Acide hyaluronique et inflammation pulmonaire dans la mucoviscidose (CFILHA)

Hyaluronic acid and pulmonary inflammation in cystic fibrosis (CFILHA)

• Auteur / Autrice : Antony Hoarau
• Direction : Christelle Coraux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 24/06/2022
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie, Chimie, Santé (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pathologies Pulmonaires et Plasticité Cellulaire (P3Cell) - Inserm UMR-S 1250 (Reims, Marne)
• Jury : Président / Présidente : Michel Tarpin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christelle Coraux, Mohamed Benharouga, Carole Planès, Olivier Tabary, Michel Abely
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mohamed Benharouga, Carole Planès

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules épithéliales

Hyaluronique, Acide

Mucus

Maladies

Mutation (biologie)

Poumon -- Maladies

Gène de la mucoviscidose

Mucoviscidose

Mots clés libres

Remodelage

Mucoviscidose

Epithélium bronchique

Inflammation

Acide Hyaluronique

Cystic fibrosis

Inflammation

Airway cells

Hyaluronic acid

Remodeling

Résumé

La Mucoviscidose (Cystic Fibrosis, CF) est une maladie génétique rare à transmission autosomique récessive, due à des mutations du gène CFTR codant le canal chlore CFTR. Elle affecte différents organes sécréteurs notamment le tissu pulmonaire, générant une déshydratation, un épaississement et une accumulation de mucus qui entraine une altération de la clairance mucociliaire. La modification du mucus favorise des infections qui deviennent chroniques dans les voies aériennes et s’accompagnent d’une inflammation pulmonaire importante. Notre étude visait à analyser les effets de l’acide hyaluronique (HA) sur la modulation de l’inflammation bronchique dans la mucoviscidose dans le but de déterminer son rôle anti-inflammatoire potentiel dans cette pathologie ainsi que dans les pathologies respiratoires inflammatoires chroniques.Pour notre étude, nous avons utilisé des lignées de cellules épithéliales bronchiques humaines non-CF et CF ainsi que des cellules primaires bronchiques humaines issues de sujets non-CF et patients CF (mutation F508del/F508del). Le premier objectif de ma thèse a été d’étudier l’effet de l’AH de 40 kDa, en condition contrôle ou en contexte inflammatoire, sur la sécrétion d’IL-8 par les différentes cellules épithéliales cultivées en monocouche. Nos résultats montrent que, bien que l’HA ne modifie pas la sécrétion d’IL-8 par les lignées cellulaires, il entraine une réduction significative de cette sécrétion dans les cultures primaires bronchiques CF et non-CF soumises à une inflammation chronique. Le second objectif a consisté à définir l’effet anti-inflammatoire préventif et/ou curatif de l’AH de 40 kDa sur les cellules bronchiques en culture en monocouche mais également, pour les cellules épithéliales bronchiques primaires, en culture en interface air-liquide. Les résultats obtenus montrent que l’AH de 40 kDa ne semble pas présenter d’effet protecteur contre le développement de l’inflammation bronchique, mais réduit curativement l’inflammation des cellules épithéliales dans un contexte inflammatoire. Enfin, nous nous sommes intéressés aux mécanismes mis en jeu lors de ce processus, en ciblant spécifiquement les récepteurs CD44 et TLR-4, et la voie de signalisation NF-κB. Nos résultats montrent qu’en condition contrôle, l’HA de 40 kDa, tout en induisant une phosphorylation d’IκBα, n’entraine pas d’activation de NF-κB, alors qu’en condition inflammatoire, aucune activation d’IκBα ou de NF-κB n’est observée sous l’action de l’AH de 40 kDa.En conclusion, l’HA de 40 kDa a montré des propriétés anti-inflammatoires pour l’épithélium bronchique humain non-CF et CF inflammé, et pourrait ainsi présenter une activité pharmacologique bénéfique dans les pathologies respiratoires inflammatoires chroniques, en particulier la CF.

Cystic Fibrosis (CF) is an autosomal recessive genetic disease due to mutations in the CFTR gene encoding the CFTR chloride channel. CF affects various secretory organs, notably the lungs, leading to dehydration, thickening and accumulation of mucus in the airways, and consquently an alteration of the mucociliary clearance. This context favors airway chronic infections and inflammation. Our study aimed to analyze the effects of hyaluronic acid (HA) on the modulation of bronchial inflammation in cystic fibrosis in order to determine its potential anti-inflammatory role in this pathology as well as in chronic inflammatory respiratory diseases.For our study, we used non-CF and CF cell lines, as well as human primary bronchial epithelial cells from non-CF subjects and CF patients (F508del/F508del mutation). The first objective of my thesis was to study the effect of 40 kDa-HA, in control condition or in an inflammatory context, on the secretion of IL-8 by the different epithelial cells cultured as monolayers. Our results showed that, although HA does not modify IL-8 secretion by cell lines, it leads to a significant reduction of this IL-8 secretion in inflamed primary non-CF and CF bronchial cultures. The second objective was to define the preventive and/or curative anti-inflammatory effect of 40 kDa-HA on CF bronchial cells cultured as monolayers and, for primary bronchial epithelial cells, at the air-liquid interface. The results we obtained showed that 40 kDa-HA does not seem to exhibit a protective effect against the development of bronchial inflammation, but curatively reduces the inflammation of epithelial cells in an inflammatory context. Finally, we focused on the mechanisms involved in this process, specifically targeting the CD44 and TLR-4 receptors, and the signaling pathways. Our results showed that in control condition, 40 kDa-HA, while inducing phosphorylation of, does not lead to activation of NF-κB, whereas in inflammatory condition, no activation of IκBα or NF-κB is observed under the action of 40 kDa-HA.In conclusion, 40 kDa-HA exhibits anti-inflammatory properties for non-CF and CF inflamed bronchial epitheliums, and therefore may show beneficial pharmacological activity in chronic inflammatory respiratory diseases, especially in CF.