Etude de la modulation des cellules myeloïdes murines au cours de l'endotoxémie

Study of endotoxemia-induced myeloid cells modulations during endotoxemia

• Auteur / Autrice : Corentin Lasseaux
• Direction : Lionel Poulin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 26/09/2017
• Etablissement(s) : Lille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Center for Infection and Immunity of Lille - Centre d’Infection et d’Immunité de Lille (CIIL) - U1019 - UMR 8204

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inflammasomes

Hématopoïèse

Dissertations universitaires

Système phagocytaire mononucléé

Hématopoïèse

Système des phagocytes mononucléés

Mots clés libres

Système phagocytaire mononuclée

Endotoxémie

Interféron de type 1

Inflammasomes

Hématopoïese

Haematopoietis

Endotoxemia

Inflamasome

Résumé

La septicémie est un syndrome complexe au cours duquel une infection systémique conduit à une inflammation exacerbée et une immunosuppression pouvant mener au développement d’infections secondaires. La progression de ce syndrome est corrélée avec une diminution marquée du nombre de cellules immunitaires protectrices, notamment les cellules dendritiques (DC). Des études sur des modèles précliniques murins ont montré que restaurer les effectifs ou la fonction des DC permettait de diminuer l’immunosuppression et la susceptibilité aux infections. Les DC conventionnelles (cDC) et les monocytes font partie du système des phagocytes mononucléés, cruciaux à l’homéostasie et en conditions pathologiques. Les cDC ont un rôle de présentation des antigènes et d’orchestration globale du système immunitaire. Les monocytes et leurs dérivés ont un rôle d’assainissement des tissus et de régulation locale de l’immunité. Les monocytes peuvent également développer des fonctions homologues à celles des cDC dans certaines conditions. Cependant, de récentes études ont montré que les DC pouvaient avoir des rôles différents voire antagonistes selon leur ontogénie.Ces cellules proviennent chez l’adulte d’un précurseur hématopoïétique bipotent restreint à ces deux lignées, le MDP (Monocyte and DC progenitor). Il est connu qu’une infection systémique induit la génération massive de cellules myéloïdes au détriment des lymphocytes. Ce mécanisme est parfois appelé myélopoïèse d’urgence. Historiquement, la distinction des cDC des cellules dérivées de monocytes a été compliquée par le phénotype très proche de ces différentes populations. C’est pourquoi beaucoup d’études analysant l’impact des septicémies sur les DC n’ont pas évalué en détail les sous populations impliquées. De récentes avancées ont été réalisées concernant l’identification cDC et des cellules dérivées de monocytes ainsi que de leurs précurseurs hématopoïétiques. Nous avons alors cherché à évaluer si le processus de myélopoïèse d’urgence favorisait certaines populations de phagocytes mononucléés, dans un modèle murin d’endotoxémie.Au cours de cette étude, nous avons montré que la présence systémique de lipopolysaccharides (LPS) induit la génération de cellules présentatrices d’antigènes d’origine monocytaire (Mo-APC) dans la rate. Ce phénomène est corrélé avec une diminution du nombre des cDC splénique. Contrairement à la diminution des cDC, la génération des Mo-APC est dépendante de la signalisation des IFN de type I. De plus, nous avons observé que le LPS permet l’induction d’une monopoïèse active dans la moelle osseuse, dépendamment des IFN de type I.En parallèle, nous avons souhaité étudier une voie de détection du LPS intracellulaires récemment mise en évidence et potentiellement impliquée dans la diminution du nombre des cDC suite à l’injection de LPS. Cette voie de détection impliquée dans la létalité de l’endotoxémie active l’inflammasome non canonique induisant la mort cellulaire de type pyroptose et la production de cytokines pro-inflammatoires. Nous avons observé que cette voie de signalisation ne semblait pas impliquée dans la diminution de l’effectif des cDC spléniques suite à l’injection de LPS. Cependant, un criblage à haut débit a révélé des régulateurs potentiels de l’inflammasome non canonique, et en particulier au niveau de la production des cytokines pro-inflammatoires.Dans leur ensemble, ces travaux de thèse contribuent à l’amélioration des connaissances concernant la plasticité des précurseurs hématopoïétiques du système des phagocytes mononucléés en condition pathologique. A l’avenir, ces connaissances pourraient permettre le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à limiter l’immunosuppression des patients via la manipulation de la myélopoïèse et des phagocytes mononucléés.

Sepsis is a complex syndrome in which systemic infection leads to exacerbated inflammation and immunosuppression that can lead to the development of secondary infections. The progression of this syndrome is correlated with a marked decrease in the number of protective immune cells, especially dendritic cells (DCs). Studies on preclinical mouse models have shown that restoring the numbers or function of DCs decreased immunosuppression and susceptibility to infections.Conventional DC (cDCs) and monocytes are part of the system of mononuclear phagocytes, important in homeostasis and pathological conditions. Conventional DCs have a role of antigen presentation and overall orchestration of the immune system. Monocytes and their derivatives have a role of tissue cleaning and local regulation of immunity. Monocytes can also develop functions homologous to those of cDCs under certain conditions. However, recent studies have shown that DC may have different or even antagonistic roles depending on their ontogeny.These cells originate from a bipotent hematopoietic precursor restricted to these two lineages, the MDP (Monocytes and DCs progenitor). It is known that systemic infection induces the massive generation of myeloid cells at the expense of lymphocytes. This mechanism is sometimes called emergency myelopoiesis. Historically, the distinction of cDCs from cells derived from monocytes has been complicated by the very similar phenotype of these different populations. This is why many studies analysing the impact of septicemia on DCs have not evaluated the subpopulations involved in details. Recent advances have been made in the identification of cDCs and cells derived from monocytes as well as their respective haematopoietic precursors. We then sought to re-evaluate whether the emergency myelopoietic process favoured certain populations of mononuclear phagocytes in a murine model of endotoxemia.In this study, we have shown that the systemic injection of lipopolysaccharides (LPS) induces the generation of antigen-presenting cells of monocytic origin (Mo-APC) in the spleen. We observed a parallel decrease in splenic cDCs numbers. In contrast to the decrease of cDCs numbers, Mo-APC generation is dependent on type I IFNs signalling. Moreover, we observed that LPS allows the induction of active monopoiesis in the bone marrow, depending on type I IFNs signalling.In parallel, we studied a recently discovered detection pathway for intracellular LPS potentially implicated in the reduction of cDCs number following LPS injection. This detection pathway is implicated in the lethality of LPS induced endotoxic shock. It activates the non-canonical inflammasome inducing pyroptotic cell death and the production of pro-inflammatory cytokines. We observed that this signaling pathway did not appear to be involved in the reduction of the splenic cDCs following LPS injection. However, high-throughput screening revealed potential regulators of non-canonical inflammasome, and in particular in the production of pro-inflammatory cytokines.Overall, this work contributes to the improvement of our knowledge concerning the plasticity of haematopoietic precursors of mononuclear phagocytes system in pathological conditions. In the future, this knowledge could allow the development of new therapeutic strategies aimed at limiting the immunosuppression of patients through the manipulation of myelopoiesis and mononuclear phagocytes.