Activation microgliale : mécanismes et conséquences à long terme

Microglial activation : mechanisms and long term consequences

• Auteur / Autrice : Stéphanie Sigaut
• Direction : Pierre Gressens
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes, populations, interactions. Neurosciences
• Date : Soutenance le 29/05/2017
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Maladies neurodéveloppementales et neurovasculaires (Paris ; 2005-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Richard Moreau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Gressens, Richard Moreau, Bruno Gonzalez, Jérôme Badaut, Claire Dahyot-Fizelier, Vincent Degos, Agnès Nadjar, Tarek Sharshar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bruno Gonzalez, Jérôme Badaut

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neuroprotection

Lésions encéphaliques

Alarmines

Neuro-inflammation

Microglie

Prématurés

Mots clés libres

HMGB1

Neuro-inflammation

Prematurity

DAMP

HMGB1

Résumé

La neuro-inflammation induite par l'inflammation systémique ou générée en réponse à une lésion cérébrale aiguë a des conséquences cliniques néfastes : elle est mise en cause dans l'aggravation des lésions cérébrales aiguës chez l'homme, aussi bien chez l'adulte que chez l'enfant. La microglie est l'effecteur cérébral principal de cette réponse inflammatoire, et peut présenter selon les situations un profil neurotoxique ou, au contraire, anti-inflammatoire et régulateur. La compréhension des mécanismes d'activation microgliale et de leurs conséquences est capitale pour une meilleure prise en charge des malades. La première partie de ce travail de thèse s'intéresse aux conséquences de l'inflammation néonatale associée à la prématurité sur la réponse microgliale à l'âge adulte, face à de nouvelles agressions cérébrales que sont l'inflammation systémique et les lésions cérébrales aiguës. Dans un modèle murin d'inflammation néonatale, nous avons mis en évidence d'importantes modifications du transcriptome microglial une fois ces souris adultes. De plus, un stimulus inflammatoire à l'âge adulte modifie le profil d'activation microgliale, le pic des marqueurs pro-inflammatoires et immuno-régulateurs survenant plus précocement et intensément, démontrant l'existence d'une mémoire du système immunitaire inné cérébral. Ces modifications dans le profil d'activation microgliale s'accompagnent dans un modèle de lésion cérébrale excitotoxique d'une majoration de la taille des lésions de la substance blanche. Un traitement par mélatonine des souriceaux prévient cette aggravation. La deuxième partie de ce travail a consisté à caractériser in vitro le profil d'activation microgliale en réponse à une stimulation par HMGB1, une alarmine relarguée lors de la mort cellulaire et donc présente en cas de lésion cérébrale aiguë mais aussi de lésions extra-crâniennes associées. Nous avons montré que le profil d'activation microgliale dépend du type d'HMGB1 utilisé. Les microglies exposées à la forme recombinante de chez Sigma présentent un profil transcriptomique proinflammatoire mais une baisse des taux de cytokines sécrétées dans le milieu. Ces résultats mettent en évidence l'importance de l'inflammation et de l'activation microgliale dans le pronostic des lésions cérébrales et offrent la possibilité de mettre en place des stratégies neuroprotectrices innovantes

Neuroinflammation induced by systemic inflammation or generated in response to acute brain injury has adverse clinical consequences: it is implicated in exacerbation of acute brain injury in humans, for adults as well as for children. Microglia is the main effector of this cerebral inflammatory response, and may present, depending on the situation, a neurotoxic or - on the opposite - anti-inflammatory and regulating profile. To decipher the mechanisms of microglial activation and their consequences is essential for better management of patients.The first part of this thesis focuses on the consequences of neonatal inflammation associated with prematurity on the microglial response in adulthood, in case of new cerebral aggressions such as systemic inflammation or acute brain injury. Relying on a mouse model of inflammation of the preterm infant, we have demonstrated drastic modifications of the microglial transcriptome once these mice are adults. Moreover, when an inflammatory stimulus occurs in adulthood, the microglial activation profile is altered, the peak of pro-inflammatory and immuno-regulatory markers occurring earlier, demonstrating the existence of a memory of the cerebral innate immune system. These changes in the microglial activation profile are accompanied in a model of excitotoxic brain injury by an increase of the white matter lesion size. Melatonin treatment of mice prevents the happening of this worse outcome. In the second part of this thesis, we characterized the microglial activation profile in vitro, in response to stimulation by HMGB1, a damage associated molecular pattern released during cell death and therefore present in acute brain injuries but also in associated extra-cranial injuries. We have shown that the microglial activation profile depends of the kind of HMGB1 used. Microglia exposed to Sigma recombinant form have a proinflammatory transcriptomic profile but a lower release of cytokines in the culture medium. These results highlight the importance of inflammation and microglial activation in the prognosis of brain injuries and offer the opportunity to implement innovative neuroprotective strategies