Étude de Muc5b dans la prévention des infections utérines et naissances prématurées chez la souris

Study of Muc5b in the prevention of infection-related preterm birth in mouse

• Auteur / Autrice : Guillaume Lacroix
• Direction : Jean-Luc Desseyn, Valérie Gouyer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Soutenance le 24/05/2022
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institute for Translational Research in Inflammation (Lille)
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Neiers
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Damien Subtil
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Céline Méhats

Mots clés

Mots clés contrôlés

Souris de lignée C57BL

Modèles animaux

Naissance prématurée

Mucine 5B

Mucus

Glaire cervicale

Vaginose bactérienne

Infections de l'appareil reproducteur

prévention et contrôle

Maladies de l'appareil génital féminin

Souris de laboratoire

Expérimentation animale

Modèles animaux

Accouchement prématuré

Mucines

Mucus

Mucus cervical

Vaginose bactérienne

Prévention

Organes génitaux femelles -- Infections

Mots clés libres

Mucus

Mucine

MUC5B

MUC5AC

Modèles murins

Naissance prématurée

Infection vagino-utérine

Bouchon de mucus cervical

Domaine CYS

Mucus

Mucin

MUC5B

MUC5AC

Mouse model

Preterm birth

Vaginouterine infection

Cervical mucus plug

CYS domain

Résumé

Les infections vagino-utérines sont à l'origine de 40 % des naissances prématurées. La cavité cervico-vaginale est tapissée par un mucus dont les fonctions sont multiples. Dans le vagin, ce mucus est essentiel pour la flore commensale. Pendant la grossesse, l'épithélium cervical produit un bouchon de mucus cervical (BMC) dont le rôle serait de prévenir l'ascension de la flore vaginale vers l'utérus afin de le garder stérile. Les mucines gélifiantes (MG) sont des macro-glycoprotéines sécrétées responsables des propriétés viscoélastiques du mucus.Nous montrons que le vagin de la souris non gravide, pendant le diœstrus, est particulièrement riche en mucus et qu'il contient les MG Muc5b et Muc5ac. Ce mucus avec ces deux MG est aussi retrouvé dans le vagin et le canal cervical de la souris gravide où il forme un BMC particulièrement dense et structuré. Le BMC de la souris Muc5b-/- est poreux. L'administration de bactéries pathogènes Escherichia coli O55 dans le vagin de souris Muc5b-/- induit une inflammation locale et 100 % de naissances prématurées, alors qu'aucune naissance prématurée n'est observée chez les souris WT infectées. Le pathogène est retrouvé que dans le BMC et les cornes utérines des souris Muc5b-/-, ce qui démontre qu'un BMC déficient pour Muc5b ne protège plus l'utérus contre les infections vaginales qui mènent aux naissances prématurées.Une des caractéristiques des MG MUC5B et 5AC est de posséder en multiples copies un domaine appelé domaine CYS, qui établiraient des interactions réversibles entre MG, renforçant le mucus. Afin de favoriser une flore vaginale protectrice, nous avons étudié la persistance du probiotique Lactobacillus plantarum dans le vagin murin. L. plantarum persiste mieux chez la souris gravide que non gravide. Afin d'enrichir le mucus vaginal en domaine CYS pour favoriser la flore protectrice, nous avons produit de la molécule constituée de 3 domaines CYS successifs par transfection d'un vecteur d'expression en cellules HEK. La molécule recombinante a été purifiée. Les faibles rendements et l'instabilité de la molécule ne permettent pas de tester son rôle dans les propriétés du mucus. Une nouvelle stratégie de production devra être élaborée.Les domaines CYS possèdent une séquence de C‑mannosylation WxxW. Des vecteurs d'expression codant un domaine CYS et une mini-mucine avec deux domaines CYS, mutés ou non sur la séquence de C-mannosylation, ont été transfectés dans des cellules COS‑7. Les résultats montrent que tous les domaines CYS doivent être C‑mannosylables pour la bonne sécrétion du domaine et de la mini-mucine.

Intrauterine infection during pregnancy is recognized as a leading cause (40%) of preterm delivery. Cervico-vaginal cavity is covered by a mucus which has multiple important functions. In vagina, mucus is essential for the commensal flora. During pregnancy, the cervical epithelium produces a cervical mucus plug. Cervical mucus plug is suggested to prevent vaginal flora ascension toward the uterine compartment, which must remains sterile. Gel-forming mucins (GFMs) are secreted macromolecules responsible of the mucus viscoelastic properties.We found that in mouse, during diestrus, vaginal epithelium produces the two GFMs Muc5b and Muc5ac, forming a vaginal mucus. During pregnancy, epithelium in both the vagina and cervical canal produce also the two GFMs Muc5b and Muc5ac and there is a CMP very dense and organized. The CMP is porous in Muc5b-/- mice. Intravaginal administration of Escherichia coli O55 leads to the activation of an inflammatory response in the uterus and 100% preterm births while none of the WT mice give birth before term. The pathogen was found in the CMP and uterus of Muc5b-/- mice but not of WT mice, suggesting that a Muc5b-deficient CMP can't protect uterus from ascending vaginal infections which lead to preterm birth.A characteristic of MUC5B and MUC5AC is to contain in multiple copies a protein domain named CYS domain. it is believed that CYS domains can interact with each other in a reversible manner, stiffening the mucus gel. To promote a protective vaginal flora in the mouse, we studied the vaginal persistence of a probiotic, Lactobacillus plantarum. We found that L. plantarum better persists in pregnant mouse than non pregnant mouse. To deliver CYS domains in the mucus vagina to increase the load of beneficial lactobacilli, we produced a recombinant molecule made of 3 successive CYS domains using HEK transfected cells. Recombinant molecule was purified. Low yield and instability of the molecule do not allow to test its role in the properties of mucus. A new strategy of production must be established.CYS domain always contains the C-mannosylation motif WxxW. Vectors expressing a single recombinant CYS domain and a mini-5B mucin with two CYS domain, mutated or not on the C-mannosylation motif, were transfected in COS-7 cells. Results show that all CYS domain must be C‑mannosylable for proper folding and secretion of the recombinant CYS domain and the mini-5B mucin.