Adénomyose : implication du système immunitaire

Adenomyosis : immune system involvement

• Auteur / Autrice : Mathilde Bourdon
• Direction : Charles Chapron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 17/11/2020
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Cochin (Paris ; 2002-....)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Batteux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Batteux, Hervé Fernandez, Arnaud Fauconnier, Geneviève Plu-Bureau, Marie Isabelle Streuli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hervé Fernandez, Arnaud Fauconnier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytokines

Système immunitaire

Endométriose

Mots clés libres

Adénomyose

Immunité

Notch

Cytokine

Métabolomique

Physiopathologie

Adenomyosis

Immunity

Notch

Cytokine

Metabolomics

Pathogenesis

Résumé

L'adénomyose est une pathologie chronique bénigne de l'utérus caractérisée par la présence de glandes endométriales et de stroma au sein du myomètre. C'est une maladie hétérogène, présentant des formes cliniques distinctes selon la localisation des lésions dans le myomètre. Cette maladie fréquente peut être responsable de symptômes invalidants comme des dysménorrhées, des saignements utérins anormaux et/ou une infertilité. Sa pathogenèse est très peu comprise aujourd'hui et plusieurs théories ont été proposées. Certaines suggèrent que le développement de l'adénomyose est de novo, à partir de reliquats müllériens ou de cellules souches. Néanmoins, selon la théorie la plus communément admise, l'adénomyose trouverait son origine dans la couche basale de l'endomètre avec une invagination de cellules entre les faisceaux musculaires. De multiples facteurs pourraient être impliqués dans l'initiation de cette invasion, et notamment des modifications immunitaires. Afin d'explorer l'implication du système immunitaire dans la pathogenèse de l'adénomyose, nous avons réalisé une revue systématique de la littérature portant sur les modifications immunitaires décrites dans l'adénomyose chez l'Humain. Cette analyse a montré la présence de changements immunitaire tant innés qu'adaptatifs, au niveau local utérin ou systémique chez les femmes atteintes d'adénomyose par rapport aux contrôles. Ensuite, nous avons étudié la concentration sérique systémique de cytokines selon la présence d'une adénomyose. Nous avons montré une diminution des taux sériques de cytokines pro-inflammatoires et immunorégulatrices (IL17F, IL23, IL25, IL31 et IL33) chez les femmes atteintes d'adénomyose par rapport aux contrôles.Nous avons ensuite étudié dans le sérum, le profil métabolique de femmes avec adénomyose. Celles-ci avaient un profil métabolique différent par rapport à celui des contrôles. Les métabolites différentiellement retrouvés semblaient impliqués dans l'activation immunitaire ainsi que dans la prolifération et la migration cellulaire. De plus, nos résultats ont suggéré qu'un certain nombre de voies métaboliques étaient spécifiques selon le phénotype d'adénomyose. Enfin, nous avons reproduit un modèle d'adénomyose murin, précédemment décrite par l'équipe de Guo S-W. Nous avons cherché à étudier dans ce modèle, le rôle des cellules immunitaires et de la voie NOTCH1 dans le développement de l'adénomyose, notamment via l'activation d'une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), phénomène décrit dans l'invasion du myomètre par des cellules endométriales dans l'adénomyose. Nous avons montré une augmentation de certains marqueurs de cellules immunitaires, notamment les macrophages M1 et les cellules Natural Killer à 30 jours et une augmentation des marqueurs des cellules T CD4+ à 60 jours de vie, dans l'utérus de souris adénomyosiques par rapport aux contrôles. Parallèlement, la protéine NOTCH1 activé ainsi que certains marqueurs de la TEM étaient augmentés, suggérant que les modifications immunitaires et l'activation NOTCH1 dans l'utérus pourraient être en lien avec le développement des lésions d'adénomyose. En conclusion, nous avons confirmé la présence de modifications immunitaires dans la pathogenèse de l'adénomyose, tant au niveau systémique que local au niveau de l'utérus. Nous avons mis en évidence dans l'adénomyose, un déséquilibre de la balance des cytokines systémiques anti-inflammatoires/pro-inflammatoires ainsi qu'un profil métabolique différent par rapport aux contrôles. Nous avons également montré une expression aberrante de plusieurs marqueurs des cellules immunitaires au sein de l'utérus de souris adénomyosiques au cours du développement de la maladie ainsi qu'une activation de la voie NOTCH1 et des signaux de TEM. Ces résultats confirment que certains médiateurs immuns sont impliqués dans la pathogenèse de l'adénomyose et probablement dans le processus d'invasion cellulaire des cellules endométriales vers le myomètre.

Adenomyosis is a chronic benign uterine disease characterized by the presence of endometrial glands and stroma within the myometrium. It is a heterogeneous disease, presenting various clinical forms, depending on the location of the ectopic lesions within the myometrium. Adenomyosis can be responsible for several symptoms such as dysmenorrhea, abnormal uterine bleeding and/or infertility. Its pathogenesis is a real conundrum and several theories have been proposed: development of adenomyosis lesion could initiate de novo from Mullerian rests or from stem cells. However, according to the most widely accepted theory, adenomyosis originates in the basal layer of the endometrium that invaginate between smooth muscle cells bundles into the myometrium. Multiple factors could be involved in initiating this invasion, including specific immune changes. In order to explore the involvement of the immune system in the pathogenesis of adenomyosis, we first carried out a systematic review on the immune changes described in adenomyosis in Humans. This analysis showed the presence of changes for both innate and adaptive immunity, locally, within the uterus or at a systemic level, in adenomyosis women compared to controls. Next, we studied the systemic serum concentration of cytokines according to the presence of adenomyosis. We have shown a decrease in serum levels of pro-inflammatory and immunoregulatory cytokines (IL17F, IL23, IL25, IL31 and IL33) in women with adenomyosis compared to controls. Then, we have studied in the serum, the metabolic profile of women with adenomyosis. Women with adenomyosis presented a different metabolic profile compared to disease-free counterparts. The metabolites with altered levels were involved in immune activation as well as cells proliferation and migration. In addition, our results suggested that a number of metabolic pathways were specific according to the adenomyosis phenotype. Finally, we have reproduced a murine model of adenomyosis, as previously described by the Guo S-W et al. We have investigated in this model the role of immune cells and NOTCH1 pathway in the development of adenomyosis, namely via the epithelial to mesenchymal transition (EMT), this latter phenomenon being described as involved in the invasion of endometrial cells within the myometrium in adenomyosis. We have shown an increase in the expression of some markers of immune cells, in particular M1 macrophages and Natural Killer cells at 30 days and an increase in CD4 + T cells markers at 60 days of life, in the uterus of adenomyosis affected mice compared to controls. At the same time, the activated NOTCH1 as well as some TEM markers were increased, suggesting that immune changes and NOTCH1 activation could be linked to the development of adenomyosis lesions in the uterus. In conclusion, we confirmed the presence of immune changes in adenomyosis pathogenesis - both at a systemic and at a local uterine level. We have demonstrated that an imbalance of anti-inflammatory / pro-inflammatory systemic cytokines occurred in adenomyosis women, in addition to a different metabolic profile, compared to controls. We have also shown an aberrant expression of several markers of immune cells in the uterus of adenomyosis affected mice during the development of the disease as well as an activation of the NOTCH1 pathway and TEM signals. These results confirm that some immune mediators are involved in the pathogenesis of adenomyosis and probably in the process of cellular invasion of endometrial cells within the myometrium.