Bases moléculaires et cellulaires des maladies autoinflammatoires systémiques, y compris la maladie de Still

Molecular and cellular bases of systemic autoinflammatory disorders including Adult-onset Still’s disease

• Auteur / Autrice : Eman Assrawi
• Direction : Serge Amselem, Sonia-Athina Karabina
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique humaine
• Date : Soutenance le 25/06/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiopathologie des maladies génétiques d'expression pédiatrique (Paris)
• Jury : Président / Présidente : John Chapman
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Caroline Kannengiesser-Decuyper, Isabelle Couillin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Dode, Marc André

Mots clés

Mots clés contrôlés

Monocytes

Système immunitaire

Maladie de Still de l'adulte

Mutation (biologie)

Maladies systémiques

Maladies auto-inflammatoires

Mots clés libres

Maladies autoinflammatoire

Inflammasome

NLRP3

Maladie de Still

Cytokines

Monocytes

Autoinflammatory diseases

Inflammasome

NLRP3

Still's disease

Cytokine

Monocytes

Résumé

Les maladies auto-inflammatoires systémiques (SAIDs) sont des maladies rares caractérisées par des attaques fébriles récurrentes et une inflammation systémique stérile. Leur étiologie est expliquée par des mutations dans des gènes induisant une dérégulation du système immunitaire. Les travaux présentés dans cette thèse visaient à (i) étudier les conséquences fonctionnelles d’un variant NLRP3 identifié dans deux familles distinctes, (ii) identifier les bases moléculaires de l’urticaire inflammatoire chronique et (iii) étudier les bases moléculaires et cellulaires de la maladie de Still de l’adulte (MSA). Nous avons identifié un variant NLRP3 (c.1322C>T, p.A441V) présent à l’état hétérozygote dans une famille française multi-générationnelle et chez un cas sporadique, présentant deux phénotypes NLRP3-AID différents. Des tests fonctionnels in vitro ont montré que la protéine NLRP3 mutée induit une augmentation significative de la formation de specks ASC et de la sécrétion d’IL1β, deux résultantes de l’activation de l’inflammation. Afin d’identifier chez deux cas sporadiques, les bases moléculaires de l’urticaire inflammatoire chronique associé à une inflammation systémique, des analyses de séquençage NGS ont été effectuées. Un variant NLRP3 présent à l’état de mosaïque somatique a été identifié chez les deux patients. Les études fonctionnelles in vitro du variant ont démontré un effet gain de fonction sur l’activation de l’inflammasome NLRP3. Le profil de cytokines plasmatiques chez les patients avec une MSA a révélé des taux d’IL18 très élevés. Des premiers résultats suggèrent que les monocytes peuvent jouer un rôle important dans la pathogenèse de la maladie.

Systemic autoinflammatory diseases (SAIDs) are rare disorders characterized by recurrent febrile attacks and systemic sterile inflammation. Mutations in genes that cause dysregulation of the innate immune system underlie the etiology of several SAIDs. The work presented in this thesis aimed at (i) Studying the functional consequences of an identified NLRP3 variant in two apparently unrelated NLRP3-AID families (ii) identifying the molecular bases of chronic inflammatory urticaria and (iii) studying the molecular and cellular bases of AOSD We identified a heterozygous missense NLRP3 variant (c.1322C>T, p.A441V) in a multigenerational French family and in a sporadic case presenting with two different NLRP3-AID phenotypes. In vitro functional assays showed that the mutated NLRP3 protein is associated with significantly higher ASC speck formation and IL1β secretion, two major readouts of inflammasome activation. In order to identify the molecular bases of histamine-resistant chronic urticarial skin rash associated with systemic inflammation in two sporadic cases, next generation sequencing was performed. A somatic mosaic NLRP3 variant was identified in both patients. Despite the late-disease onset, the mutations were widely distributed in different patients’ cells. In vitro functional studies of the identified variants clearly demonstrated a gain-of-function effect on NLRP3-inflammasome activation. Plasma cytokine profile in AOSD patients revealed significantly elevated plasma IL18 levels as compared to healthy controls. Primary results from cytokine profile in AOSD patients’ monocytes and macrophages suggested that monocytes may play an important role in disease pathogenesis