Thèse de doctorat : Médecine. Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie : Nantes : 2007. / Bibliogr.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Pharmacie : Nantes : 2008. / Bibliogr.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Médecine. Cancérologie, Génétique, Hématologie, Immunologie : Nantes : 2008. / Bibliogr.

L'oncostatine M (OSM) et l'interleukine-31 (IL-31), cytokines de la famille de l'IL-6, sont impliquées dans l'inflammation cutanée associée à des pathologies telles que la dermatite atopique ou le psoriasis. Dans une perspective thérapeutique, deux premières études sont basées sur la génération d'antagonistes agissant comme des récepteurs solubles et destinés à piéger ces cytokines. Afin de disposer d'un nouveau modèle d'étude de l'IL-31 in vivo, nous avons également identifié et cloné cette protéine chez le rat. Dans une dernière étude, nous avons mis en évidence l'implication de l'IL-31 dans le développement tumoral en démontrant son activité cytostatique sur certaines lignées tumorales, de manière similaire à l'OSM. Cette étude nous a également amenés à analyser les voies de signalisation intracellulaires impliquées dans ces effets anti-tumoraux et nous avons ainsi démontré l'activation d'un nouveau facteur de transcription en réponse à ces deux cytokines.

Le carcinome épidermoïde cutané (CEC) est l'un des cancers les plus fréquents et il est résistant aux traitements chimiothérapeutiques classiques. De nombreuses études montrent que selon leur phénotype les cellules du microenvironnement inflammatoire peuvent inhiber (cellules Th1/M1) ou favoriser (cellules Th2/M2) le développement tumoral. En fonction des cytokines présentes dans ce microenvironnement, il est possible de reprogrammer les cellules immunitaires et de les rendre moins permissives au développement tumoral. L’onconstatine M (OSM) est une cytokine aux effets pléiotropes, elle peut favoriser la prolifération, l’invasion tumorale des cellules tumorales et induire une polarisation immunitaire Th2/M2. Nous avons montré que l'OSM a des effets pro-inflammatoires au niveau cutané et qu’elle module le phénotype des kératinocytes normaux mais son rôle dans les CEC n’est pas décrit. Nous avons donc étudié l’implication de l'OSM dans le développement des CEC. Nous avons montré que l'OSM était surexprimée dans les CEC humains ainsi que d'autres cytokines comme l'IL-6, l'IL-1β, l'IFNγ suggérant une polarisation Th1/M1 des cellules du microenvironnement. In vitro, l'OSM induit l’activation de voies de signalisation pro-tumorales (STAT3 - ERK) au niveau de kératinocytes murins malins ainsi que leur prolifération et leur migration. La greffe de ces cellules chez la souris entraine le développement de CEC associés à une surexpression d'OSM. Enfin, l’absence d'OSM entraine une diminution du volume tumoral de 30% et à une réduction de la polarisation M2. Collectivement, ces résultats suggèrent un rôle pro-tumoral de l'OSM dans le développement des CEC et le blocage de cette cytokine pourrait constituer une nouvelle alternative thérapeutique. / Cutaneous squamous cell carcinoma (cSCC) is one of the most frequent keratinocyte malignancies worldwide and is chemotherapy resistant. Surgery is the curative treatment but there isn’t any alternative in advanced cSCC. Reprogramming tumor microenvironment and tumor immunosuppressive mechanisms is a new therapeutic approach. Indeed, depending on cytokine expressed in tumor microenvironment, immune cells can inhibit (Th1/M1 cells) or enhance (Th2/M2 cells) tumor development. It was previously showed that Onconstatin M (OSM) had pleiotropic effects on cancer cells. OSM can promote cancer by inducing tumor cells motility, invasiveness or by reprogramming immune cells toward a more permissive phenotype (M2 polarization). Our previous data showed that OSM has proinflammatory effects on skin and modulate normal keratinocyte phenotype both in vitro and in vivo. In this study, we hypothesized that OSM could be involved in cSCC development. We showed that OSM was overexpressed in human cSCC as well as other cytokines such as IL-6, IL-1β, IFNγ whereas IL-4 was decreased, suggesting a Th1/M1 polarization of cSCC microenvironment. In vitro, OSM induced STAT-3 and ERK signalization, modified gene expression, promoted proliferation and migration of malignant keratinocyte PDVC57 cells. PDVC57 cells grafted in skin mice led to cSCC development associated to OSM overexpression by immune infiltrated cells. Finally, we showed that the absence of OSM led to a 30% reduction of tumor size and reduced M2 polarization in tumor microenvironment. Collectively, these results support a pro-tumoral role of OSM in cSCC development and suggest a new therapeutic approach targeting this cytokine.

L’asthme est répandu chez 250 millions de personnes dans le monde, dont la majorité souffre d’asthme allergique à médiation IgE. La diaphonie neuro-immune a récemment fait l’objet d’études approfondies. La présente thèse comprend des études sur des modèles de souris, y compris nos travaux publiés portant sur l’interaction neurone sensoriel-cellule B, un manuscrit soumis sur l’interaction neurones pruricepteurs vagaux-basophiles, ainsi que nos méthodes de recherche publiées sous forme de chapitre de livre. Dans le chapitre 1, nous avons démontré que la perte de fonction des neurones sensoriels atténuait l’inflammation allergique des voies respiratoires induite par les acariens et l’activation des cellules IgE+ B. Les données in vitro suggèrent que l’activation des lymphocytes B et la production d’anticorps étaient améliorées par la substance P. Dans le chapitre 2, nous avons démontré que les neurones sensoriels vagaux répondent aux pruritogènes, à l’analogue du LPA xy-17, à la β-alanine et à la chloroquine, suggérant que le pruricepteur-comme le comportement de certains neurones sensoriels vagaux, comme le prédisent les récents résultats de séquençage d’ARN unicellulaire. Plus important encore, nous avons démontré que l’oncostatine M est produite par les basophiles sous stimulation basée sur FcεRI et peut sensibiliser plusieurs populations sensorielles vagales, y compris les sous-ensembles jugulaires TRPV1+Tac1+ et MrgprA3+. Enfin, dans le chapitre 3, nous illustrons les méthodes détaillées d’étude des neurones sensoriels vagaux, y compris les approches génétiques et pharmacologiques de perte de fonction, et l’analyse transcriptomique des neurones sensoriels vagaux issus du tri cellulaire activé par fluorescence (FACS). Prises ensemble, nos données suggèrent que les neurones sensoriels peptidergiques participent à l’établissement de l’immunité humorale et que les neurones pruricepteurs vagaux répondent aux médiateurs inflammatoires allergiques, y compris la cytokine amplificatrice des démangeaisons, l’oncostatine M, produite par les basophiles activés par FcεRI. Des études supplémentaires sont nécessaires pour déchiffrer le rôle des neurones pruricepteurs vagaux dans la transmission du signal du tronc cérébral, l’inflammation périphérique et la mécanique pulmonaire globale de l’asthme. / Asthma is prevalent among 250 million people globally, the majority of which feature IgE-mediated allergic asthma. The neuro-immune crosstalk has been under intense study recently. The present thesis comprises studies of mouse models, including our published work focusing on sensory neuron-B cell interaction, a submitted manuscript on vagal pruriceptor neurons-basophil interaction, as well as our research methods published as a book chapter. In chapter 1, we demonstrated that loss of function of sensory neurons dampened house dust mite-induced allergic airway inflammation, IgE+ B cell activation. In vitro data suggests that the B cell activation and antibody production were enhanced by substance P. In chapter 2, we demonstrated that vagal sensory neurons respond to pruritogens, the LPA analog xy-17, β-alanine, and chloroquine, suggesting the pruriceptor-like behavior of some vagal sensory neurons, as predicted by recent singlecell RNA sequencing results. Most importantly, we demonstrated that oncostatin M is produced by basophils under FcεRI-based stimulation, and can sensitize multiple vagal sensory populations, including the jugular TRPV1+Tac1+ and MrgprA3+ subsets. Finally, in chapter 3, we illustrate the detailed methods for studying vagal sensory neurons, including the genetic and pharmacological loss-of-function approaches, and transcriptomic analysis of vagal sensory neurons yield from fluorescence-activated cell sorting (FACS). Taken together, our data suggests that peptidergic sensory neurons participate in the humoral immunity establishment and vagal pruriceptor neurons respond to allergic inflammatory mediators, including the itch-amplifying cytokine, oncostatin M, produced by FcεRI-activated basophils. Further studies are needed to decipher the role of vagal pruriceptor neurons in brainstem signal transmission, peripheral inflammation, and overall asthmatic lung mechanics.