Rôle des polymorphonucléaires neutrophiles dans la phase précoce de vaccination intradermique par mycobacterium bovis BCG

par Valérie Abadie

Thèse de doctorat en Microbiologie et virologie

Sous la direction de Nathalie Winter.

Soutenue en 2005

à Paris 7 .

mots clés

• Mycobacterium bovis
• Cellules dendritiques
• Vaccin BCG
• Activation des neutrophiles
• Colorants fluorescents
• Souris
• Mouvement cellulaire

Résumé

Deux millions d'individus meurent chaque année d'infection par Mycobacterium tuberculosis, l'un des agents étiologiques de la tuberculose. Le bacille de Calmette et Guérin, M. Bovis BCG protège efficacement contre les formes disséminées de la maladie mais a un impact modéré sur l'épidémie mondiale de tuberculose pulmonaire. Une meilleure compréhension de la réponse immunitaire induite par le BCG pourrait aider au développement rationnel de stratégies vaccinales plus efficaces. Les événements précoces induits après la vaccination par le BCG sont mal caractérisés. Le but de ces travaux était donc d'étudier la réponse innée induite dès les premières heures et jours après la vaccination et leur impact sur la mise en place de la réponse adaptative contre les antigènes de BCG. Nous avons utilisé un modèle murin d'injection dans la face dorsale de l'oreille afin de mimer la vaccination humaine intradermique. Grâce à une souche de BCG recombinant exprimant le gène rapporteur egfp, nous avons observé que les cellules hôtes précoces du BCG dans le derme et le ganglion étaient principalement des polymorphonucléaires neutrophiles (PMN). Par différentes approches d'imagerie, nous avons démontré un rôle inattendu des PMN dans la capture des bacilles au site d'inoculation et le transport vers le ganglion drainant. Ainsi, nous avons démontré que comme les monocytes (Mo) et les cellules dendritiques (CD), les PMN sont capables de quitter le tissu par voie lymphatique. Nous avons ensuite étudié les coopérations locales entre PMN et Mo recrutés après la vaccination. Pour cela, nous avons comparé l'infiltrat inflammatoire dans le derme en réponse à l'injection de BCG chez des souris transitoirement neutropéniques ou non traitées. La déplétion en PMN induit un recrutement important de Mo sanguins. Dans l'environnement fortement inflammatoire induit par l'injection de BCG, les Mo ne se différencient pas en CD dans le ganglion. Ce blocage est indépendant de la présence de PMN. En revanche, les Mo se différencient en macrophages dans le derme, synthétisent l'enzyme << inducible Nitric Oxide Synthase » et phagocytent les bactéries qui sont rapidement détruites.

Titre traduit

Role of polymorphonuclear neutrophils in the early phase of intradermal vaccination with mycobacterium bovis BCG

Résumé

Two million individuals die each year due to infection with Mycobacterium tuberculosis. Bacillus Calmette-Guerin, M. Bovis BCG, efficiently protects against disseminated forms of the disease but moderately impacts on thé global pulmonary tuberculosis pandemics in adults. A better understanding of the immune response induced by BCG could help to design better strategies on a rational basis. The early innate response to BCG vaccination is poorly characterised but probably decisive for subsequent protective immunity against tuberculosis. The aim of this work was to characterise the innate response induced a few hours and days following vaccination and how it impacts on the ensuing adaptive response to BCG antigens. Therefore, we vaccinated mice with BCG in the ear dorsum, as a surrogate of intradermal vaccination in humans. , we observed that the main primary BCG host cells in the dermis and auricular draining lymph nodes were polymorphonuclear neutrophils (PMN). Using several microscopy technics, we demonstrated an unexpected role of PMNs in BCG capture in the dermis and transport to the draining lymph nodes. Thus, we demonstrated that, similarly to inflammatory monocytes (MOs) and dendritic cells (DCs), PMNs may leave inflammed tissue via afferent lymphatics to reach the secondary lymphoid organ. We then studied local early cooperations between PMNs and MOs rapidly recruited to the dermis after BCG vaccination. To do so, we compared the inflammatory infiltrate of transiently neutropenic and untreated mice in response to BCG. PMN déplétion induces a sustained recruitment of blood MOs. In the strongly inflammatory environment induced by BCG, MOs do not differentiate into DCs in the lymph node. This blocking is independent of PMNs. On the contrary, MOs differentiate into macrophages in the dermis, they synthesize the inducible nitric oxide synthase enzyme, phagocytose and destroy bacilli. Altogether, these results underline the key role played by bacterial signals in the recruitment, differentiation and activation of inflammatory cells. They also justify to revisit the role played by PMNs in the interface between innate and adaptive immunity during BCG vaccination.