Etude des mécanismes de régulation de la voie de Signalisation de TLR4 par les microARN au niveau des épithéliums

Study of the mechanisms of regulation of the TLR4 signaling pathway by the microARNs in epithelial cells

• Auteur / Autrice : Malick Sadio
• Direction : Alain Vandewalle, Cécilia Chassin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé. Physiologie et physiopathologie
• Date : Soutenance le 25/07/2017
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche sur l'inflammation (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Michel Chignard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Vandewalle, Cécilia Chassin, Michel Chignard, Sonia Lacroix-Lamandé, Odile Devergne, Jean-Michel Goujon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sonia Lacroix-Lamandé, Odile Devergne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunité muqueuse

usage thérapeutique

Ciclosporine

Escherichia coli uropathogène

métabolisme

Récepteur de type Toll-4

génétique

microARN

Infections

Cellules épithéliales

Résistance aux maladies

Mots clés libres

Citrobacter rodentium

IRAK1

Résumé

Les cellules épithéliales jouent un rôle clé dans la mise en place et le maintien de l’homéostasie mais également dans les processus de défense contre les agents pathogènes, notamment via les récepteurs de l’immunité innée, comme le récepteur le Toll-like (TLR) 4. En effet, la stimulation de ce récepteur par son ligand, le lypopolysaccharide (LPS), le constituant majeur de la paroi des bactéries à Gram négatif, induit l’activation cellulaire et la production de médiateurs de l’inflammation, comme les cytokines et chimiokines pro-inflammatoires KC et MIP-2. Dans ce travail, j’ai étudié les mécanismes de régulation de la voie de signalisation du récepteur TLR4 au niveau des cellules épithéliales, notamment via, les microARN, de petits ARNs non codants qui peuvent réguler de manière extrêmement rapide et efficace l’expression de gènes cibles. Dans une première partie, en utilisant, une lignée de cellules du tubule collecteur rénal immortalisées, des cultures primaires de cellules de TC microdisséquées à partir de reins de souris transgéniques, ainsi qu’un modèle murin d’ITU ascendante, nous avons montré que la CsA induit l’expression du micro-ARN Let-7i, qui cible TLR4 et inhibe donc par conséquent l’activation cellulaire induite par le LPS. Dans une seconde partie, en utilisant une lignée de cellules épithéliales intestinales immortalisées ainsi qu’un modèle murin d’infection du tractus digestif par Citrobacter rodentium, nous avons pu montrer que l’IL-22 induit l’expression du miR-763 qui, en potentialisant la dégradation de la kinase IRAK1, une kinase clé de la voie de signalisation de TLR4, induit une inhibition de la voie de signalisation de TLR4 dans les cellules épithéliales intestinales. Mon travail de thèse a permis d’apporter un faisceau d’arguments montrant l’implication de microARN spécifiques dans la régulation de la voie de signalisation de TLR4 au niveau des épithéliums, suggérant que l’utilisation d’anti-miR synthétiques pourrait être efficace pour traiter certaines pathologies inflammatoires ou infectieuses.

Epithelial cells play a key role in the establishment and the maintenance of homeostasis, but also in the defense against pathogens, particulary via the receptors of innate immunity, such as the Toll-like receptor (TLR) 4. Indeed, the stimulation of this receptor by its ligand, the lypopolysaccharide (LPS), the major constituent of the wall of Gram-negative bacteria, induces cellular activation and production of inflammatory mediators, such as cytokines and pro-inflammatory chemokines KC and MIP-2. In this work, I studied the mechanisms of regulation of the signaling pathway of the TLR4 receptor in epithelial cells, specially via microRNAs, small non-coding RNAs which can regulate extremelys rapidly and efficiently the expression of genes. In a first part, using an immortalized renal collector tubule cell line, primary cultures of TC cells microdissected from transgenic mouse kidneys, as well as a mouse model of ascending UTI, CsA induces the expression of the Let-7i microRNA, which targets TLR4 and therefore inhibits the LPS induced cell activation. In a second part, using an immortalized intestinal epithelial cell line as well as a mouse model of Citrobacter rodentium digestive tract infection, we were able to show that IL-22 induces expression of miR-763 which, by potentiating the degradation of the kinase IRAK1, a key kinase of the TLR4 signaling pathway, induces an inhibition of the TLR4 signaling pathway in the intestinal epithelial cells. My thesis work has permitted to provide lines of evidence in the involvement of specific microRNAs in the regulation of the TLR4 signaling pathway in the epithelial cells, suggesting that the use of synthetic anti-miR could be effective to treat certain inflammatory or infectious diseases.