Inflammation cutanée et borréliose de Lyme : rôle de l'immunité innée et de la tique dans la transmission à l'homme de Borrelia burgdorferi

Skin inflammation and Lyme disease : Role of innate immunity and the tick in the transmission to humans of Borrelia burgdorferi

• Auteur / Autrice : Claire Marchal
• Direction : Nathalie Boulanger, Benoît Jaulhac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Médiateurs de l'inflammation

Résistance aux maladies

Fibroblastes

Borrelia burgdorferi

Lyme, Maladie de

Résumé

La maladie de Lyme est une infection causée par un spirochète Borrelia burgdorferi et transmise à l’homme par piqûre de tique du genre Ixodes spp. La borréliose de Lyme est une zoonose qui transite entre l’arthropode et l’hôte vertébré. Elle sévit principalement dans l’hémisphère Nord où elle se manifeste par des désordres multisystémiques : atteintes articulaires, cutanées et cardiaques. La tique Ixodes est un arthropode hématophage qui se nourrit pendant 4 à 8 jours sur un hôte vertébré. Pour assurer son attachement et faciliter le repas sanguin, le vecteur injecte sa salive qui possède des propriétés pharmacologiques et immunosuppressives. Une protéine de salive de tique, Salp15, a été montrée comme essentielle pour la transmission B. Burgdorferi. Cette protéine inhibe l’activation des lymphocytes et la maturation des cellules dendritiques et se fixe à une protéine de surface majeure de B. Burgdorferi, OspC (Outer surface protein C), pour faciliter la transmission bactérienne et protéger les bactéries contre les anticorps de l’hôte. Dans les maladies à transmission vectorielle, l’interface cutanée possède un rôle très important. Nous avons donc analysé le rôle des cellules résidentes de la peau : les kératinocytes (KCs) et les fibroblastes (FBs) dans l’inflammation. L’immunité innée cutanée induit des peptides antimicrobiens (PAMs) qui tuent un large panel de pathogènes et qui ont des activités chimiotactiques et angiogéniques. Nous avons démontré que les KCs incubés in vitro avec B. Burgdorferi induisent une réponse inflammatoire (chimiokines et PAMs). Nous avons ensuite étudié l'effet immunosuppresseur potentiel des extraits de glandes salivaires et de la protéine de tique, Salp15 d’I. Ricinus. Nous avons trouvé que ceux-ci inhibent la réponse inflammatoire avec un effet antialarmine. Cet effet immunosuppresseur pourrait faciliter la transmission et la multiplication de Borrelia. Puis, nous avons étudié le rôle des FBs, cellules dermiques, dans la borréliose de Lyme. Nous avons montré que Borrelia induit l’expression de certaines métalloprotéases (MMPs) notamment lors de la coopération entre KCs et FBs. La bactérie pourrait ainsi migrer à travers la MEC de la peau et disséminer. Enfin nous avons étudié l'interaction des KCs avec différentes espèces de B. Burgdorferi : B. Garinii, B. Burgdorferi ss et B. Afzelii ou différentes souches pour étudier le rôle éventuel de la peau dans l'organotropisme de Borrelia.

Lyme disease is an arthropod borne disease transmitted by a hard tick, Ixodes spp. , and caused by a spirochetal bacteria Borrelia burgdorferi. It is a zoonotic organism that occurs between an arthropod, the tick and a vertebrate host. The disease prevails mainly in the Northern hemisphere. Infection by this organism induces multiple and varied symptoms : articular, neurologic, cutaneous and cardiatis attacks. The tick Ixodes is a hemotaphagous arthropod that had to attach during 4 to 8 days on the vertebrate host in order to feed to repletion. To secure the attachment and susceptibility of reservoir hosts for future tick infestations, the vector inject saliva which possesses not only pharmacologic properties but immunomodulatory too. Among these tick saliva proteins, Salp15 is a major immunomodulatory protein of I. Scapularis. It inhibits T lymphocyte activation by biding to the CD4 co-receptor, and inhibits adaptive immune responses by suppressing human dendritic cell functions. In addition, Salp15 binds to B. Burgdorferi outer surface protein (Osp) C and protect the bacteria against host antibodies. In vector-borne diseases, the interface skin has a very important role. We therefore analyzed the role of resident cells of the skin: the keratinocytes (KCs) and fibroblasts (FBs) in inflammation. Innate immunity induced skin antimicrobial peptides (PAMs) that kill a wide range of pathogens which have chemotactic and angiogenic activities. We have demonstrated that KCs incubated in vitro with B. Burgdorferi induce an inflammatory response (chemokine and PAMs). We then studied the effect of immunosuppressive potential of extracts of salivary glands and protein tick, Salp15 of I. Ricinus. We found that they inhibit the inflammatory response with effect anti-alarmin. This immunosuppressive effect could facilitate the transmission and propagation of Borrelia. Then, we studied the role of FBs, skin cells in Lyme borreliosis. We have shown that Borrelia induces the expression of some metalloproteinases (MMPs), during the cooperation between KCs and FBs. The bacteria may then migrate through the ECM of the skin and spread. Finally we studied the interaction of KCs with different species of B. Burgdorferi : B. Garinii, B. Burgdorferi ss and B. Afzelii or different strains to study the possible role of the skin in organ specimens of Borrelia.