Impact de la corticothérapie dans les infections invasives à Neisseria meningitidis

Impact of corticosteroids in invasive meningococcal disease

• Auteur / Autrice : Michael Levy
• Direction : Muhamed-Kheir Taha
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie. Microbiologie
• Date : Soutenance le 26/11/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité Infections bactériennes invasives (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : François Caron
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Muhamed-Kheir Taha, François Caron, Martine Pestel-Caron, Shaynoor Dramsi, Jean Bergounioux, Oumaïma Ibrahim-Granet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Martine Pestel-Caron

Mots clés

Mots clés contrôlés

Macrophages

Cytokines

Inflammation

Sepsie

Glucocorticoïdes

Souris de laboratoire

Méningocoque

Neisseria meningitidis

Corticothérapie

Mots clés libres

Souches hyper-virulentes

Résumé

L’évolution fatale des infections invasives à méningocoque (IIM) est souvent associée à une réaction inflammatoire systémique exacerbée déclenchée par des souches de Neisseria meningitidis (Nm) hyper-virulente. L’ajout de glucocorticoïdes, puissants anti-inflammatoires, à l’antibiothérapie adaptée pourrait dans ce cas améliorer le pronostic des patients bien que cela reste difficile à évaluer dans les études cliniques. L’objectif de notre travail était d’évaluer l’impact de ce traitement sur l’infection expérimentale par une souche hyper-invasive de Nm de complexe clonal ST-11 dans le modèle de souris transgénique exprimant la transferrine humaine. Dans notre modèle expérimental, l’infection par voie intrapéritonéale des souris transgéniques avec la souche hyper-invasive Nm C LNP24198 de complexe clonal ST-11 était effectivement associée à une réponse inflammatoire intense et provoquait une atteinte multi-organes avec dissémination des bactéries au niveau méningé, cardiaque, hépatique, splénique et rénal.Les traitements par amoxicilline ou amoxicilline et dexaméthasone à partir de trois heures d’infection puis toutes les six heures pendant 48 heures, ont permis une amélioration clinique et biologique nette en comparaison aux souris traitées par sérum physiologique. Une amélioration clinique nette était notée chez les souris traitées par l’association amoxicilline et dexaméthasone au niveau de la survie et de l’état général par rapport au souris traitées par amoxicilline seule. De plus, on notait une diminution significative de la réaction inflammatoire évaluée par le taux de CRP et de Lipocaline 2 ainsi qu’une augmentation précoce et significative du taux sanguin d’IL-10 après six heures d’infection. Il y avait également une tendance à une diminution de la charge bactérienne évaluée par hémoculture et bioluminescence in-vivo.En réalisant une analyse transcriptomique approfondie, l’adjonction de dexaméthasone à l’amoxicilline a entrainé des différences significatives dans l’expression de gènes et ce, particulièrement concernant les voies de signalisation des monocytes-macrophages. La déplétion des monocytes-macrophages par anticorps monoclonal anti-CSF1R chez des souris infectées par la souche de Nm C LNP24198 a par la suite montré que les souris déplétées (que ce soit au préalable de l’infection ou pendant l’infection) présentaient des infections plus sévères avec sécrétion exacerbée de cytokines pro et anti-inflammatoires. En accord avec ces résultats, les enfants hospitalisés pour IIM sévères de type Purpura fulminans avaient des taux significativement plus bas de monocytes à l’admission.En conclusion, nos travaux suggèrent que les corticoïdes pourraient avoir un effet bénéfique dans les IIM et ce, en modulant la réponse inflammatoire avec notamment une régulation des monocytes-macrophages en favorisant un phénotype de type anti-inflammatoire (M2) plutôt qu’un phénotype pro-inflammatoire (M1).

The fatal course of invasive meningococcal disease (IMD) is often associated with an exacerbated systemic inflammatory response triggered by hyper virulent strains of Neisseria meningitidis (Nm). In view of this, the addition of glucocorticoids, strong anti-inflammatory drugs, to the appropriate antibiotherapy could improve the prognosis of patients but remains difficult to evaluate in clinical studies.The objective of our work was to evaluate the impact of this treatment on experimental infection by a hyper-invasive strain of Nm that belongs to the ST-11 clonal complex in transgenic mice expressing human transferrin.In our experimental model, the intraperitoneal infection of transgenic mice with the hyper-invasive strain Nm C LNP24198 belonging to the ST-11 clonal complex was indeed associated with an intense inflammatory response and caused multi-organ invasion with bacteria spreading to the meninges, the heart, the liver, the spleen and the kidneys.Treatments with amoxicillin or amoxicillin and dexamethasone from three hours of infection and then every six hours for 48 hours, allowed a clear clinical and biological improvement compared to mice treated with physiological saline. A clear clinical improvement (better survival and general condition) was noted in mice treated with amoxicillin and dexamethasone compared to mice treated with amoxicillin alone. In addition, there was a significant decrease in the inflammatory response evaluated by CRP and Lipocalin 2 levels as well as an early and significant increase in the blood level of IL-10 after six hours of infection. There was also a decreasing trend in the bacterial load assessed by blood cultures and in-vivo bioluminescence.By performing a thorough transcriptomic analysis, the addition of dexamethasone to amoxicillin resulted in significant differences in gene expression, particularly regarding the monocyte-macrophage signaling pathways.Monocyte-macrophage depletion using monoclonal antibody anti-CSF1R in mice infected with the strain Nm C LNP24198 subsequently showed that depleted mice (whether prior to infection or during infection) had more severe infections with exacerbated secretion of pro and anti-inflammatory cytokines. In accordance with these results, children hospitalized for severe IMD with purpura fulminans had significantly lower rates of monocytes on admission compared with children with meningitis.In conclusion, our work suggests that corticosteroids may have a beneficial effect on IMD by modulating the inflammatory response, including the regulation of monocytes-macrophages by favoring an anti-inflammatory (M2) phenotype rather than a pro-inflammatory phenotype (M1).