Thèse soutenue

Caractérisation des ostéoclastes inflammatoires : Nouvelles cibles thérapeutiques dans les maladies inflammatoires chroniques
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Auteur / Autrice : Maria-Bernadette Madel
Direction : Claudine Blin-Wakkach
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
Date : Soutenance le 22/10/2019
Etablissement(s) : Université Côte d'Azur (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Nice (1965-2019)
Laboratoire : Laboratoire de PhysioMédecine Moléculaire (Nice ; 2014-....) - Laboratoire de PhysioMédecine Moléculaire / LP2M
Jury : Président / Présidente : Dominique Heymann
Examinateurs / Examinatrices : Dominique Heymann, Frédéric Velard, Stoyan Ivanov, David Moulin
Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Heymann, Frédéric Velard

Mots clés

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Résumé

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Les ostéoclastes (OCLs) sont des cellules multinucléées responsables de la résorption osseuse physiologique et de la perte osseuse pathologique dans l'ostéoporose et l'inflammation chronique. Récemment, notre équipe a démontré que, les OCLs sont également des cellules immunocompétentes qui, selon leur origine et leur état inflammatoire, induisent différents types de réponse immune. En condition normale, les OCLs dérivent des monocytes (MNs) de la moelle osseuse et activent des lymphocytes T CD4+ régulateurs (OCLs tolérogéniques/t-OCLs). En condition inflammatoire, les OCLs proviennent des MNs inflammatoires ou des cellules dendritiques et activent des lymphocytes T CD4+ producteurs de TNF (OCLs inflammatoires/i-OCLs). Cependant, le phénotype et le rôle exact des i-OCLs dans la perte osseuse inflammatoire restent inconnus. Ce travail de thèse vise donc à mieux caractériser les i-OCL afin de comprendre comment ils contribuent aux différents processus inflammatoires et s'ils peuvent être ciblés spécifiquement pour limiter la destruction osseuse inflammatoire. Au début de ce travail, il n'existait aucune stratégie fiable pour purifier et analyser spécifiquement les OCLs matures. Nous avons donc établi une nouvelle méthode robuste de tri permettant l'étude de populations pures d'OCLs matures. Nous avons ainsi pu pour la première fois comparer les t-OCLs et i-OCLs purifiés dans une approche transcriptomique par séquençage d'ARN afin de mieux les caractériser et d'identifier des marqueurs spécifiques. Nos données montrent que les i-OCLs utilisent de façon plus importante la voie de différenciation ostéoclastique associée aux récepteurs Ig-like et surexpriment les gènes et les voies associées à la réponse immunitaire contre les microorganismes, en particulier les levures. L'activation de la signalisation des récepteurs à l'aide d'agonistes spécifiques des récepteurs ou de probiotiques de levure bloque spécifiquement la différenciation des i-OCLs sans interférer avec les t-OCLs in vitro et in vivo. Ces résultats révèlent de nouveaux mécanismes régulateurs de la perte osseuse inflammatoire et démontrent pour la première fois qu'il est possible d'inhiber certaines population d'OCLs sans affecter les autres. Ils établissent aussi l'effet protecteur des probiotiques de levure dans la destruction osseuse pathologique. Conformément à nos résultats précédentes, l'analyse par séquençage d'ARN a identifié le récepteur fractalkine CX3CR1 surexprimé dans les i-OCLs. Cependant, seule une faible proportion (25%) des i-OCLs expriment CX3CR1 (CX3CR1+). Nous avons déterminé le rôle des i-OCLs CX3CR1+ et CX3CR1neg par profilage transcriptomique et essais fonctionnels et montré que ces deux populations d'i-OCLs diffèrent significativement dans leur fonction de résorption et immunitaire. Nos résultats démontrent que les i-OCLs CX3CR1neg jouent un rôle inflammatoire majeur tandis que les i-OCLs CX3CR1+ sont des cellules immunosuppressives qui contrôlent l'inflammation. Ces résultats soulignent l'hétérogénéité des OCLs qui mérite d'être étudiée plus en détail.Cette thèse contribue à une compréhension approfondie des i-OCLs et des voies moléculaires sous-jacentes impliquées dans l'immunomodulation par les OCLs. Elle ouvre également une vision thérapeutique très nouvelle basée sur l'inhibition sélective de certaines sous-population d'OCLS pour lutter contre les pathologies associées à une destruction osseuse inflammatoire.