L'hétérogénéité fonctionnelle des fibroblastes du côlon révèle un double rôle des sous-types contractiles dans les lésions et la réparation

Dans le côlon, un épithélium monostratifié tapisse les cryptes, qui s’étendent dans la muqueuse sous-jacente. Ces cryptes sont entourées d’un réseau diversifié de fibroblastes qui jouent un rôle essentiel dans le maintien de l’homéostasie intestinale. Cependant, malgré l’importance de leurs fonctions, des incohérences dans la nomenclature et l’absence de marqueurs spécifiques ont freiné la classification et la compréhension fonctionnelle des fibroblastes intestinaux.Pour répondre à cette problématique, nous avons réalisé un séquençage d’ARN à cellule unique (scRNA-seq) de la muqueuse colique de souris et identifié six sous-populations distinctes de fibroblastes, chacune définie par une signature transcriptionnelle unique, une spécialisation fonctionnelle et une distribution spatiale spécifique. Notre analyse a permis de distinguer les fibroblastes principalement impliqués dans la synthèse et le remodelage de la matrice extracellulaire et ceux présentant de fortes propriétés contractiles. Nous avons aussi identifié des sous-groupes de fibroblastes sécrétant des cytokines favorisant soit la différenciation épithéliale, soit le maintien des cellules souches, indiquant ainsi une compartimentation fonctionnelle. Par ailleurs, l’intégration de nos données avec des données publiques de scRNA-seq nous a permis de proposer une nomenclature standardisée et consensuelle pour les fibroblastes intestinaux, facilitant ainsi une communication scientifique plus claire et faisant progresser la compréhension de la biologie des fibroblastes du côlon en homéostasie.Sur cette base, nous avons étudié la pertinence fonctionnelle de la contractilité des fibroblastes dans l’homéostasie en délétant conditionnellement le gène Myh9, qui code la chaîne lourde de la myosine IIA non musculaire, dans les fibroblastes αSMA+. La perte de Myh9 a entraîné une réduction de l’activité de la myosine IIA et une modification de la morphologie des fibroblastes, accompagnées de légers changements dans l’architecture tissulaire, tels qu’une augmentation de la taille des cryptes et une diminution de leur densité.L’analyse scRNA-seq des souris Myh9 knockout (KO) a révélé que la perte de contractilité n’a pas conduit à l’apparition ou à la disparition de sous-types spécifiques de fibroblastes. Elle a plutôt induit une reprogrammation transcriptionnelle significative au sein de certaines populations, modifiant notamment les voies de signalisation liées à l’inflammation.Pour évaluer les conséquences fonctionnelles d’une contractilité altérée des fibroblastes lors de la lésion et de la réparation, nous avons utilisé deux modèles complémentaires de lésion. En cas de lésion mécanique aiguë, les souris Myh9-KO présentaient une perte accrue de cryptes, ce qui indique que les fibroblastes contractiles jouent un rôle mécanique protecteur des cryptes sous stress physique. En revanche, dans le modèle de colite induite par le DSS, les souris Myh9 KO étaient protégées contre une inflammation sévère, montrant une perte de poids moindre, une réduction de l’ulcération et une régénération accrue. Ces résultats suggèrent que la contractilité des fibroblastes, bien qu’elle soit protectrice sous contrainte physique, peut aggraver les colites, et que son inhibition pourrait favoriser la réparation muqueuse.Pour conclure, notre étude propose une cartographie unifiée de l’hétérogénéité des fibroblastes intestinaux et définit, sur le plan fonctionnel, la contractilité des fibroblastes αSMA⁺ comme un régulateur clé de l’architecture épithéliale et de la réponse aux lésions. Ces résultats soulignent la nature duale des fonctions des fibroblastes dans l’intestin et mettent en avant le potentiel de cibler la contractilité fibroblastique comme nouvelle stratégie thérapeutique dans les maladies inflammatoires et fibreuses de l’intestin.