Rôle de la réponse immunitaire de type 2 dans la réparation tissulaire : du concept au modèle pratique de la sclérodermie systémique

Role of type 2 immune responses in tissue repair : from conceptual aspects to practical model of systemic sclerosis

• Auteur / Autrice : Paôline Laurent
• Direction : Thomas Pradeu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie-immunologie
• Date : Soutenance le 12/11/2018
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ImmunoConcEpT Immunologie Conceptuelle, Expérimentale et Translationnelle (Bordeaux ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Julie Dechanet-Merville
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Pradeu, Julie Dechanet-Merville, Gérard Eberl, Jérôme Avouac, Lucie Laplane, Marie-Élise Truchetet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gérard Eberl, Jérôme Avouac

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fibrose

Sclérodermie généralisée

Génie tissulaire

Système immunitaire

Mots clés libres

Réponse immunitaire de type 2

Réparation tissulaire

Sclérodermie systémique

Fibrose

ILC2

Macrophages de type 2

Type 2 immune responses

Tissue repair

Systemic sclerosis

Résumé

Pour beaucoup d’entre nous, y compris pour de nombreux immunologistes, le rôle du système immunitaire est restreint à un rôle de défense contre différents pathogènes, tels que les bactéries et les virus. Pourtant, il devient de plus en plus incontestable que le système immunitaire est impliqué dans de nombreux autres phénomènes que peuvent être le cancer, l’obésité et la réparation tissulaire. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à l’implication des cellules immunitaires, et plus particulièrement des cellules immunitaires innées, dans le mécanisme de réparation tissulaire. Par la suite, nous avons approfondi ce travail en nous focalisant sur les dérégulations de la réparation tissulaire. Ces dérégulations peuvent donner lieu notamment à des phénomènes de « sur-réparation » telle que la fibrose. La fibrose est définie comme un dépôt excessif de matrice extracellulaire par les fibroblastes en réponse à des molécules profibrotiques tels que le TGFβ ou l’IL-13. Nous nous sommes donc intéressés au rôle de la réponse immunitaire innée dans la fibrose en nous concentrant sur deux types de cellules immunitaires innées : les macrophages et les cellules lymphoïdes innées de type 2 (type 2 innate lymphoïde cells, ou « ILC2 »). Nous avons choisi comme modèle d’étude la sclérodermie systémique, maladie auto-immune caractérisée principalement par la fibrose pouvant toucher la peau et/ou les organes internes. Outre la fibrose, cette pathologie est également associée à des anomalies vasculaires et immunitaires. Les mécanismes liant ces trois caractéristiques sont encore mal définis et mal connus. Il est donc nécessaire de comprendre la physiopathologie de cette maladie et d’établir précisément l’implication de la réponse immunitaire dans la fibrose afin d’offrir un traitement thérapeutique pour les patients sclérodermiques et plus généralement pour toutes les maladies fibrotiques. Dans un premier temps, nous montrons, en cytométrie de flux, une diminution des ILC2 dans le sang des patients sclérodermiques par rapport aux témoins (0,007 ± 0,007% vs. 0,01 ± 0,01%, p=0,001). Chez les sujets sclérodermiques, cette baisse de la fréquence des ILC2 circulantes est inversement corrélée à l’atteinte de la fibrose cutanée définie par le score de Rodnan (R=-0,35, p=0,0062). Nous observons une augmentation de ces cellules dans la peau sclérodermique comparé à celle des contrôles (5,015 ± 2,8% vs. 2,816 ± 1,8%). Ce résultat est positivement corrélé au score de Rodnan (r=0,58, p=0,01). Nous obtenons des résultats similaires en immunofluorescence. Un phénotypage des ILC2 dermales nous a permis d’observer une diminution de l’expression de KLRG1 dans la peau des malades. En collaboration avec l’équipe du Pr. Batteux, nous avons étudié le rôle des ILC2 dans un modèle murin de sclérodermie. Nous observons une augmentation cutanée des ILC2 et cela même avant l’établissement de la fibrose au niveau de la peau des souris sclérodermiques (16677 ± 3068 vs. 9091 ± 474). Puis, nous montrons, in vitro, que les ILC2 stimulées par le TGFb perdent l’expression de KLRG1. Au contact des ILC2 stimulées par le TGFb, les fibroblastes deviennent pro-fibrotique en comparaison à l’incubation avec des ILC2 non stimulées. Ces résultats apportent de nouvelles connaissances dans la physiopathologie de la sclérodermie systémique et plus particulièrement dans la fibrose caractérisant cette maladie, ce qui offre des perspectives thérapeutiques potentielles. L’approche conceptuelle du rôle du système immunitaire dans la réparation tissulaire proposée dans cette thèse renouvelle notre vision de l’immunité et ouvre potentiellement un nouveau champ, encore sous-estimé, de thérapies ciblant le système immunitaire.

For many of us, including many immunologists, the role of the immune system is limited to a defense role against different pathogens such as bacteria and viruses. Yet it is becoming increasingly clear that the immune system is involved in many other phenomena such as cancer, obesity and tissue repair.During this thesis, we were interested in the involvement of immune cells, and more particularly innate immune cells, in the tissue repair mechanism. Subsequently, we deepened this work by focusing on the deregulations of tissue repair. These deregulations can lead to "over-repair" phenomena such as fibrosis. Fibrosis is defined as an excessive deposition of extracellular matrix by fibroblasts in response to profibrotic molecules such as TGFβ or IL-13. We therefore focused on the role of the innate immune response in fibrosis by focusing on two types of innate immune cells macrophages and innate lymphoid cells of type 2 (ILC2). We chose systemic scleroderma, an autoimmune disease characterized mainly by fibrosis that can affect the skin and/or internal organs, as our study model. In addition to fibrosis, this pathology is also associated with vascular and immune abnormalities. The mechanisms linking these three characteristics are still poorly defined and poorly understood.It is necessary to understand the physiopathology of this disease and to establish precisely the involvement of the immune response in fibrosis in order to offer therapeutic treatment for scleroderma patients and more generally for all fibrotic diseases.First, we show, in flow cytometry, a decrease of ILC2 in the blood of scleroderma patients compared to controls (0.007 ± 0.007% vs. 0.01 ± 0.01%, p=0.001). In scleroderma subjects, this decrease in the frequency of circulating ILC2 is inversely correlated with skin fibrosis defined by Rodnan's score (R=-0.35, p=0.0062). We observe an increase in these cells in the scleroderma skin compared to controls (5.015 ± 2.8% vs. 2.816 ± 1.8%). This result is positively correlated to Rodnan's score (r=0.58, p=0.01). We obtain similar results in immunofluorescence. In collaboration with Prof. Batteux's team, we studied the role of ILC2 in a mouse model of scleroderma. We observe an increase in cutaneous ILC2 even before fibrosis is established in the skin of scleroderma mice (16677 ± 3068 vs. 9091 ± 474). Then, we show, in vitro, that ILC2 stimulated by TGFb lose the expression of KLRG1. Upon contact with TGFb-stimulated ILC2, fibroblasts become pro-fibrotic compared to incubation with unstimulated ILC2.These results bring new knowledge in the physiopathology of systemic scleroderma and more particularly in the fibrosis characterizing this disease, which offers potential therapeutic prospects.The conceptual approach to the role of the immune system in tissue repair proposed in this thesis renews our vision of immunity and potentially opens up a new and still underestimated field of therapies targeting the immune system.STAR