Immunomodulation of thymic function and T cell differentiation by oestrogens in the European sea bass, Dicentrarchus labrax : an evolutionary and ecotoxicological perspective

par Matthieu Paiola

Thèse de doctorat en Physiologie et biologie des organismes, populations, interactions

Sous la direction de Thomas Knigge.

Le président du jury était Giuseppe Scapigliati.

Le jury était composé de Deborah Power, François Brion, Jonathan Monsinjon.

Les rapporteurs étaient Giuseppe Scapigliati, Helmut Segner.

  • Titre traduit

    Immunomodulation de la fonction thymique et de la différentiation des lymphocytes T chez le bar européen, Dicentrarchus labrax : une perspective évolutive et écotoxicologique


  • Résumé

    Chez les vertébrés gnathostomes, le système immunitaire repose en grande partie sur les lymphocytes T qui se développent dans un organe conservé évolutivement : le thymus. Chez les mammifères, cet organe constitue une cible privilégiée pour les œstrogènes. La question soulevée ici est donc de savoir si c’est également le cas chez les poissons téléostéens. Dans ce but, la distribution des différents sous-types de récepteurs aux œstrogènes a d’abord été étudiée dans le contexte d’une description de l’anatomie fonctionnelle du microenvironnement thymique. Par la suite, l’expression de gènes relatifs à la fonction thymique et aux différents sous-types de lymphocyte T a été analysée dans le thymus, le rein-antérieur et la rate de bars exposés au 17ß-œstradiol. De plus, la capacité de flambée oxydative a été évaluée sur des leucocytes du rein-antérieur et de rate à la suite d’expositions in vivo et in vitro. Finalement, la variation du nombre de thymocytes a été examinée sur des bars capturés durant trois ans. La thèse fournit de nouvelles connaissances concernant l’évolution des fonctions immunomodulatrices des œstrogènes sur la différenciation des cellules T. En effet, en plus d’une organisation morpho-fonctionnelle fortement conservée, la distribution des sous-types de récepteurs aux œstrogènes ainsi que les effets œstrogéniques apparaissent conservés au cours de l’évolution. Nos résultats suggèrent que, chez le bar comme chez les mammifères, les œstrogènes (1) stimulent une voie alternative de maturation des lymphocytes T ayant des propriétés similaires aux cellules immunitaires innées, (2) augmentent la tolérance immunitaire et (3) régulent la plasticité du thymus.


  • Résumé

    Jawed vertebrates have developed an efficient adaptive immune system partly based on T lymphocytes. They develop in an evolutionarily conserved organ, the thymus. In mammals, endogenous oestrogens are well known to regulate thymus function and plasticity. The question is, therefore, whether this is also the case in lower vertebrates, such as teleosts. To achieve these aims, firstly the distribution of oestrogen receptor subtypes was investigated on the background of a detailed description of the functional anatomy of the thymic microenvironment. Secondly, thymic function- and T cell-related gene expression was analysed in the thymus, the head-kidney and the spleen of sea bass exposed to 17ß-oestradiol. Moreover, the oxidative burst capacity in the two latter organs was evaluated in vivo and in vitro in leucocytes of the head-kidney and spleen following exposure to oestrogen. Eventually, age- and size-dependent variations in thymocyte number were examined in sea bass caught at various time points over three years. The thesis provides new insights into the evolution of the immunomodulatory function of oestrogen with respect to the thymic and peripheral T cell differentiation in vertebrates. As a matter of fact, in addition to a highly conserved morpho-functional organisation, the distribution of oestrogen receptor subtypes as well as the oestrogenic effects appear to be evolutionarily conserved. Our results suggest that in sea bass, similar to mammals, oestrogen (1) stimulates a thymic alternative pathway of T cell maturation with innate-like properties, (2) enhances immune tolerance by promoting Treg differentiation, and (3) actively regulate thymic plasticity.


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