Intestinal and skin homeostasis : targeting inflammation and cancer

Homéostasie de l’intestin et de la peau : cibles et modèles pour étudier l’inflammation et la carcinogenèse

Noura El Jamal (1)

1 Inflammation: mécanismes et régulation et interactions avec la nutrition et les candidoses

Intestinal and skin physiologies are quite similar as far as the homeostasis in both depends on complex interactions between the microbiota, the epithelium and the host immune system. Diverse regulatory mechanisms cooperate to maintain the equilibrium, and a breakdown in these pathways may precipitate pathological conditions. Glucagon like peptide 2 (GLP-2) represents one of the hot topics in research in intestinal physiology. Its dual function as an anti-inflammatory agent and growth factor has led to its consideration in therapeutic strategies and GLP-2 analogs are currently in clinical trials for several digestive diseases. The integrative responses to GLP-2 are mediated via the GLP-2 receptor (GLP-2R). Despite extensive research, precise tissue distribution of GLP-2R expression remains controversial both in rodents and humans. It is widely believed that GLP-2R expression is restricted to the gastrointestinal tract, mainly to the proximal bowel, despite the presence of few studies reporting extra-intestinal expression. Thus, to enhance our knowledge concerning the potential functions of GLP-2 analogs, a better understanding for GLP-2R expression is considered necessary. We therefore realized a panel of GLP-2R expression in mice tissues and in several human, murine and rat cells lines. Given the therapeutic beneficial effects of GLP-2 analogs in intestinal disorders, we investigated the intestinal expression of GLP-2R in mice models of chemically-induced colitis and in inflammatory bowel disease (IBD) patients. We demonstrated that GLP-2R is more widely expressed than expected with significant expression in several mice tissues including bladder, central nervous system, mesenteric adipose tissue, mesenteric lymph nodes, spleen, and liver. We also showed that the expression of GLP-2R in the gastrointestinal tract follows an increasing gradient toward the distal gut with highest expression in the colon and rectum. Interestingly, the intestinal expression of GLP-2R is significantly decreased in experimental mice models of colitis and in IBD patients which raised the point of the physiological role of GLP-2 analogs in digestive disease patients. Overall, previous hypotheses limiting GLP-2R expression and function to proximal bowel need to be revisited, and further studies should address the extra-intestinal biological function of GLP-2.

L’homéostasie des muqueuses intestinale et cutanée dépend des interactions complexes entre le microbiote, l’épithélium et le système immunitaire de l’hôte. Des mécanismes régulateurs divers coopèrent afin de maintenir l’équilibre physiologique, et un défaut dans ces mécanismes entrainent des situations pathologiques. Le glucagon like peptide 2 (GLP-2) est un neuropeptide caractérisé par des propriétés prolifératives et anti-inflammatoires. Le potentiel thérapeutique des analogues de GLP-2 est actuellement évalué dans des essais cliniques pour des maladies digestives. Les effets du GLP-2 dans l’intestin sont médiés par son récepteur GLP-2 receptor (GLP-2R). Malgré la présence des nombreuses études évaluant l’expression cellulaire et la distribution tissulaire du GLP-2R, celles-ci restent controversées, que ca soit chez l’homme ou les rongeurs. Il est admis que l’expression du GLP-2R était confinée au tube digestif, principalement à l’intestin proximal, malgré des études évoquant une expression extra-intestinale. Une meilleure compréhension de l’expression et de la distribution de GLP-2R est nécessaire pour élucider les fonctions biologiques de GLP-2. Nous avons réalisé une cartographie de l’expression de GLP-2R dans différents organes murins ainsi que dans des lignées immortalisées humaines et murines. Nous avons également évalué l’expression intestinale du GLP-2R dans 2 modèles de colites induites chez la souris et dans des biopsies intestinales des patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI). Nous avons démontré que GLP-2R était exprimé en dehors du tube digestif notamment dans la vessie, le système nerveux central, le mésentère, les ganglions mésentériques, la rate et le foie. Nous avons également montré que la plus forte expression de GLP-2R dans le tube digestif était détectée dans le colon proximal et le rectum. Dans les modèles murins de colites et chez les patients atteints de MICI, l’expression du GLP-2R était diminuée, notamment dans les zones inflammatoires. Ceci pose la question le rôle physiopathologique des analogues de GLP-2 dans les maladies inflammatoires digestives. En conclusion, les hypothèses précédentes considérant une expression du GLP-2R majoritaire dans le tube proximal doivent être reconsidérées. Les fonctions physiologiques extra-intestinales du GLP-2 doivent être explorés afin d’anticiper des effets indésirables extra-digestifs des analogues de GLP2.

Mots clés: Intestinal and skin physiologies; Bowel disease (IBD)

Mots clés: MICI

Domaines: Médecine humaine et pathologie

Noura El Jamal. Intestinal and skin homeostasis : targeting inflammation and cancer. Human health and pathology. Université du Droit et de la Santé - Lille II, 2012. English. ⟨NNT : 2012LIL2S023⟩. ⟨tel-00790621⟩