Mieux appréhender les infections ostéo-articulaires à Cutibacterium acnes : étude de la réponse des polynucléaires neutrophiles

Toward a better management of Cutibacterium acnes bone and joint infections : study of polymorphonuclear neutrophil response

• Auteur / Autrice : Léa Thoraval
• Direction : Frédéric Velard, Fany Reffuveille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 01/12/2023
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie, Chimie, Santé (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biomatériaux et inflammation en site osseux (BIOS) (Reims, Marne)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Paget
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Velard, Fany Reffuveille, Olivier Lesouhaitier, Céline Mongaret, Jérôme Josse, Vanessa Granger
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Olivier Lesouhaitier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ostéoblastes

Expériences

Souris de laboratoire

Neutrophiles

Inflammation

Prothèses d'épaule

Prothèses -- Complications (médecine)

Os -- Infections

Microorganismes pathogènes

Invasion bactérienne

Infections

Mots clés libres

Infections ostéo-Articulaires

Cellules primaires humaines

Cutibacterium acnes

Inflammation

Biomatériaux

Bone and Joint Infection

Human primary cells

Cutibacterium acnes

Inflammation

Biomaterials

Résumé

Cutibacterium acnes (C. acnes) est un microorganisme commensal de la peau humaine saine responsable d’infections ostéo-articulaires sur prothèse, en particulier au niveau de l’épaule. L’apparition des signes cliniques de ce type d’infection est souvent retardée avec une symptomatologie frustre complexifiant le diagnostic et la prise en charge. L’objectif de ce travail était d’étudier le processus inflammatoire, et notamment la réponse de polynucléaires neutrophiles (PNN), induit par des souches cliniques de C. acnes. Nous avons démontré in vitro que les PNN détectent C. acnes sous forme planctonique et de biofilm. La présence des bactéries induit de façon dose-dépendante l’activation des PNN avec un effet majoré au contact de la souche clinique qui était, fait rare, à l’origine d’un profil inflammatoire lisible chez le patient dont elle était issue. Dans un modèle murin d’inflammation in vivo, les souches de C. acnes induisent le recrutement des leucocytes circulants jusqu’au site d’infection. Enfin, le modèle mimétique d’une infection en site osseux mis en place in vitro, suggère que C. acnes aurait la possibilité de se dissimuler au regard du système immunitaire par une internalisation au moins partielle dans les ostéoblastes. Les PNN sont toujours capables de détecter C. acnes, toutefois leur réponse ne diffère plus selon le profil clinique inflammatoire de la souche. Même si les mécanismes précis restent à élucider, il semblerait que les ostéoblastes tempèrent la réponse immunitaire à C. acnes. L’ensemble de ces résultats fournit des éléments de compréhension quant à l’interaction entre les cellules de l’hôte et C. acnes au cours d’une infection ostéo-articulaire.

Cutibacterium acnes (C. acnes) is a commensal skin bacterium, mainly incriminated in inflammatory acne but also involved in bone prosthesis infections, especially in the shoulder area. C. acnes infections present low-grade clinical symptoms that delay the diagnosis and complicate the management process. The aim of this work was to study the inflammatory process, in particular the polymorphonuclear neutrophil (PMN) response, triggered by clinical C. acnes strains. We have demonstrated in vitro that PMN detected C. acnes both in planktonic culture and biofilm state. Bacteria induced PMN activation in a dose-dependent manner, with a more sustained inflammatory response in the presence of a clinical strain that induced clinical signs of inflammation in the patient, which is an uncommon phenomenon in such infections. In a murine in vivo model of inflammation, C. acnes strains elicited the recruitment of circulating leukocytes to the infection site. Finally, the mimetic model of a bone prosthesis infection set up in vitro has suggested that C. acnes could evade the immune system through at least partial internalization into osteoblasts. PMN were still able to detect C. acnes strains, however with no longer difference according to their clinical inflammatory profile or not. Even if accurate mechanisms remain to be elucidated, these results show for the first time that osteoblasts may temper the immune response to C. acnes despite production of inflammatory mediators. These results provide new insights into the interaction between host cells and C. acnes during bone prosthesis infection.