Mécanismes inflammatoires liés à la consommation chronique d'alcool : de la translocation bactérienne aux monocytes.

Inflammatory mechanisms associated with chronic alcohol consumption : microbial translocation and monocytes

• Auteur / Autrice : Hélène Donnadieu-Rigole
• Direction : Florence Apparailly, Pascal Perney
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 13/12/2016
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut en médecine régénératrice et de biothérapie (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Apparailly, Pascal Perney, Gabriel Perlemuter, Alexandre Louvet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gabriel Perlemuter, Alexandre Louvet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Troubles liés à l'alcool

Endotoxines

Cytokines

Monocytes

Translocation bactérienne

Mots clés libres

Translocation bactérienne

Monocytes

Tlr

Cytokines

Endotoxines

Bacterial translocation

Subset monocytes

Tlr

Cytokines

Endotoxines

Résumé

La consommation excessive d’alcool concerne environ 20% de la population adulte en France. Il est établi qu’une consommation excessive aigue d’alcool engendre une augmentation de la morbi-mortalité en cas d’infection ou de traumatisme. La consommation chronique d’alcool augmente le risque de cancers et d’infection.Toutes ces conséquences médicales sont intimement liées à une altération des défenses de l’hôte induite par l’alcool. L’ingestion d’alcool et ses métabolites engendre une modification de la flore digestive appelée dysbiose ainsi qu’une augmentation de la perméabilité digestive. De cet effet local découle une augmentation du passage d’endotoxines dans le système veineux portal et systémique. Ainsi l’ensemble des éléments impliqués dans la réponse immunologique sont impactés de façon locale (Foie) et systémique par cette endotoxinémie chronique. Deux axes de recherche ont été privilégiés dans cette thèse: La translocation bactérienne et les sous-populations monocytaires. L’originalité de ce travail est l’étude de la cinétique des modifications immunologiques, chez des sujets alcoolo-dépendants (AD) hospitalisés pour un sevrage en alcool durant 2 à 6 semaines.La translocation bactérienne (TB) a été étudiée par l’analyse itérative de marqueurs sériques témoins de celle-ci: l’ADN 16S ribosomial en PCR temps réel, les taux sériques de LBP (LPS-Binding-Protein) et de CD14 soluble par ELISA. Les prélèvements veineux ont été effectués à jeun chez des sujets AD à J0 de leur sevrage et après 4 puis 6 semaines de sevrage. Avant le sevrage (J0) les 3 marqueurs sont plus élevés que dans une population témoin (p<0.001). Après 6 semaines de sevrage, les taux de LBP (p=0.04) et sCD14 (p=0.001) diminuent de manière significative sans revenir aux taux de la population témoin. La consommation de cannabis dans le mois précédent le sevrage est associée à une plus grande diminution des marqueurs LBP et sCD14 au cours du sevrage en alcool.Notre étude confirme une majoration de la TB chez les sujets AD non sevrés et l’impact potentiel du cannabis sur celle-ci. Elle montre également que le délai de sevrage de 6 semaines ne permet pas un retour à la normale des marqueurs de la TB.La répartition, le phénotype et la fonctionnalité des sous-populations monocytaires sanguines ont été étudiés à J0 et après 14 jours de sevrage en alcool chez des sujets AD. Avant le sevrage (J0), la fréquence des monocytes classiques (CD14+CD16-) est diminuée alors que celle des non classiques (CD14dimCD16+) est augmentée chez les sujets AD comparativement aux sujets contrôles. La fréquence des monocytes exprimant les TLR-2 et -4 est réduite chez les sujets AD. La sécrétion basale des cytokines IL-1, IL-6 et TNF est comparable chez les sujets AD et contrôles. En revanche après stimulation in vitro des monocytes par les ligands des TLR-2 et 4, respectivement peptidoglycanes (PGN) et lipopolysaccharides (LPS), la sécrétion d’IL-6 et de TNF est augmentée chez les sujets AD. Le sevrage de 14 jours restaure partiellement la distribution des sous-populations monocytaires. Nos résultats indiquent que la consommation chronique d’alcool altère la distribution, le phénotype et la fonctionnalité des monocytes chez les sujets AD, ces altérations s’améliorent en 14 jours de sevrage mais ne reviennent pas à la normale.Mon travail de thèse confirme l’impact de la consommation chronique d’alcool sur la translocation bactérienne et sur la réponse immune chez l’homme. Il précise la nature et la cinétique de cet impact. Mes résultats suggèrent également que le délai de retour à la normale semble être supérieur à 6 semaines. De nouvelles études permettront de mettre en évidence une cinétique plus précise de ces améliorations biologiques. Les résultats permettent d’envisager des recommandations cliniques quant à une durée d’abstinence pré-opératoire en cas de chirurgie programmée par exemple.

Excessive alcohol consumption concerns about 20% of the French adult population. An acute excessive alcohol consumption named “binge drinking” causes an increase in mortality and morbidity in case of trauma or infection. Chronic alcohol consumption causes an increased risk and severity of infections and increased risk of cancer. All these medical consequences are linked to changes in host defense induced by alcohol consumption. Indeed, alcohol and its metabolites generate modifications of the gut microbiota and increased gut permeability. This local effect causes an increase in endotoxin translocation into portal and systemic blood. Thus, all elements involved in the immune response, and in particular the monocytes as cellular component acting as first line of defense of the immune system, are affected by this chronic endotoxemia. Two research axes were studied during my thesis: Microbial translocation and monocyte subsets. The originality of this work was to study the kinetic of immunological changes induced by alcohol withdrawal in alcohol-dependent (AD) subjects hospitalized for an alcohol withdrawal during 2-6 weeks.Microbial translocation (MT) was studied by iterative analysis of serum markers: Bacterial 16S rDNA levels were measured using qPCR, Lipopolysaccharides-Binding protein (LBP) and soluble CD14 were quantified using ELISA. Blood samples were collected in fasten AD subjects at D0 of alcohol withdrawal and after 4 and 6 weeks of alcohol withdrawal. At D0, the 3 markers of MT were higher in AD subjects than in healthy controls (P<0.001). After 6 weeks of alcohol withdrawal, the serum level of LBP (p=0.04) and sCD14 (p=0.001) were significantly decreased but did not reach rates of healthy controls (HC). Cannabis use during the last month before alcohol withdrawal was associated with a greater decrease in sCD14 and LBP upon alcohol withdrawal. My study confirms an increase in MT in AD subjects and the potential impact of cannabis on this phenomenon, and shows that a 6-weeks abstinence period is not sufficient to return to normal blood biological parameters.Whether and how blood monocyte subsets were impaired in AD patients were studied as well as their evolution after alcohol withdrawal. The CD14+CD16- subset was decreased whereas the CD14dimCD16+ subset was expanded (p<0,001) in AD compared to HC. The frequencies of TLR2- and TLR4-expressing monocytes were reduced in AD compared to HC. Although the basal production of IL-1, IL-6 and TNF by monocytes in AD was comparable to HC, the PGN- and LPS-mediated IL-6 and TNF production were increased in AD. Frequencies of IL-6-expressing monocytes were higher in AD than HC. Alcohol withdrawal partially restored the distribution of monocyte subsets and the frequency of IL-6-producing monocytes, and increased the frequency of TNF-producing cells in response to LPS and PGN stimulation to levels comparable to those in HC. Our findings indicate that chronic alcohol use alters the distribution as well as the phenotypic and functional characteristics of blood monocyte subsets, which are partially restored following 2 weeks of alcohol withdrawal. These studies confirm and specify the impact of chronic alcohol consumption on microbial translocation and on the immune response. Our results also suggest that a period superior to 6 weeks is necessary to reach normal biological parameters. News studies will be necessary to specify the exact kinetic of these biological improvements.These results allow to consider clinical recommendations for a period of abstinence before programmed surgery for example.