Préexposition aux particules diesel et syndrome de détresse respiratoire aiguë : impact sur la réponse immunitaire pulmonaire en phase tardive dans un modèle murin

Pre-exposure to diesel particles and acute respiratory distress syndrome: impact on the late-phase pulmonary immune response in a mouse model

• Auteur / Autrice : Gaëtan Piga
• Direction : Alexandre Gaudet
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé - MED
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2025
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'Infection et d'Immunité de Lille
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Immunité Pulmonaire

Mots clés

Mots clés libres

Pollution atmosphérique

Sdra

Dep

Immunité pulmonaire

Air pollution

Ards

Dep

Pulmonary immune response

Résumé

Rationnel : Les modèles actuellement en cours dans notre laboratoire suggèrent une altération du profil cellulaire et cytokinique pulmonaire en phase tardive du syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) en cas de pré-exposition aux particules Diesel (DEP). Nous retrouvions alors une diminution locale de cytokines pro-inflammatoires, une orientation de la réponse immunitaire vers la voie Th17, ainsi que la persistance d'une réponse cellulaire macrophagique, chargées en particules diesel. Nos objectifs sont ainsi de : 1/ préciser les conséquences de la pré-exposition aux DEP inhalées sur la réponse immunitaire observée lors de l'inoculation d'un pathogène, Pseudomonas aeruginosa, au cours du SDRA tardif, 2/ corréler le phénotype bactériologique et immunologique à l'intensité de la charge particulaire macrophagique dans les LBA (malgré une méthode d'instillation des DEP similaire pour chaque souris, la charge alvéolaire et tissulaire en polluants semble en effet différente sur nos premiers résultats). Méthodes : Nous utiliserons un modèle in vivo d'inflammation aiguë pulmonaire mimant le SDRA, induite par instillation trachéale de LPS, faisant suite à une préexposition par instillations intranasales de DEP, chez la souris C57BL/6. Les souris seront euthanasiées à 3 semaines post-instillation trachéale de LPS, afin de compléter dans un 1er temps l'étude des population cellulaires immunitaires et du profil d'expression cytokinique pulmonaire. Puis nous explorerons, suite à une inoculation de Pseudomonas aeruginosa sur Precision Cut Lung Slices (PCLS): 1) les capacités de bactéricidie de P. aeruginosa, 2) la réponse cytokinique par les cellules immunitaires pulmonaires suite à cette restimulation par un pathogène. Pour notre second objectif, la charge macrophagique et tissulaire en DEP sera mesurée sur des prélèvements cytologiques et histologiques, par une technique en cours de développement dans le laboratoire. Résultats attendus : Nous nous attendons à observer une altération des capacités d'endocytose, ainsi qu'un switch de la réponse immunitaire pulmonaire après inoculation de P. aeruginosa vers la voie Th17 chez les souris préalablement exposées aux DEP, le tout corrélé à l'intensité de l'exposition aux polluants. Perspectives : L'absence de phénotype permettant de prédire un pronostic tardif défavorable constitue un des principaux défis de la prise en charge du SDRA. Nous émettons l'hypothèse d'un rôle de la pollution atmosphérique sur ces évolutions péjoratives. Préciser la réponse immunitaire entrainée par une exposition aux DEP préalablement à la survenue d'un SDRA est une première étape. Ce projet est inclus dans un groupe d'études plus vaste de l'impact de la pollution atmosphérique en réanimation. Nous espérons mettre en évidence des cibles thérapeutiques précoces liées à l'exposition aux polluants, transposables in fine en pratique clinique, dans le cadre de notre approche translationelle.

Background: Current models in our laboratory suggest an alteration in the pulmonary cellular and cytokine profile in the late phase of acute respiratory distress syndrome (ARDS) in cases of pre-exposure to diesel exhaust particles (DEP). We then observed a local decrease in pro-inflammatory cytokines, a shift in the immune response towards the Th17 pathway, and the persistence of a macrophage cellular response loaded with diesel particles. Our objectives are therefore to: 1/ clarify the consequences of pre-exposure to inhaled DEP on the immune response observed during inoculation with a pathogen, Pseudomonas aeruginosa, during late ARDS, 2/ correlate the bacteriological and immunological phenotype with the intensity of the macrophage particle load in the BAL (despite a similar DEP instillation method for each mouse, the alveolar and tissue load of pollutants appears to be different in our initial results). Methods: We will use an in vivo model of acute pulmonary inflammation mimicking ARDS, induced by tracheal instillation of LPS, following pre-exposure by intranasal instillations of DEP, in C57BL/6 mice. The mice will be euthanized 3 weeks after tracheal instillation of LPS in order to first complete the study of immune cell populations and the pulmonary cytokine expression profile. Then, following inoculation of Pseudomonas aeruginosa on Precision Cut Lung Slices (PCLS), we will explore: 1) the bactericidal capacity of P. aeruginosa, 2) the cytokine response by pulmonary immune cells following this restimulation by a pathogen. For our second objective, the macrophage and tissue load in DEP will be measured on cytological and histological samples using a technique currently being developed in the laboratory. Expected results: We expect to observe impaired endocytosis capabilities, as well as a shift in the pulmonary immune response after inoculation with P. aeruginosa toward the Th17 pathway in mice previously exposed to DEP, all correlated with the intensity of exposure to pollutants. Outlook: The absence of a phenotype that can predict a poor long-term prognosis is one of the main challenges in the management of ARDS. We hypothesize that air pollution plays a role in these adverse outcomes. Clarifying the immune response triggered by exposure to DEP prior to the onset of ARDS is a first step. This project is part of a broader group of studies on the impact of air pollution in intensive care. We hope to identify early therapeutic targets linked to exposure to pollutants, which can ultimately be transposed into clinical practice as part of our translational approach.