Régulation des réponses immunitaire allergiques par la kinase IKKb des cellules épitheliales intestinales : Effect sur les reactions allergique inflammatoires au niveau des muqueuses pulmonaires et de la peau

Regulation of allergic immune responses by IKKb in intestinal epithelial cells : Effect on allergic inflammation at distant mucosal sites

• Auteur / Autrice : Astrid Bonnegarde-Bernard
• Direction : Prosper N. Boyaka
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et santé
• Date : Soutenance le 05/12/2013
• Etablissement(s) : Paris, AgroParisTech
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (Paris ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie de la Nutrition et du Comportement Alimentaire (PNCA)
• Jury : Président / Présidente : Daniel Tomé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Prosper N. Boyaka, Annick Bernalier-Donadille, Marielle Bouschbacher
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Annick Mercenier, Valérie Verhasselt

Mots clés

Mots clés contrôlés

Muqueuse intestinale

Immunomodulation

Allergie

Mots clés libres

Allergie alimentaire

Asthme

Réponse immunitaire

Poumons

Flore intestinale

Peau

Food allergy

Asthma

Immune response

Lung

Atopic dermatitis

NF-kB

Intestinal epithelial cells

Microbiota

IgA

Résumé

La régulation de l'homéostasie intestinale est de la plus haute importance en raison de la constante exposition de l'intestin aux antigènes alimentaires et à la flore commensale. La perturbation de la flore intestinale est souvent associée à diverses maladies telles que l'allergie, l'obésité et certaines maladies inflammatoires. La plupart des individus sont tolérant aux antigènes alimentaires et ne développe pas de réponse immunitaire sauf en cas de prédisposition génétique ou d'exposition à un environnement défavorable. La réponse allergique se caractérise par la production d'IgE stimulé par les lymphocytes Th2. Les symptômes allergiques sont très variés et affectent plusieurs parties de l'organisme. La plupart des travaux de recherche se sont focalisé jusqu'à présent sur le rôle des cellules de l'immunité adaptative dans le développement de l'allergie en sous-estimant le rôle majeur des cellules épithéliales et des cellules de l'immunité innée. L'objectif de ce projet est de comprendre comment les cellules épithéliales intestinales modulent la réponse immunitaire à distance vers la muqueuse pulmonaire ou la peau après stimulation allergique. L'ingestion de l'antigène associé à l'adjuvant de la toxine cholérique permet d'étudier la réponse allergique chez l'animal. Nous avons démontré sur ce modèle animal que l'absence de la kinase inhibitrice IKKb dans la voie de signalisation du facteur de transcription NF-kB altère la composition de la flore intestinal d'une part et transforme la réponse immunitaire inflammatoire au niveau pulmonaire et de la peau grâce à la présence d'IgA et de lymphocyte Th17 d'autre part. En adéquation avec les observations cliniques rapportées chez les patients allergiques (allergies alimentaires, asthme, dermatite atopique), nos résultats identifient IKKb dans la cellule épithéliale intestinale comme cible potentielle pour traiter les allergies alimentaires. De futurs efforts devront être faits pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques qui considèrent la muqueuse intestinale, la production d'IgA et l'importance des bactéries commensales dans le traitement des allergies.

Immune homeostasis is of paramount importance in the gastrointestinal tract, which is constantly exposed to ingested antigens and commensal microbiota. The gut microbiota can be perturbed by endogenous or exogenous factors and it is now established that microbial dysbiosis is associated with allergy, obesity, and inflammatory diseases. Ingestion of food antigens generally fails to promote brisk immune responses but rather results in a state of immune tolerance. However, aberrant immune responses can develop in individuals with a genetic predisposition. Food allergies are generally regarded as pathologic responses to food antigens mediated by excessive Th2 responses and antigen-specific IgE antibody responses. Clinical manifestations of food allergies are very broad and symptoms can affect different organs. While past research on allergy focused on the role of cells and molecules involved in adaptive immunity, epithelial cells lining the sites of antigen entry and innate immune responses have recently emerged as important players in allergy. This project was undertaken to understand the mechanisms employed by intestinal epithelial cells (IECs) to shape immune responses to allergens and influence allergic manifestations in distant mucosal sites such as the airways or the skin. Oral administration of food antigen with cholera toxin as adjuvant in experimental animals is a well-accepted model to study allergic sensitization to food antigens. Using this model, we show that a localized impairment of the canonical NF-κB pathway through deletion of IkB kinase (IKKβ) in IECs alters the gut microbiota during oral allergic sensitization and regulates the magnitude of allergic inflammatory responses at distant sites of the airway and the skin through enhancement of IgA Abs and Th17 responses. Consistent with the clinical observations linking atopic diseases (food allergy, allergic asthma, atopic dermatitis), our results identify IKKβ in IECs as a potential therapeutic target for treatment of food allergies and subsequent disease. They also suggest that future efforts for controlling allergic responses in the airways and the skin could include strategies that use the gut microbiota and promote IgA Ab responses and prevent IL-17 responses.