La sécheresse oculaire est une maladie multifactorielle invalidante affectant la qualité de vie des patients. Elle constitue un réel problème de santé publique du fait sa prévalence élevée chez les personnes âgées. Les étiologies et les facteurs de risque nombreux de cette pathologie déclenchent une succession de conséquences créant un cercle vicieux autoentretenu où l’instabilité du film lacrymal et l’hyperosmolarité jouent un rôle central. L’intégrité de la surface oculaire est un élément déterminant qui influence l’impact de l’hyperosmolarité directement au niveau des cellules épithéliales conjonctivales. Le chlorure de benzalkonium (BAK), principal conservateur des collyres, altère l’intégrité du film lacrymal provoquant une sécheresse oculaire chez les patients. Le but de notre travail était au travers de la mise au point d’un modèle de sécheresse oculaire in vitro, de comprendre la part respective et combinée des effets du xénobiotique et de la composante physiopathologique sur le comportement des cellules conjonctivales. L’hyperosmolarité et le BAK entrainent tous les deux, et à des niveaux d’intensité différents, des réponses cytotoxiques avec induction de stress oxydant, de conditions pro-inflammatoires (chimiokine CCL2, expression de HLA DR) et d’apoptose sur les cellules conjonctivales. L’adjonction de BAK à ces conditions potentialise les effets délétères déjà mis en évidence avec l’hyperosmolarité seule. Ce travail montre pour la première fois au niveau de la surface oculaire les effets potentialisateurs d’un toxique en conditions physiopathologiques. Ce modèle hyperosmolaire de sécheresse oculaire représente un nouvel outil pour analyser la toxicité de facteurs de risque environnementaux ou iatrogènes de manière fiable et reproductible. / Dry eye is a multifactorial disease affecting patients’ quality of life and currently constitutes a public health problem because of its high prevalence in elderly people. The etiologies and risk factors of this disease induce a series of consequences creating a self-perpetuating vicious cycle where tear film instability and hyperosmolarity play a central role. The integrity of the ocular surface is a determining factor that influences the impact of hyperosmolarity directly at the level of conjunctival epithelial cells. Benzalkonium chloride (BAK), the mainly used eye drop preservative, alters tear film integrity and may induce or favor dry eye. The purpose of this study was, besides developing an in vitro dry eye model, to describe the respective and combined effects of the xenobiotics and the pathophysiological component on the conjunctival cell behavior. Hyperosmolarity and BAK, although at different intensity levels, both induce cytotoxic responses with oxidative stress, proinflammatory responses (CCL2 chemokine, expression of HLA-DR) and apoptosis in conjunctival cells. The addition of BAK to these hyperosmolar conditions potentiates the deleterious effects already identified with hyperosmolarity alone. This work reports for the first time the potentiating effects of a toxic in pathophysiological conditions. This hyperosmolar dry eye model offers a new reliable and reproducible tool to investigate the environmental and iatrogenic toxicity on ocular cells in vitro.

La sécheresse oculaire est une pathologie fréquente qui peut impacter fortement la qualité de vie des patients. D’origine multifactorielle complexe, elle présente de nombreuses étiologies et son diagnostic est difficile en raison de présentations cliniques variées, en termes de symptômes et de tests cliniques, et en l'absence d'un marqueur spécifique. En outre, elle ne bénéficie actuellement que d’une seule molécule thérapeutique, cependant non curative, la ciclosporine. Devenant un réel problème de santé publique, la recherche visant à une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à son apparition reste indispensable. L'état actuel des connaissances sur la sécheresse oculaire reconnaît à l'inflammation et à l'hyperosmolarité un rôle central. Ce travail de thèse a eu pour objectif d'étudier le comportement pro-inflammatoire des cellules conjonctivales dans un modèle in vitro classique de sécheresse oculaire induite par une hyperosmolarité saline. Nous avons ainsi montré que les cellules conjonctivales sécrètent une chimiokine pro-inflammatoire majeure, CCL2/MCP-1, et que cette induction est totalement sous la dépendance du facteur de transcription osmoprotecteur NFAT5/TonEBP ainsi que partiellement liée à la voie des MAPKs et de NFκB. Nous avons également observé que cette induction était en partie inhibée par la ciclosporine et la dexaméthasone. Nous avons ensuite complété ce travail par l'étude de l'inflammasome à la fois sur ces cellules et sur des monocytes, type cellulaire majeur ciblé par CCL2, en utilisant différents activateurs classiques dans le modèle d’hyperosmolarité. Nos résultats ont montré l’absence d’activation de l’inflammasome par l'hyperosmolarité seule. En revanche, l'hyperosmolarité aurait un rôle inhibiteur de l’inflammasome dans les monocytes. Ces résultats ouvrent des pistes nouvelles d’exploration afin de mieux comprendre les relations entre monocytes et cellules épithéliales de la conjonctive. Ils nous ont permis d'identifier le rôle incontournable de cellules épithéliales conjonctivales dans l'apparition ou le maintien de l'inflammation dans la pathologie et de caractériser certaines voies intracellulaires impliquées dans ce processus, ouvrant de nouvelles perspectives en termes de thérapeutiques. / Dry eye disease is a common condition that significantly impacts the quality of life of patients. It is a complex multifactorial disease with many etiologies and a diagnosis recognized as difficult due to the multiple clinical presentations in terms of symptoms and clinical tests, and lacking of a reliable and specific marker. There is currently only one therapeutic molecule to treat this disease, cyclosporin. However it is not curative. Dry eye disease is becoming an important public health problem and it is necessary to focus research on its underlying mechanisms, as they remain largely unknown. The current state of knowledge in dry eye disease recognizes inflammation and hyperosmolarity as central elements in the pathology. This work aimed to study the pro-inflammatory behavior of conjunctival cells in an in vitro model of dry eye disease by NaCl-induced hyperosmolarity. We showed that conjunctival cells secrete a major pro-inflammatory chemokine known as CCL2/MCP-1. This induction depends entirely on the osmoprotectant transcription factor NFAT5/TonEBP and is partially related to the MAPKs and the NFκB pathways. We showed that the process could be partially inhibited by cyclosporin and dexamethasone. We also studied the inflammasome in conjunctival cells and monocytes, the major cell type targeted by CCL2, using various classical inflammasome activators in this hyperosmolarity model. We did not observe any inflammasome activation induced by hyperosmolarity alone. On the other hand, hyperosmolarity shows signs of inhibiting inflammasome activation in monocytes. These results open new ways of understanding the relations between monocytes and conjunctival epithelial cells. They highlight the crucial role of the conjunctival epithelial cell type in the inflammation process in dry eye disease and make it possible to characterize intracellular pathways involved in this process, opening new therapeutic prospects.