chroniques affectant l’humain. On a en effet pu
confirmer que les variantes de plus de 40 gènes étaient associées aux MII. L’objectif de ce projet est
d’appliquer les principaux progrès de la génétique liée aux MII aux recherches destinées à identifier les
personnes les plus sujettes à cette maladie grave et incapacitante.
À cette fin, le groupe d’étude des MII au Mount Sinai Hospital collaborera avec l’University of Calgary
IBD Center pour découvrir un ensemble de marqueurs génétiques. Grâce à une simple analyse de sang,
ces marqueurs permettront au personnel médical d’identifier à l’avance les personnes atteintes d’une
MC qui sont les plus susceptibles de présenter une maladie évolutive grave, et celles qui présenteront
une maladie légère et indolente. Nous pourrons ainsi mieux cibler les traitements et les examens, et
assurer aux patients les meilleurs résultats possible.
Bruce Vallance
Université de la Colombie-Britannique
La modélisation de la fibrose intestinale dans la maladie de Crohn
La maladie de Crohn se manifeste chez des personnes porteuses d’une prédisposition génétique,
lorsque leur système immunitaire est exposé à des bactéries intestinales. Malgré les progrès récents de
la médecine dans le traitement de la MC, d’importantes complications surviennent encore dans les
tissus cicatriciels qui se forment dans l’intestin enflammé des patients touchés par cette maladie.
La fibrose est le processus de formation de tissu cicatriciel visant à réparer les lésions tissulaires. Pour
des raisons encore peu claires, les processus normaux de fibrose dans l’intestin peuvent s’exacerber.
Ainsi, un grand nombre de cellules de réparation appelées « fibroblastes » se forment dans l’intestin, et
une protéine dite « collagène » est produite. Le collagène épaissit la paroi intestinale, provoquant des
occlusions qui empêchent les aliments de traverser l’intestin. Ces occlusions peuvent menacer le
pronostic vital et exiger une intervention chirurgicale.
Nous avons établi, au moyen d’un modèle de souris de la colite causée par des bactéries, que les
bactéries qui envahissent l’intestin peuvent déclencher une inflammation et une fibrose. Nous avons
découvert, étonnamment, que la réponse fibrosique pouvait être très rapide une fois que le système
immunitaire a détecté la présence de bactéries. Ce phénomène entraîne l’accumulation d’un grand
nombre de fibroblastes responsables d’occlusions intestinales graves, pour une raison qui nous échappe
encore.
À l’aide de modèles animaux développés, nos projets de recherche exploreront plus profondément la
manière dont les bactéries déclenchent la fibrose intestinale et les réponses de l’hôte. Par ailleurs, nos
recherches permettront d’éclaircir l’origine des fibroblastes producteurs de collagène. Ces études
devraient nous permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour prévenir la fibrose
intestinale et soulager ainsi cette maladie chez les patients atteints de MII.
Stephen Vanner
Université Queen’s
Analyse de nouvelles cibles de la douleur pour le traitement des patients souffrant d’une maladie
inflammatoire de l’intestin
La douleur abdominale est un problème très sérieux chez les patients souffrant de MII, mais nous ne
disposons toujours pas de médicaments efficaces dépourvus d’effets secondaires graves. Les
médicaments opioïdes (substance chimique présente dans le système nerveux central et le tractus GI)
peuvent être efficaces, mais ils sont dotés de certains effets secondaires très importants qui limitent
leur utilité. Les AINS (anti-inflammatoires non stéroïdiens) peuvent être efficaces, mais ils ont eux aussi
des effets secondaires, notamment la possibilité de déclencher des exacerbations de la maladie.
Dernièrement, deux nouvelles cibles très prometteuses, les canaux ioniques Nav 1.8 (ions sodiques) et
TRPV1 (essentiellement pour les ions calcium et magnésium), ont été découvertes dans les neurones
intestinaux détectant la douleur. On a trouvé qu’ils ont un grand potentiel dans le traitement de la
douleur inflammatoire. Des centaines de nouveaux composés ont été mis au point pour bloquer ces
canaux ioniques, et certains d’entre eux ont même été testés dans des essais cliniques précoces sur le
traitement de certains troubles inflammatoires.
Ce projet de recherche vise à éclaircir leur applicabilité au test des patients atteints de MII, de manière à
dégager plus d’information et à orienter les essais cliniques menés sur ces agents auprès de patients
atteints de MII. Nous étudierons les aspects de l’inflammation qui sont uniques aux MII chroniques :
notamment, la signalisation immunitaire intestinale qui peut libérer des facteurs augmentant et
diminuant la douleur, et les bactéries de l’intestin pouvant avoir des effets considérables sur les facteurs
qui modulent la douleur. Ensemble, ces études nous permettront de déterminer si l’inhibition des
canaux ioniques Nav 1.8 et TRPV1 reste efficace sous l’influence de facteurs uniques aux MII.
En outre, ces études nous permettront de découvrir de nouveaux mécanismes, qui pourront être ciblés
seuls ou avec des traitements existants. Enfin, les résultats nous serviront à mieux cerner le mode
d’action des opioïdes actuels pendant les MII. En attendant le lancement de nouveaux agents, cette
recherche nous renseignera sur le meilleur emploi de ces médicaments.
Nos études porteront à la fois sur des tissus de modèles animaux et des tissus humains provenant de
patients atteints de colite ulcéreuse et de la maladie de Crohn. Nous établirons un profil très détaillé des
médiateurs inflammatoires transmettant des signaux aux nerfs qui détectent la douleur dans l’intestin.
Ce projet aboutira aussi à d’importantes nouvelles données sur l’inflammation, et notamment l’utilité
des médiateurs dans nos modèles animaux comparativement aux tissus humains.
Elena Verdu
Université McMaster
Détection de la microflore et colite
Les bactéries intestinales représentent environ deux kilogrammes du poids corporel d’une personne. Les
bactéries sont bénéfiques pour l’hôte si elles restent confinées dans l’intestin, mais pas si elles
traversent en trop grand nombre la paroi intestinale et pénètrent l’organisme. Ce phénomène peut
provoquer une hyper-réaction du système immunitaire et une inflammation. Pour prévenir
l’inflammation, la paroi intestinale doit modérer efficacement le passage des bactéries intestinales.
Les MII sont favorisées par une réponse hyper-réactive du système immunitaire aux bactéries. De
nombreuses altérations génétiques (mutations) sont liées aux MII. La mutation la mieux caractérisée
concerne les protéines qui reconnaissent les bactéries : les « protéines NOD ». Certains patients atteints
de MII présentent également une dysfonction de la paroi intestinale.
Les interactions entre les gènes qui prédisposent aux MII, la fonction de la paroi intestinale et le type de
bactéries intestinales qui la traversent, ne sont pas bien compris. Dans le cadre de ce projet de
recherche, nous employons un modèle de souris dépourvu de récepteurs NOD. Nous avons découvert
que l’absence de NOD entraînait une dysfonction de la paroi intestinale et laissait des quantités
anormales de bactéries intestinales traverser la paroi intestinale vers l’organisme.
Nous nous proposons d’étudier l’importance de ce mécanisme dans la colite et d’identifier les bactéries
intestinales responsables de l’inflammation. Notre animalerie de l’Université McMaster possède des
colonies de souris complètement dépourvues de bactéries intestinales. Par un processus d’élimination,
nous pouvons tester différentes bactéries chez des souris exemptes de microbes et porteuses de
mutations NOD; nous pouvons aussi étudier les traitements possibles au moyen de bactéries bénéfiques
(des probiotiques).