Autophagie, inflammation et toxicité des particules aluminiques dans un paradigme d’encéphalomyélite myalgique / syndrome de fatigue chronique

Autophagy, inflammation and toxicity of aluminum particles in a paradigm of Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome

• Auteur / Autrice : Jean-Daniel Masson
• Direction : Romain Gherardi, Guillemette Crépeaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 13/12/2021
• Etablissement(s) : Paris 12
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Créteil ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Mondor de Recherche Biomédicale (Créteil) - Institut Mondor de Recherche Biomédicale / IMRB
• Jury : Président / Présidente : André Picot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Romain Gherardi, Guillemette Crépeaux, Marie-Chantal Canivenc-Lavier, Guillaume Garçon, Cécile Vindis, Julie Peiffer
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marie-Chantal Canivenc-Lavier, Guillaume Garçon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Teneur en aluminium

Vaccins

Vaccination -- Complications (médecine)

Syndrome de fatigue chronique

Mots clés libres

Adjuvant aluminique

Autophagie

Inflammation

Toxicité

Souris

Encéphalomyélite myalgique/ Syndrome de Fatigue Chronique

Aluminum adjuvant

Autophagy

Inflammation

Toxicity

Mice

Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome

Résumé

La vaccination est une avancée majeure de la médecine moderne ayant permis d’éradiquer certaines maladies et d’endiguer la propagation de nombreuses autres. Malgré une bonne tolérance par la population générale, certains individus présentent des difficultés d’élimination des particules aluminiques utilisées comme adjuvant vaccinaux. Ces patients présentent une lésion histopathologique musculaire caractéristique, biopersistante sur le long terme et composée de cellules immunitaires présentant des inclusions intracellulaires de cristaux aluminiques. Cette lésion, associée à un ensemble d'arthromyalgie, de fatigue chronique et de troubles cognitifs, est appelée myofasciite à macrophages (MFM).Les vaccins à base d’aluminium sont des particules pseudo-infectieuses gérées comme des agents pathogènes par des cellules présentatrices d'antigènes via endocytose et élimination ultérieure par l'intermédiaire de la machinerie xéno/autophagique. Par ailleurs, la littérature scientifique a montré que l’oxy-hydroxyde d'aluminium, l’un des principaux adjuvants, peut perturber la réponse autophagique. Cela conforte l’idée que l’intolérance aux adjuvants aluminiques pourrait être la conséquence d’une interaction de type « gènes x environnement » reposant sur une déficience de l’autophagie dans les cellules de l’immunité comme facteur de susceptibilité individuelle aux particules d’aluminium d’origine vaccinale.Les réponses autophagiques et inflammatoires des cellules immunitaires isolées en réponse aux particules aluminiques n’étant pas totalement caractérisées parmi la population globale. Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit a donc eu pour premier objectif d’étudier ces réponses chez des individus sains avant de comparer les résultats avec ceux obtenus chez des individus atteint de MFM. Les données ont démontré que de nombreuses interactions entre les mécanismes d’endocytose, d’autophagie et d’inflammation sont mises en œuvre par les cellules de l’immunité en réponse à la présence de particules d’aluminium. Des expérimentations complémentaires seront nécessaires afin de caractériser finement les différentes intrications entre ces mécanismes. Cependant, certaines observations ont laissé entrevoir de subtiles variations de réponse au sein des cellules immunitaires des patients MFM exposées à des particules aluminiques. Ces cellules ont ainsi présenté un équilibre entre autophagie et endocytose penchant en faveur de l’endocytose et associé à une réponse inflammatoire réduite par rapport aux individus sains. Ces observations sont en accord avec la littérature scientifique actuelle et pourraient être principalement la conséquence plus que la cause de l’état de santé des patients MFM.Suite aux observations in vitro, des analyses exploratoires in vivo ont été menées afin de développer un modèle murin avec des perturbations de l’autophagie pour étudier l’importance de ce mécanisme dans la prise en charge et le devenir des particules aluminiques. Une étude longue a été réalisée pour tester l’efficacité d’un traitement pharmacologique (hydroxychloroquine) à perturber l’autophagie sans induire de toxicité. Nos résultats montrent que, bien qu’apparemment non toxique pour les animaux, le traitement utilisé n’a pas été en mesure de perturber l’autophagie sur le long terme. Par conséquent, l’étude de l’importance du mécanisme autophagique dans la translocation des particules d’aluminium a été réalisée en privilégiant un modèle de KO génétique. Les données ont confirmé les précédentes observations faites sans mettre en avant de rôle majeur de l’autophagie dans le déplacement des particules d’aluminium depuis le site d’injection initial, au regard du faible effectif d’animaux disponibles pour cette étude.En conclusion, ce travail a permis de mettre en évidence une prise en charge des particules aluminiques d’origine vaccinale d’une grande complexité, nécessitant une approche pluridisciplinaire pour être finement décrite.

Vaccination is a major advance in modern medicine that has eradicated some diseases and stemned the spread of many others. Despite good tolerance by the general population, some individuals have difficulties clearing aluminum particles used as vaccine adjuvants. These patients have a characteristic muscle histopathological lesion, biopersistening over the long term and composed of immune cells with intracellular inclusions of aluminum crystals. This lesion, associated with a set of arthromyalgia, chronic fatigue and cognitive impairment, is called macrophagic myofasciitis (MMF).Aluminum-based vaccines are pseudo-infectious particles managed as pathogens by antigen-presenting cells via endocytosis and subsequent elimination via xeno/autophagic machinery. In addition, the scientific literature has shown that aluminum oxy-hydroxide, one of the main adjuvants, can disrupt the autophagic response. This supports the idea that intolerance to aluminum adjuvants could be the consequence of a ''gene x environment'' interaction based on a deficiency of autophagy in immunity cells as a factor of individual susceptibility to aluminum particles of vaccine origin.The autophagic and inflammatory responses of isolated immune cells in response to aluminum particles are not fully characterized among the overall population. The first objective of the thesis work presented in this manuscript was therefore to study these responses in healthy individuals before comparing the results with those obtained in individuals with MMF. The data demonstrated that many interactions between the mechanisms of endocytosis, autophagy and inflammation are implemented by immunity cells in response to the presence of aluminum particles. Additional experiments will be necessary in order to finely characterize the different entanglements between these mechanisms. However, some observations have suggested subtle variations in response within the immune cells of MMF patients exposed to aluminum particles. These cells thus presented a balance between autophagy and endocytosis leaning in favor of endocytosis and associated with a reduced inflammatory response compared to healthy individuals. These observations are in agreement with the current scientific literature and could be primarily the consequence more than the cause of the health condition of MMF patients.Following in vitro observations, in vivo exploratory analyses were conducted to develop a mouse model with autophagy disturbances to study the importance of this mechanism in the management and fate of aluminum particles. A long study was conducted to test the effectiveness of a pharmacological treatment (hydroxychloroquine) in disrupting autophagy without inducing toxicity. Our results show that, although apparently non-toxic to animals, the treatment used was not able to disrupt autophagy in the long term. Therefore, the study of the importance of the autophagic mechanism in the translocation of aluminum particles was carried out by favoring a genetic KO model. The data confirmed previous observations made without highlighting a major role for autophagy in the movement of aluminum particles from the initial injection site, given the small number of animals available for this study.In conclusion, this work has made it possible to highlight a management of aluminum particles of vaccine origin of great complexity, requiring a multidisciplinary approach to be finely described.