Signal défectueux du gène Sonic Hedgehog dans l’atrésie de l’œsophage avec fistule trachéo-œsophagienne

Auteurs : Troy L Spilde  ¹ , Amina M Bhatia, Sheilendra Mehta, Daniel J Ostlie, Mark J Hembree, Barry L Preuett, Krishna Prasadan, Zhixing Li, Charles L Snyder, George K Gittes

Traduction par Sabine Grataloup de la publication Defective sonic hedgehog signaling in esophageal atresia with tracheoesophageal fistula parue dans la revue Surgery en 2003

AVERTISSEMENT : cette traduction n’est fournie qu’à titre indicatif, le texte de référence de cette étude est celui d’origine en anglais dont le lien est fourni ci-dessus.

Citation: Spilde TL, Bhatia AM, Mehta S, Ostlie DJ, Hembree MJ, Preuett BL, Prasadan K, Li Z, Snyder CL, Gittes GK. Defective sonic hedgehog signaling in esophageal atresia with tracheoesophageal fistula. Surgery. 2003 Aug;134(2):345-50. doi: 10.1067/msy.2003.243. PMID: 12947339.

Résumé

Contexte : La pathogenèse de l’atrésie de l’œsophage et de la fistule trachéo-œsophagienne (EA/TEF) reste inconnue. Nous avons précédemment découvert qu’une atrésie œsophagienne initiale, suivie d’un schéma de ramification anormal (absent) de la branche médiane d’une trifurcation du bourgeon pulmonaire/trachéal, conduit à la découverte néonatale d’une TEF. Les souris présentant une mutation nulle du gène Hedgehog peuvent développer une EA/TEF, mais le mécanisme à l’origine de cette évolution est également inconnu. Étant donné que l’EA/TEF chez l’homme ne semble pas être due à des anomalies génétiques, une mutation du gène Hedgehog semble très improbable. Cependant, une anomalie de la signalisation Hedgehog causée par des effets environnementaux sur l’embryon humain pourrait être en cause. Nous avons étudié un modèle d’EA/TEF induit par un agent tératogène afin de déterminer le mécanisme par lequel une signalisation Hedgehog défectueuse peut conduire à une EA/TEF.

Méthodes : Nous avons injecté de l’adriamycine à des rates gravides afin d’induire une EA/TEF chez les embryons de rat. Nous avons d’abord quantifié l’expression des molécules de la voie de signalisation Sonic Hedgehog (Shh) à l’aide d’une réaction en chaîne par polymérase semi-quantitative en temps réel pour Shh, les récepteurs Shh (patched et smoothened) et les cibles intracellulaires en aval de ces récepteurs (membres de la famille Gli). Sur la base de ces résultats, nous avons ensuite développé un système de culture in vitro pour le TEF embryonnaire au jour 12 et manipulé la signalisation Shh à l’aide de Shh exogène ou d’inhibiteurs de Shh.

Résultats : Par réaction en chaîne par polymérase-transcriptase inverse, une différence unique entre le tractus fistulaire et les tissus témoins était que les niveaux d’ARN messager de Gli-2 (molécule de signalisation en aval de Shh) étaient beaucoup plus faibles dans le tractus fistulaire que dans l’œsophage adjacent (P = 0,002). Étonnamment, dans les expériences de culture, le tractus fistulaire a été induit à se ramifier par Shh exogène. Cette ramification de la fistule était inattendue et confirme davantage l’origine respiratoire présumée du tractus fistulaire, car le poumon normal, mais pas l’œsophage normal, s’est ramifié en réponse au Shh. L’inhibiteur de Shh n’a eu aucun effet, ce qui indique que c’est un défaut de signalisation, plutôt qu’un hyperfonctionnement du Shh, qui est déterminant pour le phénotype non ramifié du tractus fistulaire dans le TEF.

Conclusions : La récapitulation de la morphogenèse respiratoire par le tractus fistulaire de la FTE en présence de Shh exogène, associée à la réduction quantitative des niveaux endogènes normaux de Gli-2, suggère fortement qu’un des mécanismes de formation du tractus fistulaire est l’absence de signalisation Shh appropriée due à une déficience en Gli-2, avec pour conséquence une croissance caudale droite et non ramifiée du tractus fistulaire. Cette déficience peut être compensée par un excès de Shh exogène, rétablissant ainsi la morphogenèse respiratoire.