Etude des effets pro-allergisants des nanoparticules de silice amorphe en réponse aux pneumallergènes

Pro-allergenic effects of amorphous silica nanoparticles in response to pneumallergens

• Auteur / Autrice : Eléonore Guillet
• Direction : Armelle Biola-Vidamment
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Toxicologie
• Date : Soutenance le 01/12/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Inflammation, microbiome, immunosurveillance (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté de pharmacie (Orsay, Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Elias Fattal
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Françoise Pons, François Huaux, Eric Houdeau, Jacques-Aurélien Sergent
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Françoise Pons, François Huaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Allergènes

Cellules dendritiques

Nanoparticules de silice

Mots clés libres

Silice amorphe synthétique

Nanoparticules

Cellules dendritiques

Lymphocytes T

Bet v 1a

Signalisation

Synthetic amorphous silica

Nanoparticles

Dendritic cells

T cells

Bet v 1a

Signalisation

Résumé

Les nanoparticules de silice amorphe synthétiques (SAS-NP) sont largement utilisées dans les industries pharmaceutique, cosmétique, agro-alimentaire ou du bâtiment et des travaux publics. Les SAS-NP sont considérées comme sûres par la FDA. Cependant, du fait de leur taille nanométrique et de leur large utilisation, une meilleure évaluation de leur toxicité est nécessaire. L'objectif de ce travail de thèse a été d'évaluer l'effet des SAS-NP sur la réponse immunitaire adaptative. Nous nous sommes intéressés à l'effet des SAS-NP sur les cellules dendritiques (DC) ainsi qu'à leur effet sur l'immunisation contre un aéro-allergène très répandu et majoritaire dans le pollen de bouleau, Bet v 1a. Dans une première partie, nous avons évalué l'effet des SAS-NP sur le phénotype des DC, premier maillon de la réponse immunitaire adaptative. Nous avons montré que les SAS-NP se comportaient comme un signal de danger en induisant l'activation des DC marquée par une augmentation des molécules d'activation et de co-stimulation ainsi que la production de cytokines pro-inflammatoires. Nous avons alors évalué les voies de signalisation impliquées dans l'effet signal de danger observé. Nos résultats ont montré l'activation de la tyrosine kinase Syk qui semble consécutive à la formation de raft lipidiques. Dans un second volet du projet, nous avons mis en évidence une augmentation du répertoire de lymphocytes T (LT) CD4 naïfs spécifiques de Bet v 1a en présence de SAS-NPs. Nous avons également montré une augmentation de l'internalisation de Bet v 1a, qui reposerait sur un effet cheval de Troie. La modification du répertoire de LT CD4 naïfs spécifiques de Bet v1 a pourrait également s'expliquer par une modification de l'apprêtement de l'antigène ou la création de néo-épitopes lors de l'interaction avec les SAS-NP.In fine, notre travail propose un outil d'évaluation de l'immunotoxicité des SAS-NP. Une meilleure compréhension des mécanismes d'action aidera quant à elle à la conception de nanomatériaux plus sûrs.

Synthetic amorphous silica nanoparticles (SAS-NPs) are widely used in the pharmaceutical, cosmetics, food, and construction industries. SAS-NPs are considered as safe by the FDA. However, due to their nanoscale size and wide use, a better evaluation of their toxicity is needed. The purpose of this work was to evaluate the effect of SAS-NPs on the adaptative immune response. We were interested in the effect of SAS-NPs on dendritic cells (DCs) phenotype as well as their effect on immunisation against a widespread aeroallergen from birch pollen, Bet v 1a. First, we evaluated the effect of SAS-NPs on DCs, the first step in the adaptative immune response. We showed that SAS-NPs behaved as a danger signal by inducing DCs activation marked by an increase in activation and co-stimulation markers and the secretion of pro-inflammatory cytokines. In addition, we evaluated the signaling pathways involved in the observed danger signal effect. Our results showed the involvement of the tyrosine kinase Syk following lipid raft formation. Secondly, we demonstrated an increase in the repertoire of Bet v 1a-specific naïve CD4 T cells in the presence of SAS-NPs. We also showed an increase in Bet v 1a internalisation relying on a putative Trojan horse mechanism. The modification of the repertoire of Bet v 1a-specific naïve CD4 T cells could also be linked to a modification of antigen processing or to the creation of neo-epitopes upon the interaction of the allergen with the nanoparticles.Finally, our work proposes a tool for assessing the immunotoxicity of SAS-NPs. A better understanding of these mechanisms will help in the design of safer nanomaterials.