Etude de la reprogrammation des macrophages humains par efferocytose

Study of human macrophages reprogramming by efferocytosis

• Auteur / Autrice : Mélissa Maraux
• Direction : Didier Ducloux, Thomas Cherrier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Médecine, cancérologie, génétique, hématologie, immunologie
• Date : Inscription en doctorat le 24/09/2018
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : RHG - Interaction hôte-greffon-tumeur et ingénierie cellulaire et génique

Mots clés

Mots clés libres

Efferocytose

Macrophages

Inflammation

Reprogrammation

Plasticité fonctionelle

Immunométabolisme

Efferocytosis

Macrophages

Inflammation

Reprogrammation

Functional plasticity

Immunometabolism

Résumé

Suite à un état inflammatoire, l'homéostasie est retrouvée grâce une succession d'étapes prorésolutives. L'évolution d'un macrophage pro-inflammatoire vers un profil anti-inflammatoire après phagocytose de corps apoptotiques (un processus appelé efferocytose) est une étape cruciale pour permettre l'arrêt de l'inflammation. Depuis plusieurs décennies, la formation et la caractérisation des macrophages pro-inflammatoires ont été étudiées de manière intensive. Mais à l'heure actuelle la reprogrammation du macrophage vers un profil résolutif n'a été examinée que de manière parcellaire et de nombreuses zones d'ombre entourent ce processus. Nous savons que l'absorption de corps apoptotiques par le macrophage va l'orienter vers un profil pro-résolutif mais les mécanismes sous-jacents demeurent inconnus. Comprendre comment un macrophage devient résolutif est d'un grand intérêt car la non résolution de l'inflammation est fortement impliquée dans la pathogenèse de nombreuses maladies telles que le rejet de la greffe de rein, l'athérosclérose, l'obésité, le cancer, la bronchopneumopathie chronique obstructive, l'asthme, les pathologies inflammatoires de l'intestin, les maladies neurodégénératives, la sclérose en plaque ou la polyarthrite rhumatoïde par exemple. Le but du projet est de caractériser par une approche globale la plasticité fonctionnelle des macrophages humains. Pour se faire, des macrophages naïfs ou pro-inflammatoires seront reprogrammés par efferocytose pour devenir pro-résolutifs. L'approche globale choisie pour le projet est le séquençage général des ARN (RNAseq) afin d'identifier les voies de signalisations mise en jeu lors de la reprogrammation du macrophage ainsi que la découverte de nouveaux marqueurs phénotypiques. Les résultats de cette expérience seront connus fin 2018, ce qui donnera une énorme source d'information robuste idéale pour débuter une thèse. La mine d'information obtenue devra être décortiquée et validée in vitro et in vivo. Ceci pourra nous permettre de reprogrammer les macrophages vers un profil pro-résolutif avec de petites molécules, en lieu et place de cellules apoptotiques, afin de moduler les voies de signalisation d'intérêts. Nous nous intéresserons également à l'importance de l'immunométabolisme dans ce processus de plasticité. Le statut métabolique des macrophages reprogrammés par efferocytose demeure encore inconnu. Pour ce faire nous utiliserons le Agilent Seahorse XF Technology qui permet d'effectuer des « tests d'effort » en temps réel des deux principales voies productrices d'énergie de la cellule que sont la respiration mitochondriale et la glycolyse, permettant de déceler des modifications importantes dans le métabolisme. Ces approches globales, utilisées pour comprendre et caractériser les macrophages résolutifs humains seront une première étape pour de se diriger vers de nouvelles stratégies thérapeutiques innovantes.

Following inflammation, the body returns to homeostasis by a succession of pro-resolving steps. Plasticity of pro-inflammatory macrophages toward a pro-resolving profile after phagocytosis of apoptotic cells (a process also called efferocytosis) is a cornerstone for inflammation shutdown. Since several years, characterization and constitution of proinflammatory macrophages have been extensively studied but to date few is known about proresolving macrophages. We currently know that efferocytosis leads to formation of proresolving macrophages but no mechanisms have been emphasized, especially in human. Since non-resolving inflammation is involved in many diseases, understanding how a macrophage becomes pro-resolving is crucial to treat graft rejection, atherosclerosis, obesity, cancer, chronic obstructive pulmonary disease, asthma, bowel inflammatory disease, neurodegenerative illness, multiple sclerosis or rheumatoid polyarthritis. The goal of this project is to characterize functional plasticity of human macrophages by a global approach.Naive and pro-inflammatory human macrophages will be reprogrammed by efferocytosis. Global mRNA sequencing (RNAseq) will be conducted to identify pathways involved in macrophage reprogrammation and to uncover new phenotypic markers. Results of this experiment will be available by the end of the year. This hugh data base will constitute a strong foundation to begin a thesis work. Data will have to be validated in vitro and in vivo. This will allow us to propose innovative therapeutic strategy by reprogramming macrophages with small molecules instead of the use of apoptotic cells to trigger the specific key pathways. We will also investigate the metabolism status of resolving macrophages since it is currently unknown. To that end we will use Agilent Seahorse XF Technology which is able to investigate in real time the metabolism status of cells. These global approaches used to understand macrophage plasticity will be a first step to propose new innovate drugs to treat inflammatory diseases.