Rôles des forces mécaniques et de l'échec du collagène dans le développement de l'emphysème induit par l'élastase

L'emphysème provoque une destruction permanente des parois alvéolaires, entraînant une augmentation de l'espace aérien, une perte de la rétraction élastique, une diminution de la surface d'échange gazeux, une hyperexpansion pulmonaire et une augmentation du travail respiratoire. L'hypothèse la plus acceptée sur le développement de l'emphysème repose sur un déséquilibre de l'activité des protéases et des antiprotéases, conduisant à la dégradation de l'élastine dans le réseau de fibres de la matrice extracellulaire. Nous rapportons ici des rôles nouveaux pour les forces mécaniques et le collagène lors du remodelage du tissu pulmonaire dans un modèle de rat d'emphysème induit par l'élastase. Nous avons développé une technique pour mesurer les propriétés de contrainte-déformation des sections de tissu tout en visualisant simultanément la déformation du réseau élastine-collagène marqué par immunofluorescence. Nous avons trouvé que dans le tissu traité à l'élastase, un remodelage significatif conduit à un épaississement des fibres d'élastine et de collagène, et lors de l'étirement, les nouvelles fibres d'élastine et de collagène récemment déposées subissent des distorsions sensiblement plus grandes que dans le tissu normal. Nous avons également constaté que le seuil d'échec mécanique du collagène, qui fournit une stabilité mécanique au poumon normal, est réduit. Nos résultats indiquent que les forces mécaniques lors de la respiration peuvent entraîner l'échec de la matrice extracellulaire remodelée aux lieux de concentrations de contrainte et contribuent ainsi à la progression de l'emphysème.