Rôle de miR-146a dans la régulation des fonctions monocytaires dans l’arthrite

par Meryem Ammari

Thèse de doctorat en Biologie Santé

Sous la direction de Florence Apparailly.

Le président du jury était Christian Jorgensen.

Le jury était composé de Florence Apparailly, Christian Jorgensen, Maroun Khoury.

Les rapporteurs étaient Claudine Blin-Wakkach, Gilles Chiocchia.


  • Résumé

    Les monocytes sont des leucocytes dérivés de précurseurs de la moelle osseuse pouvant se différencier en macrophages, cellules dendritiques (CD), ou ostéoclastes (OC). Ils jouent un rôle critique dans la persistance de l'inflammation et la destruction des articulations par le biais de mécanismes encore mal connus. Les monocytes sont composés de deux grandes sous-populations chez la souris, discriminées sur la base du marqueur de surface Ly6C. Il a été suggéré que les OC pouvait être préférentiellement différenciés à partir de la sous-population monocytaire Ly6Chigh, dont l'activation excessive et prolongée est une signature clé de nombreuses pathologies inflammatoires. Parmi les acteurs moléculaires responsables de la régulation de l'expression des gènes, les miARNs jouent un rôle majeur dans de nombreux processus physiologiques, dont la réponse inflammatoire, en régulant finement les programmes génétiques au niveau post-transcriptionnel. Leur implication dans l'ostéoclastogénèse est encore mal connue. Par ailleurs, leur expression est perturbée dans de nombreuses pathologies, dont la polyarthrite rhumatoïde qui implique à la fois un dysfonctionnement de la réponse inflammatoire et de l'homéostasie osseuse. Mon projet de thèse vise à mieux comprendre l'implication des sous-populations monocytaires dans la persistance de l'inflammation et de l'activité des OC au travers de l'étude du rôle de miR-146a dans des conditions physiologiques et inflammatoires. J'ai montré que miR-146a est le miARN le plus différemment exprimé entre monocytes classiques Ly6Chigh et non-classiques Ly6Clow, et que son expression est diminuée dans les Ly6Chigh en conditions arthritiques. J'ai également montré que la perte de miR-146a augmente l'ostéoclastogénèse in vitro et l'érosion osseuse in vivo chez les souris arthritiques. Enfin, la surexpression artificielle de miR-146a dans les monocytes Ly6Chigh inhibe la différenciation osteoclastique et la perte osseuse dans l'arthrite expérimentale chez la souris. Mes résultats suggèrent que miR-146a contrôle l'hétérogénéité fonctionnelle des monocytes et qu'une diminution de son expression dans la sous-population Ly6Chigh serait responsable de l'augmentation de l'osteoclastogénèse et de l'érosion osseuse observées en conditions arthritiques. Pour finir, mes résultats montrent également qu'augmenter l'expression de miR-146a dans les monocytes Ly6Chigh présente un intérêt thérapeutique pour contrecarrer la perte osseuse associée à l'arthrite.

  • Titre traduit

    Role of miR-146a in controlling monocyte functions in arthritis


  • Résumé

    Introduction : Monocytes represent a prototypic cell type when investigating the interplay between immune and skeletal systems as they can give rise to different cell types including dendritic cells, macrophages and osteoclasts (OC), which play key roles in immunity and bone homeostasis. Circulating monocytes consist of at least two main functional subsets, Ly6Chigh and Ly6Clow monocytes. It has been suggested that OC might develop preferentially from the Ly6Chigh monocyte subset, which excessive and prolonged activation is a hallmark of many inflammatory diseases. Among key molecular rheostats of cell fate, micro(mi)RNAs are a class of regulatory RNAs that control basic biological functions and orchestrate inflammatory responses. Few miRNAs have been involved in osteoclastogenesis. The present study aimed at investigating the role of miRNAs in osteoclastogenesis in the context of monocyte subsets, under steady state and inflammatory conditions. Methods & Results : Using genome-wide miRNA expression study we have identified miRNAs and putative targeted pathways that are differentially expressed between Ly6Chigh and LyC6low FACS sorted mouse monocytes, and common to their human counter parts CD14+CD16- and CD14dimCD16+ monocytes, respectively. Among these, miR-146a showed higher expression in Ly6Clow monocytes when compared to Ly6Chigh monocytes. Under inflammatory arthritis conditions, expression of miR-146a in Ly6Chigh monocytes was down regulated as compared to healthy controls. Using mouse deficient for miR-146a, we showed that knockdown of miR-146a increased OC differentiation in vitro. While no bone phenotype was evidenced in miR-146a deficient mice, nor under steady state or ovariectomized conditions, arthritis-induced bone resorption and bone loss were increased in miR-146a knockout mice. Finally, using a liposomal formulation able to delivermiR-146a mimics to Ly6Chigh monocytes upon intravenous injection, we showed that enforced expression of miR-146a led to decreased number of TRAP positive cells within the synovium of arthritic mice, and efficiently reduced bone erosion in inflammatory arthritis. This effect was associated with decreased RelB expression in miR-146a-overexpressing Ly6Chigh osteoclast progenitors. Conclusion : Overall, our results show that specific over-expression of miR-146a in Ly6Chigh monocytes altered OC differentiation and decreased bone erosion in inflammatory arthritis. These data suggest a novel role for miR-146a in controlling osteoclast fate of Ly6Chigh monocyte progenitors and that reduced miR-146a expression in Ly6Chigh monocytes under arthritic conditions contributes to pathogenic bone loss. Finally, delivery of miR-146a mimics to Ly6Chigh monocytes may offer valuable therapeutic potential to interfere with pathological bone loss.

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