Stress osmotique et production de cytokines proinflammatoires dans une lignée cellulaire intestinale Caco-2/TC7

Osmotic stress and the production of proinflammatory cytokine in intestinal epithelial line cells Caco-2/TC7

• Auteur / Autrice : Aurélie Hubert-Buron
• Direction : Alain Lavoinne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tyrosine kinases

Protéines kinases

Entérocytes

Cellules intestinales

Osmorégulation

Stress

Chimiokines

Cytokines

Résumé

L'intestin est un organe clé dans les réponses immunitaire et inflammatoire. La réponse inflammatoire intestinale, qu'elle soit locale ou dans le cadre d'une réponse systémique, peut par la production importante et non contrôlée des médiateurs de l'inflammation avoir un effet délétère, entraînant des lésions intestinales. Dans ce travail, nous avons étudié l'effet d'un stress osmotique, qu'il soit hypo- ou hyper-osmolaire, sur la production de deux cytokines proinflammatoires, l'IL-6 et l'IL-8, par les cellules de la lignée cellulaire intestinale Caco-2/TC7. Nous avons ensuite comparé l'effet inducteur du stress osmotique à celui de stimuli proinflammatoires connus et également étudié les effets potentiels de synergie ou d'additivité de tels stimuli inflammatoires. Enfin, nous avons essayé de préciser la voie de signalisation impliquée dans l'effet du stress osmotique en se focalisant sur l'IL-8. Pour cela, nous avons étudié l'implication potentielle de différentes MAPK ainsi que celle de protéine tyrosine kinases. L'ensemble des résultats montre que les cellules Caco-2/TC7 produisent de façon constitutive la chimiokine IL-8 et que la production de celle-ci est minimale en condition isoosmolaire. A l'opposé, aucune production d'IL-6 n'est détectable dans ces conditions expérimentales. Le stress osmotique, qu'il soit hypo- ou hyper-osmolaire, entraîne une augmentation de la production d'IL-8 et induit celle d'IL-6. Les résultats montrent également que la variation de l'osmolarité du milieu induit un effet stimulateur sur les productions d'IL-6 et d'IL-8, effet qui est, au moins en partie, additif à celui de l'IL-1b. Concernant le stress hypoosmolaire, l'ensemble des résultats montrent qu'une protéine kinase de la famille JNK et que la déphosphorylation d'une protéine sur un résidu tyrosyle sont impliquées dans la voie de signalisation de ce type de stress. De plus, le stress hypoosmolaire agit, au moins en partie, par activation du facteur NF-kB. Concernant le stress hyperosmolaire, aucune des trois protéines MAP Kinases étudiées (p38MAPK, JNK et p42/44MAPK) n'est impliquée dans ce type de stress. De même, la phosphorylation d'une protéine sur un résidu tyrosyle n'est pas spécifiquement impliquée dans l'effet du stress hyperosmolaire. La voie de signalisation mise en jeu lors d'un stress hyperosmolaire reste donc à identifier. En conclusion, ces résultats démontrent que le stress osmotique per se est un signal de type proinflammatoire dans les cellules Caco-2/TC7 et suggèrent qu'un osmosensor pourrait exister dans les cellules épithéliales intestinales

The intestine play a key role in the immune and inflammatory response. Local or systemic intestinal inflammatory response could be deleterious by the uncontrolled and massive production of inflammatory mediators leading to intestinal damages. In the present study, the effect of hyper- and hypoosmotic stresses on the production of two proinflammatory cytokines, IL-6 and IL-8 were investigated in the intestinal epithelial cell line Caco-2/TC7. We also studied the potential additivity of to that induced by proinflammatory cytokines and tried to specify the signalling pathway involved in the effect of osmotic stress focusing on IL-8 production. For this purpose, different MAPK and protein tyrosine kinases pathways have been investigated. The results obtained show that Caco-2 cells constitutively produce the chemokine IL-8. IL-8 production is minimal under isoosmolar condition whereas IL-6 production is undetectable under these experimental conditions. Hyper- and hypoosmotic stresses both (i) enhance the endogenous production of IL-8 and induce that of IL-6, and (ii) reinforce cytokine production induced by IL-1ß. Regarding the hypoosmotic stress, the results show the involvement of (i) the protein c-jun-NH2-terminal kinase (JNK) and (ii) the protein tyrosine kinase. This is not the case for hyperosmolarity. The signalling for hyperosmotic stress remains still unknown. Moreover, hypoosmotic stress acts partially through activation of the transcription factor. Taken together, these results demonstrate that osmotic stress is a proinflammatory signal in Caco-2 cells and suggest that an osmosensor might specifically exist in intestinal epithelial cells.