Pro-inflammatory activity and adjuvant effect of Neutrophil Extracellular Traps in physiological and pathological context

Activité pro-inflammatoire et effet adjuvant des «Neutrophil Extracellular Traps» (NET) dans un contexte physiologique et pathologique

• Auteur / Autrice : Hamad Haidar ahmad
• Direction : Patrice Decker
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 01/03/2024
• Etablissement(s) : Paris 13
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Physiopathologie, cibles et thérapies de la polyarthrite rhumatoïde (Bobigny)
• Jury : Président / Présidente : Véronique Witko-Sarsat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Samuel Bitoun, Laura Gardano
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Luc, de Chaisemartin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neutrophiles

Lymphocytes B

Polyarthrite rhumatoïde

Mots clés libres

Activation polyclonal

Neutrophil extracellular traps

Damps

Polyclonal activation

Neutrophil extracellular traps

DAMPs

Résumé

Les neutrophiles activés (PNNs) expulsent des "Neutrophil extracellular traps" (NETs). Les NETs constituent un mécanisme de défense contre les agents pathogènes. Cependant, le rôle des NETs va au-delà de leur fonction antimicrobienne, avec des implications dans divers processus physiologiques et pathologiques, y compris les troubles auto-immuns. Une augmentation de la formation des NETs a été signalée dans la polyarthrite rhumatoïde (PR); une maladie inflammatoire chronique touchant les articulations. Nous avons précédemment montré que les NETs sont pro-inflammatoires sur les macrophages au repos. En effet, les NETs contiennent plusieurs molécules ayant des propriétés immunostumulatrices. Nous suggérons que les NETs agissent comme des motifs moléculaires associés aux dommages (DAMPs) sur les lymphocytes B en induisant leur activation polyclonale, indépendamment de la spécificité de l'antigène ; un nouveau mécanisme par lequel les NETs pourraient contribuer à la dérégulation immunitaire, en particulier dans le contexte de la PR. Nous avons démontré par cytométrie de flux, ELISA et séquençage des ARN (RNAseq) que les NETs pouvaient directement activer les cellules B totaux et naïves vers un profil pro-inflammatoire robuste, caractérisé par une production élevée de cytokines pro-inflammatoires et une surexpression de HLA-DR et des molécules de co-stimulation CD40 et CD86 qui sont importantes pour la fonction de cellules présentatrices d'antigènes (CPA). Cette activation est amplifiée chez les patients atteints de PR. Nous avons également montré que ce mécanisme est modulé par la présence des protéines C1q et de LL-37 mais qu'il ne nécessite pas le "Toll-like receptor 9" (TLR9). Au-delà de l'activation des cellules B, nos résultats mettent en lumière l'effet domino initié par les NETs. Les cellules B activées par les NETs agissent ensuite comme CPA et déclenchent l'activation des cellules T, renforçant ainsi la réponse immunitaire adaptative. Les cellules B activées par les NETs induisant également le recrutement et l'activation des neutrophiles. Cette interaction potentielle met en évidence la nature polyvalente des NETs au-delà de leur rôle conventionnel dans la défense antimicrobienne.

Activated neutrophils (PMNs) expel neutrophil extracellular traps (NETs). NETs serve as adefense mechanism against pathogens. However, the role of NETs extends beyond their antimicrobial function, with implications in various physiological and pathological processes, including autoimmune disorders. Increased NET formation has been reported in rheumatoid arthritis (RA); a chronic inflammatory disease affecting joints. We have previously shown that NETs are pro-inflammatory on resting macrophages. Indeed, NETs contain several molecules with immunostumulatory properties. We suggest that NETs act as damage-associated molecular patterns (DAMPs) on B lymphocytes inducing their polyclonal activation, independently of antigen specificity; a new mechanism by which NETs might contribute to immune dysregulation, particularly in the context of RA. We demonstrate by flow cytometry, ELISA and RNA sequencing (RNAseq) that NETs could directlyactivate total and naïve B cells toward a robust pro-inflammatory profile, characterized by high productionof pro-inflammatory cytokines and the upregulation of HLA-DR and the co-stimulatory molecules CD40and CD86 which are important for antigen presenting cell (APC) function. This activation is amplified in RA patients. We show also that this mechanism is modulated by the presence of C1q and LL-37 proteins, and didn't required the Toll-like receptor 9 (TLR9). Beyond B cell activation, our findings shed light on the domino effect initiated by NETs. NET-activated B cells subsequently act as APCs and trigger T cell activation, bolstering the adaptive immune response. NET-activated B cells also induce the recruitment andactivation of neutrophils. This potential crosstalk highlights the versatile nature of NETs beyond their conventional role in antimicrobial defense.