A transcriptional approach to define new biomarkers : application to q fever

• Auteur / Autrice : Vikram Mehraj
• Direction : Jean-Louis Mège
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie humaine. Maladies infectieuses
• Date : Soutenance le 07/05/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche sur les maladies infectieuses et tropicales émergentes (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Daniel Olive
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Louis Mège, Daniel Olive, Geneviève Milon, Max Maurin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Geneviève Milon, Max Maurin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Activation des macrophages

Analyse sur microréseau

Analyse de profil d'expression de gènes

Protéines circadiennes Period

Régulation de l'expression des gènes

génétique

Horloges circadiennes

Biomarqueurs pharmacologiques

immunologie

Fièvre Q

Mots clés libres

Monocytes, polarisation, fièvre Q, endocardite, gènes circadiens

Monocytes, polarization, Q fever, endocarditis, circadian genes

Résumé

Les macrophages sont fonctionnellement polarisés en macrophages inflammatoires et microbicides (M1) ou immunorégulateurs (M2). Que les monocytes circulants soient polarisables n’est pas démontré. Nous avons étudié la signature transcriptionnelle par microarray et RT-PCR en temps réel de monocytes humains stimulés par l’IFN-γ, un inducteur des macrophages M1 et l’IL-4, un inducteur des macrophages M2. Leur profil de réponse précoce est dépendent de l’agoniste alors que la réponse tardive des monocytes est similaire qu’ils soient stimulés par l’IFN-γ ou l’IL-4. Cette approche dynamique de la réponse monocytaire permet probablement une étude bien plus pertinente des patients atteints d’une fièvre Q que le modèle de polarisation macrophagique. Par ailleurs, la prévalence de la fièvre Q est plus importante chez l’homme que chez la femme. Comme il a été montré que des gènes associés au cycle circadien sont modulés chez les souris infectées par Coxiella burnetii, la bactérie responsable de la fièvre Q, nous avons étudié ces gènes au cours de la fièvre Q. C’est ainsi que le gène Per2 est fortement exprimé chez les hommes atteints d’une fièvre Q aiguë. Ces résultats suggèrent donc que la modulation de gènes circadiens est associée à une maladie infectieuse chez l’homme. L’expression des gènes LNX1 and LNX2, qui codent deux enzymes impliquées dans le catabolisme des protéines, est accrue dans l’endocardite de la fièvre Q mais pas dans la fièvre Q aiguë.

Macrophages are functionally polarized into inflammatory and microbicidal (M1) and immunoregulatory (M2) cells. If circulating monocytes may be polarized is not known. We determined the transcriptional signatures of human monocytes stimulated with IFN-γ and IL-4, known to induce the polarization of macrophages into M1 and M2 cells, respectively, using microarrays and real-time RT-PCR. We found that monocytes exhibited an early pattern of activation specific to IFN-γ or IL-4 and a late pattern of activation common to both agonists. The selected biomarkers of early and late responses were tested in patients with Q fever. We showed that the kinetic model of monocyte activation enables a dynamic approach for the evaluation of patients with acute Q fever or Q fever endocarditis. On the other hand, it is known that the prevalence of Q fever is related to sex and is higher in men than in women. Based on previous studies on an experimental model of infection by Coxiella burnetii, the agent of Q fever, we hypothesized that circadian genes are differently modulated in men and women with Q fever. We showed that the expression of the Per2 gene was significantly increased in males with acute Q fever compared with healthy volunteers but did not differ in females with Q fever and healthy females. These results suggest that that the modulation of circadian genes is associated with a human infectious disease. We also found that the expression of LNX1 and LNX2 genes that encode two enzymes involved in protein degradation is increased in Q fever endocarditis but not in acute Q fever.