Effet des bactéries associées à la maladie de Crohn sur la production des formes réactives de l'oxygène et l'expression des mucines de la muqueuse instestinale

Effect of bacteria associated with Crohn disease on the production of reactive oxygen species and mucin expression of mucosal bowel

• Auteur / Autrice : Imen Elatrech
• Direction : Jean-Claude Marie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et physiopathologie
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Escherichia coli

Mucines

Muqueuse intestinale

Maladie de Crohn

Résumé

Les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI), comme leur tu l'indique, sont caractérisées par une inflammation chronique de l'intestin. Elles son\\ principalement constituées de deux grandes maladies : la maladie de Crohn (MC) et la colite ulcéreuse ou rectocolite hémorragique (RCH). L'étiologie de ces MICI reste toutefois incertaine et sujette à différentes polémiques. Il existe plusieurs facteurs génétiques et environnementaux, tels que des changements dans la composition de la flore intestinale (dysbiose) et/ou une augmentation de la perméabilité intestinale qui jouent un rôle primordial dans le dysfonctionnement de l'immunité intestinale et peuvent également provoquer des lésions gastro-intestinales. Par ailleurs, les colites sont souvent associées à une altération de l'équilibre oxydo/réducteur qui est lié à la perturbation de la production des formes réactives de l'oxygène (FRO) produites par les complexes NADPH oxydases (NOX), donc elles sont liées à l'implication de ces complexes dans la défense de la muqueuse. Nos résultats convergent pour montrer que la bactérie AIEC LF82, qui a été prélevée et isolée d'un patient atteint de la MC, serait capable à la fois d'augmenter l'expression de NOX1 et sa sous-unité organisatrice NOXO1, ainsi que l'induction de la production des FRO dans les cellules épithéliales intestinales T84 en culture. Cette souche de E. Coli invasive augmente la production des FRO par les cellules T84 parmi d'autres souches de E. Coli testées. Cet effet de LF82 est inhibé par iodonium diphénylène (DPI) qui est un inhibiteur des flavoprotéines tels que les (NOX's), et de la N -acétylcystéine (NAC), qui est un antioxydant qui capte le H₂0₂. Cette production des FRO pourrait confirmer l'implication de NOX1 dans la production de H202 par les cellules intestinales, secondairement à la stimulation par la souche AIEC LF82. Notons qu'une telle production de FRO est absente avec le mutant LF82 ΔFimA, qui n'exprime pas le pili de typel et qui est connu pour avoir perdu la capacité d'adhérer et d'envahir les cellules épithéliales de l'intestin et les macrophages. Une autre souche de E. Coli non invasive Y54-1 semblerait aussi incapable d'induire la production des FRO ainsi que l'expression de NOX1. L'ensemble de ces résultats suggère que la production de 11202 par la NOX1 intestinale en réponse à l'invasion par la bactérie LF82 peut être impliquée lors des MICI. Nous avons également étudié l'effet des inhibiteurs de la production des FRO sur l'invasion, par la souche LF82, des cellules T84 ; nous avons montré que le DPI pourrait inhiber l'invasion par cette souche des cellules T84, ce qui suggère un rôle très important des flavoprotéines dans l'invasion bactérienne lors des MICI. Par ailleurs, les bactéries LF82 induisent une inhibition de l'expression des gènes codant pour les mucines (MUC2 et MUC5AC) des ales T84. Mais en présence du DPI, la bactérie devient moins efficace à inhiber expression des mucines suggérant un processus dépendant des FRO et de NOX1.

Chronic inflammatory bowel diseases (IBD) are characterized by chronic inflammation of the intestine. They represent two major diseases: Crohn's disease (CD) and ulcerative colitis (UC). The etiology of IBD remains unclear. There are several genetic and environmental factors and changes in the composition of the intestinal fora (dysbiosis) and / or increased intestinal permeability, which play a crucial role in the dysfunction of intestinal immunity and can also cause gastrointestinal lesions. Moreover colitis are often associated with an alteration of the Red/Ox balance, related to the disturbance of the production of reactive oxygen species (ROS) produced by the NADPH oxidase complex or NOX, so the involvement of this complex in the mucosal defense. Our results show among the different bacteria tested, an invasive and adherent strain: AIEC LF82 which was isolated from a patient with CD is able to increase the expression of NOX1, NOXO1 and the induction of ROS production in intestinal epithelial T84 cells in culture. This effect of AIEC LF82 is inhibited by diphenylene iodonium (DPI), which is an inhibitor of NADPH oxidase flavoproteins, and N-acetylcysteine (NAC), which is a scavenger of ROS. This ROS production could support the involvement of NOX1 in H202 production following stimulation by AIEC LF82. This production is absent with the mutant LF82 AFimA, which does not express pili typel and is known to have lost the ability to adhere and invade epithelial cells of the intestine and macrophages. Taken together, these results suggest that H202 production by intestinal NOX1 in response to the invasion of AIEC LF82 bacteria may be involved in IBD. We also studied the effect of ROS inhibitors on the invasion of the LF82 strain, in T84 cells; we showed that DPI could inhibit the invasion of this strain in T84 cells. This suggests an important role of flavoproteins in bacterial invasion in IBD. Furthermore, the AIEC LF82 induced an inhibition of mucin gene expression (MUC5AC and MUC2) in T84 cells. However, in the presence of DPI, this effect was less effective suggesting a process likely to be dependent on ROS and NOX1.