Immunité innée et inflammasome : rôle des signaux de dangers endogènes

par Nicolas Riteau

Thèse de doctorat en Science du vivant. Immunologie

Sous la direction de Isabelle Couillin et de Bernhard Ryffel.

Soutenue le 22-09-2011

à Orléans , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences et technologies (Orléans) , en partenariat avec Immunologie et embryologie Moléculaire (laboratoire) .

Le président du jury était François Erard.

Le jury était composé de Isabelle Couillin, Bernhard Ryffel, François Erard, Fabio Martinon, François Rassendren, Sahil Adriouch, François Huaux.

Les rapporteurs étaient Fabio Martinon, François Rassendren.


  • Résumé

    La théorie du danger développée par Polly Matzinger stipule que l’attrait principal du système immunitaire ne réside pas dans la distinction entre le soi « à protéger » et le non-soi « à combattre ». Toute situation potentiellement délétère pour l’hôte, avec émission de signaux de dangers endogènes, est à ce titre capable de générer une réponse immunitaire afin de mobiliser les acteurs capables de permettre un retour à une situation basale. L’exposition des poumons de façon répétée à des agents toxiques environnementaux se traduit par une inflammation et une fibrose pulmonaire en condition stérile, c'est-à-dire sans intervention de micro-organisme. L’administration de Bléomycine dans les poumons de souris est un bon modèle pour étudier les molécules endogènes ou signaux de dangers engagés et les voies de signalisations associées. Nous avons identifié l’ATP extracellulaire et l’acide urique, provenant des cellules stressées ou endommagées, comme capables d’induire l’activation d’un complexe protéique cytoplasmique appelé inflammasome Nlrp3. Celui-ci conduit à la maturation de l’interleukine-1β, cytokine pro-inflammatoire. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés aux mécanismes moléculaires d’activation de l’inflammasome Nlrp3 en réponse à des agents particulaires, responsables notamment de pathologies pulmonaires après inhalation. Nos résultats montrent que de l’ATP endogène est libéré activement par les cellules mises en contact avec des particules. Par un mécanisme autocrine/paracrine l’ATP va ensuite signaler sur plusieurs récepteurs purinergiques membranaires. Cette signalisation purinergique est importante dans la capacité des cellules à produire de l’interleukine-1β mature. Au final, les travaux présentés dans ce manuscrit attestent du rôle critique de molécules endogènes dans la mise en place d’une réponse immunitaire innée basée sur l’activité de l’inflammasome Nlrp3.

  • Titre traduit

    Innate immunity and inflammasome : role of endogenous danger signals


  • Résumé

    The Danger Theory developed by Polly Matzinger specifies that what really matters for the immune system is not to distinguish between self « to protect » and non-self « to fight ». Any potentially detrimental situation for the host would be able to generate endogenous danger signal that are able to mount an immune response to eventually return to baseline. Lung repeated expositions to toxic environnemental pollutants lead to inflammation and then fibrosis in sterile condition, meaning without a role of micro-organism. Lung administration of Bleomycin in mice is a good model to define what are the endogenous molecules or danger signals and associated pathways. We have identified extracellular ATP and uric acid as danger signals released by stressed or damaged cells and able to produce pro-inflammatory interleukin-1β through activation of a cytoplasmic complex called the Nlrp3 inflammasome. We then became interested in the molecular mechanism of particle-induced Nlrp3 inflammasome activation in vitro. We demonstrate that particles such as silica or alum hydroxide lead to endogenous ATP release and further purinergic signaling via an autocrine/paracrine manner. We identified purinergic signaling as an essential triggering of interleukin-1β maturation in response to particles. As a whole, the work presented here highlights the critical role of two endogenous molecules, ATP and uric acid, in the Nlrp3-mediated immune response.


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