Conséquences de l'infection à cytomégalovirus sur le placenta humain

Consequences of cytomegalovirus infection on the human placenta

• Auteur / Autrice : Marie-Carole Mélinda Bénard
• Direction : Charlotte Casper, Christian Davrinche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Placenta

Transmission

Chez la femme enceinte

Viroses

Infections à cytomégalovirus

Mots clés libres

Cytomégalovirus

Histoculture

Villite

5-lo

Ltb-4

Il-6

Cellules endothéliales

Résumé

Le Cytomégalovirus humain (HCMV) est un membre de la famille des Herpesviridae. L'infection congénitale à HCMV, avec une incidence de 0. 2-2% des naissances vivantes est la première cause d'atteintes neurosensorielles acquises. La transmission materno-fœtale du virus est transplacentaire, hématogène. Le placenta est toujours infecté avant le fœtus et est le siège d'une véritable pathologie qui associe des phénomènes de villite, de fibrose et de nécrose. Elle est peu décrite, notamment en ce qui concerne le mécanisme physiopathologique qui la sous-tend. Notre travail a eu pour objectif de caractériser l'environnement placentaire au cours de l'infection à HCMV. Dans un premier temps, nous avons mis en place un modèle d'histoculture de tissus placentaires. En effet, l'étude de l'infection placentaire sur des modèles animaux est rendu difficile compte tenu de la spécificité d'espèce du HCMV et des particularités anatomiques du placenta humain. Par ailleurs, les modèles in vitro repose essentiellement sur des lignées cellulaires ou des cultures de cytotrophoblastes primaires. Notre modèle, nous a permis d'infecter ex vivo des explants placentaires par une souche clinique de HCMV, le VHL/E et d'étudier ce système complexe sur une durée de 21 jours sans altération anatomique ou fonctionnelle du placenta (Lopez H, Benard M, Davrinche C, Casper C et al. Novel model of placental tissue explants infected by cytomegalovirus reveals different permissiveness in early and term placentae and inhibition of indoleamine 2,3-dioxygenase activity. Placenta. 2011 Jul;32(7):522-30. ) Nous avons ensuite utilisé notre modèle afin d'étudier la pathologie placentaire induite par l'infection à HCMV et en premier lieu la villite. Cette villite est un infiltrat lymphomonocytaire classiquement décrit comme associé à l'infection placentaire à HCMV et susceptible d'être impliqué dans la transmission materno-fœtale. Les mécanismes conduisant à cette villite sont inconnus. A partir de placentas infectés in vivo, ex vivo et de cultures d'HUVECs (cellules endothéliales de veines ombilicales humaines), nous avons montré que le HCMV activait la voie des leucotriènes (LT) et plus précisément la 5-lipoxygénase (5-LO) surtout au niveau des cellules endothéliales chorioniques. La 5-LO est la principale enzyme responsable de la synthèse de LTB4, une puissante chémokine, à l'origine d'une inflammation. Notre étude a montré que la voie des leucotriènes est possiblement impliquée dans les mécanismes à l'origine de la villite (article soumis) Dans un troisième temps, compte tenu de la place des cellules endothèliales à la fois dans le cycle réplicatif du HCMV et dans la constitution de la villite, nous avons étudié l'impact de l'infection à HCMV sur la microvascularisation placentaire. Lors de l'infection à HCMV, nous avons observé une diminution significative de l'expression de CD34, un marqueur de surface présent sur les cellules endothéliales. Cette diminution de la microvascularisation a pu être rattachée à un défaut de migration des cellules endothéliales. Cette anomalie de migration est en rapport avec un stress oxydatif significativement augmenté et une sécrétion très importante d'interleukine-6 (IL-6). Notre étude a permis de mettre en avant le rôle des cellules endothéliales dans la pathologie placentaire provoquée par le HCMV. (manuscrit) Au total, en mettant en place une méthode d'histoculture d'explants placentaires, nous avons étudié le placenta infecté par le HCMV. Nous avons montré que le HCMV est responsable d'une pathologie placentaire avec un remodelage tissulaire, principalement une villite, associée à une activation de la voie des leucotriènes (5-LO/LTB4). Nous avons aussi montré la diminution de la microvascularisation placentaire lors de l'infection, associée à un stress oxydatif et une sécrétion importante d'IL-6.

The human cytomegalovirus (HCMV) is a member of the Herpesvirus family. Congenital CMV infection, with an incidence of 0. 2-2 % of live births is the leading cause of acquired sensorineural damage. Maternal-fetal transmission is transplacental, hematogenous. The placenta is always infected before the fetus and is the seat of a real pathology associating villitis, fibrosis and necrosis. Few papers described it, especially regarding the pathophysiological mechanism that underlies it. Our work aimed to characterize the placental environment during CMV infection. At first, we developed an histoculture placental tissue model. Indeed, the study of placental infection in animal models is made difficult due to the CMV species specificity and anatomical features of the human placenta. In addition, in vitro models are based primarily on cell lines or primary cytotrophoblasts cultures. Thanks to our model, we were able to infect ex vivo, placental explants with a clinical strain of CMV, VHL / E and to study this complex system over a period of 21 days without anatomical or functional impairment of the placenta. (Lopez H , Benard M , Davrinche C , Casper C and al. Novel model of placental tissue explants infected by cytomegalovirus reveals different permissiveness in early and term placentae and inhibition of indoleamine 2,3- dioxygenase activity Placenta 2011 Jul ;32 (7):522 -30. ) We then used our model to study the placental pathology induced by CMV infection, mainly the villitis. Villitis is a lymphohistiocytic infiltrates classically described as associated with placental CMV infection and may be involved in maternal-fetal transmission. The mechanisms leading to this villitis are unknown. Using in vivo, ex vivo infected placentas and HUVECs (human umbilical vein endothelial cells) cultures, we showed that CMV activated the leukotrienes (LT) pathway and more specifically the 5-lipoxygenase (5-LO) especially in the chorionic endothelial cells. 5-LO is the main enzyme responsible for the synthesis of LTB4, a potent chemokine that causes inflammation. Our study showed that the leukotriene pathway is possibly involved in the mechanisms underlying the villitis. (submitted) In a third step, given the role of endothelial cells in both the replicative cycle of CMV and the constitution of the villitis, we studied the impact of CMV infection on the placental microvasculature. During CMV infection, we observed a significant decrease in the expression of CD34, a surface marker present on endothelial cells. This decrease in the microvasculature has been linked to a defect in endothelial cell migration. This abnormal migration is related to oxidative stress increased significantly and to a very important secretion of interleukin -6 (IL-6). Our study highlighted the role of endothelial cells in the placental pathology caused by CMV. (manuscript) In total, by implementing a placental explants histoculture method, we studied the CMV-infected placenta. We have shown that CMV is responsible for placental pathology characterized by tissue remodeling, mainly a villitis in connection with activation of the leukotriene pathway (5-LO/LTB4). We also showed the decrease in placental microvasculature during infection, associated with oxidative stress and a significant secretion of IL-6.