Rôle de l'hypoxie dans la génération de microparticules ayant des propriétés immunologiques et non immunologiques au cours de la sclérodermie systémique

par Damien Le Leu

Projet de thèse en Microbiologie -immunologie

Sous la direction de Marie-Elise Truchetet.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de Sciences de la Vie et de la Santé , en partenariat avec Dechanet-Merville (laboratoire) et de Etude des interactions cellulaires dans la réponse lymphocytaire T (equipe de recherche) depuis le 29-10-2018 .


  • Résumé

    Les MP sont des structures vésiculaires qui peuvent dériver de sources cellulaires multiples, comme des plaquettes, ou des cellules endothéliales (1). Les MP contiennent ou ont à leur surface une variété de molécules qui peuvent réguler l'inflammation. Leur implication dans l'auto-immunité commence à être reconnue (2). La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie auto-immune rare mais grave, associant des phénomènes dysimmunitaires, une vasculopathie et une fibrose (3). A l'heure actuelle, aucun traitement curatif n'est disponible. Elle partage avec le lupus certains facteurs génétiques de susceptibilité (comme la Dnase1L3), l'activation plaquettaires, la diminution de la tolérance aux composants nucléaires, la signature interféron de type I et le dysfonctionnement endothélial (4-7). Le rôle des MP dans la sclérodermie systémique a été évoqué dans un modèle animal de la maladie. La libération des MP endothéliales, considérées alors comme témoins des dommages liés à la vasculopathie, était inhibée avec un effet positif sur la fibrose cutanée et pulmonaire (8). La Dnase1L3 est une enzyme qui permet d'assurer la digestion de la chromatine hors du noyau cellulaire (9). Des polymorphismes entrainant une baisse de l'activité de l'enzyme Dnase1L23 ont été décrits dans certaines formes de sclérodermie (4).(9) Avoir une dysfonction de cette enzyme entraînerait donc l'accumulation de ce type de matériel notamment dans les MP qui en sont riches. Les MP pourraient être un élément pivot dans la physiopathologie de la SSc puisque : i) les plaquettes et les cellules endothéliales sont activées et donc potentiellement plus grandes pourvoyeuses de MP, ii) ces MP contiendraient plus de matériel nucléaire en raison de la dysfonction de la Dnase1L3, iii) enfin une moins bonne tolérance à ce matériel pourrait être la cause de l'activation du conflit immunitaire dans la SSc. La cause de la génération de ces MP reste inconnue mais les phénomènes d'hypoxie récurrents dans la SSc seraient une piste de recherche intéressante. Le but de ce projet de recherche est de caractériser le phénotype, l'origine cellulaire, la fonction et la cause de la génération des MP dans la sclérodermie systémique. Le programme de recherche s'articulera en quatre parties principales. A) Caractérisation phénotypique et origine cellulaire des MP chez le malade atteint de SSc et corrélations cliniques B) Etude de la fonction des MP in vitro sur les fibroblastes et les cellules endothéliales C) Analyse du rôle de l'hypoxie sur la génération et les fonctions, notamment pro-fibrotiques, des MP D) Effets de thérapeutiques anti-oxydantes ou anti-plaquettes sur la génération et la fonction des MP 1. Turpin D, Truchetet ME, Faustin B, Augusto JF, Contin-Bordes C, Brisson A, et al. Role of extracellular vesicles in autoimmune diseases. Autoimmun Rev. 2016;15(2):174-83. 2. Robbins PD, Dorronsoro A, Booker CN. Regulation of chronic inflammatory and immune processes by extracellular vesicles. The Journal of clinical investigation. 2016;126(4):1173-80. 3. Denton CP, Khanna D. Systemic sclerosis. Lancet. 2017;390(10103):1685-99. 4. Zochling J, Newell F, Charlesworth JC, Leo P, Stankovich J, Cortes A, et al. An Immunochip-based interrogation of scleroderma susceptibility variants identifies a novel association at DNASE1L3. Arthritis research & therapy. 2014;16(5):438. 5. Truchetet ME, Demoures B, Eduardo Guimaraes J, Bertrand A, Laurent P, Jolivel V, et al. Platelets Induce Thymic Stromal Lymphopoietin Production by Endothelial Cells: Contribution to Fibrosis in Human Systemic Sclerosis. Arthritis & rheumatology. 2016;68(11):2784-94. 6. Brkic Z, van Bon L, Cossu M, van Helden-Meeuwsen CG, Vonk MC, Knaapen H, et al. The interferon type I signature is present in systemic sclerosis before overt fibrosis and might contribute to its pathogenesis through high BAFF gene expression and high collagen synthesis. Ann Rheum Dis. 2016;75(8):1567-73. 7. Mostmans Y, Cutolo M, Giddelo C, Decuman S, Melsens K, Declercq H, et al. The role of endothelial cells in the vasculopathy of systemic sclerosis: A systematic review. Autoimmun Rev. 2017;16(8):774-86. 8. Kavian N, Marut W, Servettaz A, Nicco C, Chereau C, Lemarechal H, et al. Pantethine prevents murine systemic sclerosis in the mouse through the inhibition of microparticle shedding. Arthritis & rheumatology. 2015. 9. Sisirak V, Sally B, D'Agati V, Martinez-Ortiz W, Ozcakar ZB, David J, et al. Digestion of Chromatin in Apoptotic Cell Microparticles Prevents Autoimmunity. Cell. 2016;166(1):88-101.

  • Titre traduit

    Role of hypoxia in the generation of microparticles with immunological and non-immunological properties during systemic scleroderma


  • Résumé

    Microparticles (MPs) are vesicular structures that can be derived from multiple cellular sources, such as platelets, or endothelial cells (1). MPs contain or have on their surface a variety of molecules that can regulate inflammation. Their involvement in autoimmunity is beginning to be recognized (2). Systemic sclerosis (SSc) is a rare but serious autoimmune disease that combines dysimmunity, vasculopathy and fibrosis (3). At present, no curative treatment is available. It shares with lupus certain genetic susceptibility factors (such as Dnase1L3 polymorphism), platelet activation, decreased tolerance to nuclear components, interferon signature type I and endothelial dysfunction (4-7). The role of MPs in SSc has been discussed in an animal model of the disease. The release of endothelial MPs, considered as evidence of vascular damage, was inhibited with a positive effect on cutaneous and pulmonary fibrosis (8). Dnase1L3 is an enzyme that digests chromatin outside the cell nucleus (9). Polymorphisms leading to decreased activity of the enzyme Dnase1L3 have been described in some forms of SSc (4) (9). Having a dysfunction of this enzyme would therefore lead to the accumulation of nuclear material, especially in MPs that are rich in it. MPs could be a pivotal element in the pathophysiology of SSc since: i) platelets and endothelial cells are activated and therefore potentially greater sources of MPs, ii) these MPs would contain more nuclear material due to the dysfunction of Dnase1L3, iii) finally less tolerance to this material could be the cause of activation of immune conflict in SSc. The cause of the generation of these MPs remains unknown but the recurrent hypoxia in SSc would be an interesting line of research. The goal of this research project is to characterize the phenotype, cellular origin, function and cause of MP generation in SSc. The research programme will be divided into four main parts. A) Phenotypic characterization and cellular origin of PM in SSc patients and clinical correlations B) Study of the function of MPs in vitro on fibroblasts and endothelial cells C) Analysis of the role of hypoxia on the generation and functions, including pro-fibrotics, of PM D) Effects of anti-oxidant or anti-platelet therapy on the generation and function of PM 1. Turpin D, Truchetet ME, Faustin B, Augusto JF, Contin-Bordes C, Brisson A, et al. Role of extracellular vesicles in autoimmune diseases. Autoimmun Rev. 2016;15(2):174-83. 2. Robbins PD, Dorronsoro A, Booker CN. Regulation of chronic inflammatory and immune processes by extracellular vesicles. The Journal of clinical investigation. 2016;126(4):1173-80. 3. Denton CP, Khanna D. Systemic sclerosis. Lancet. 2017;390(10103):1685-99. 4. Zochling J, Newell F, Charlesworth JC, Leo P, Stankovich J, Cortes A, et al. An Immunochip-based interrogation of scleroderma susceptibility variants identifies a novel association at DNASE1L3. Arthritis research & therapy. 2014;16(5):438. 5. Truchetet ME, Demoures B, Eduardo Guimaraes J, Bertrand A, Laurent P, Jolivel V, et al. Platelets Induce Thymic Stromal Lymphopoietin Production by Endothelial Cells: Contribution to Fibrosis in Human Systemic Sclerosis. Arthritis & rheumatology. 2016;68(11):2784-94. 6. Brkic Z, van Bon L, Cossu M, van Helden-Meeuwsen CG, Vonk MC, Knaapen H, et al. The interferon type I signature is present in systemic sclerosis before overt fibrosis and might contribute to its pathogenesis through high BAFF gene expression and high collagen synthesis. Ann Rheum Dis. 2016;75(8):1567-73. 7. Mostmans Y, Cutolo M, Giddelo C, Decuman S, Melsens K, Declercq H, et al. The role of endothelial cells in the vasculopathy of systemic sclerosis: A systematic review. Autoimmun Rev. 2017;16(8):774-86. 8. Kavian N, Marut W, Servettaz A, Nicco C, Chereau C, Lemarechal H, et al. Pantethine prevents murine systemic sclerosis in the mouse through the inhibition of microparticle shedding. Arthritis & rheumatology. 2015. 9. Sisirak V, Sally B, D'Agati V, Martinez-Ortiz W, Ozcakar ZB, David J, et al. Digestion of Chromatin in Apoptotic Cell Microparticles Prevents Autoimmunity. Cell. 2016;166(1):88-101.