La Spondyloarthrite (SpA) est un rhumatisme inflammatoire chronique fréquent, avec une prévalence de 0,43 % en France. Elle consiste en une atteinte prédominante du squelette axial, mais aussi des articulations périphériques, et peut conduire à une immobilité du rachis et des articulations sacro-iliaques. Des atteintes extra-articulaires sont fréquentes, telles qu'une uvéite, un psoriasis ou une maladie inflammatoire chronique de l'intestin. Les traitements actuels ne sont que symptomatiques, ciblant principalement les manifestations inflammatoires. L'étiologie de la SpA est multifactorielle avec une composante génétique dominée par l'association forte et bien connue avec l'allèle HLA-B27. Cependant, ce facteur génétique n'est clairement pas suffisant pour induire le développement de la maladie. L'objectif de ce projet de thèse était donc d'identifier d'autres facteurs génétiques à l'origine du développement de la SpA.Mon travail a porté sur l'analyse de deux jeux de données complémentaires, dans une perspective de biologie des systèmes. Dans une première partie, j'ai conduit une analyse de liaison dans 210 familles atteintes de la maladie représentant 1310 personnes génotypées avec des puces Affymetrix 250k. Une nouvelle région significativement liée à la SpA a été détectée en 13q13, avec un intervalle de 1,3 Mb défini par des haplotypes recombinants chez les patients.Ensuite, une analyse transcriptomique des cellules dendritiques dérivées des monocytes de 23 patients HLA-B27+, 23 témoins sains HLA-B27+ et 21 témoins sains HLA-B27-, et stimulées ou non par du LPS, a tenté de distinguer les gènes dont l'expression est modifiée par la maladie de ceux influencés par l'allèle HLA-B27 seul. L'annotation fonctionnelle et une analyse par réseau de gènes ont mis en évidence l'inhibition chez les patients des étapes précoces de la biosynthèse du cholestérol. / Spondyloarthritis is a frequent chronic inflammatory rheumatism, with a prevalence of 0.43 % in France. This disease presents axial skeleton injuries, but also on peripheral joints, and can results in a total spinal and sacro-iliac motility loss. Extra-articular features including uveitis, psoriasis and inflammatory bowel disease are frequent. Current SpA treatments are only symptomatic, relieving inflammatory symptoms. SpA etiology is largely multifactorial with a genetic component dominated by the long-known strong association with the HLA-B27 allele. This allele, however, is not sufficient for the disease to occur. This thesis project objective was then to identify other genetic factors in the origin of SpA.My work was mainly divided in two complementary data analyses, in a way to get a systems biology approach. The first one consisted in proceed linking analyses on data from Affymetrix genotyping chips gathered from DNA of 1310 people grouped in 210 families. This study allowed notably to detect a new significantly linked region to SpA : 13q13, with an interval of 1.3 Mb. This part of genome is currently being sequenced to allow a better causal SNP identification.Secondly, an Affymetrix HumanGene 1.0 st transcriptomic chips analysis was performed on MD-DCs extracted from 68 people, stimulated or not by LPS during 6 or 24 hours. This cohort was grouped between 23 patients HLA-B27+, 23 healthy controls HLA-B27+ and 21 healthy controls HLA-B27-. I could notice that HLA-B27 allele is farly enough to considerably affect cell transcriptomic profiles, which encourages to include HLA-B27+ healthy controls. Otherwise, a gene network analysis allowed me to highlight on an inhibition of early steps of cholesterol biosyntthesis.

L’interface hôte/microbiote intestinal est un système d’interactions complexes dont le déséquilibre est associé au développement des maladies inflammatoires chroniques. Les traitements anti-TNFα sont très efficaces dans ces maladies, mais seulement chez certains patients. L’objectif de ce travail était de rechercher un lien entre composition du microbiote intestinal et réponse aux traitements anti-TNFα dans deux types de maladies inflammatoires chroniques, les spondyloarthrites et les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. Nous avons retrouvé des variations de la composition du microbiote intestinal après traitement par anti-TNFα chez des patients atteints de spondyloarthrite et avons identifié un nœud taxonomique prédictif de la réponse thérapeutique à trois mois. Ce nœud taxonomique, l’ordre des Burkholderiales, étant ainsi un biomarqueur potentiellement utilisable en pratique clinique, nous avons déposé une demande de brevet européen, qui est en cours d’instruction. Ce travail a été poursuivi par un nouveau protocole de recherche clinique incluant des patients atteints de spondyloarthrites mais aussi de maladies inflammatoires chroniques intestinales. Ce protocole est financé par le CHU de Bordeaux dans le cadre de l’Appel d’Offre Interne. Il permettra de valider les hypothèses de notre premier travail, en réalisant notamment des PCR quantitatives utilisant des amorces spécifiques de l’ordre des Burkholderiales. Nous avons de plus retrouvé in vitro pour la première fois à notre connaissance une modulation de la croissance bactérienne chez Bacteroides fragilis en réponse au TNFα humain. / The host/gut microbiota interface is a system of complex interactions whose imbalance is associated with the development of chronic inflammatory diseases. Anti-TNFα treatments are very effective in these diseases, but only in some patients. The purpose of this work was to find a link between the composition of the intestinal microbiota and clinical response to anti-TNFα treatments in two types of chronic inflammatory diseases, spondyloarthritis and inflammatory bowel disease. We found variations in the composition of the intestinal microbiota after treatment with anti-TNFα in patients with spondyloarthritis and identified a taxonomic node predictive of the therapeutic response at 3 months. This taxonomic node, the Burkholderiales order, being a biomarker potentially usable in clinical practice, we have filed a European patent application, which is currently under investigation. This work was continued by a new clinical research protocol including patients with spondyloarthritis but also with inflammatory bowel diseases. This protocol is funded by the Bordeaux University Hospital as part of the internal call for tenders. It will validate the hypotheses of our first work, notably by performing quantitative PCRs using specific primers targeting the order of Burkholderiales. In vitro, we have also found for the first time, to our knowledge, a modulation of bacterial growth in Bacteroides fragilis in response to human TNFα.

La spondyloarthrite (SpA) est une pathologie rhumatologique caractérisée notamment par une inflammation et par des ossifications excessives se formant au niveau des enthèses. Il s’agit de zones de fortes contraintes mécaniques où les tendons et ligaments sont ancrés dans l’os via une zone fibrocartilagineuse. La sphingosine 1-phosphate (S1P) est un lipide bioactif qui joue un rôle important à la fois dans le remodelage osseux et la réponse inflammatoire. Notre objectif était donc d’explorer le rôle de la S1P dans l’ossification excessive de la SpA. Nous avons observé que les taux sériques de S1P des patients atteints de SpA sont significativement supérieurs à ceux de donneurs contrôles. Nous avons utilisé comme modèle des cultures primaires murines d’ostéoblastes, de chondrocytes et de ténocytes et des cultures organotypiques d’enthèse de souris. Nous avons observé que les enzymes de synthèse de la S1P, les sphingosine kinases 1 et 2, contribuent à la minéralisation des ostéoblastes et des chondrocytes. L’effet pro-minéralisant de la S1P est partiellement médié par deux de ses récepteurs (S1P1 et S1P3). De plus, la production de S1P est stimulée suite à un étirement cyclique dans les ostéoblastes et les chondrocytes, et après un traitement avec les cytokines TNF-α et IL-17 dans les chondrocytes. Finalement, l’inhibition générale du métabolisme de la S1P par le Fingolimod conduit à une diminution de la minéralisation dans les ostéoblastes et encore davantage dans les chondrocytes. Ces résultats suggèrent que le métabolisme de la S1P participe à l’ossification excessive de la SpA. Des études in vivo sont maintenant nécessaires pour valider cette possibilité / Spondyloarthritis (SpA) is a rheumatic disease characterized in particular by enthesis ectopic ossification and inflammation. Enthesis is a zone of concentration of mechanical stresses where ligaments and tendons attach to bone through fibrocartilaginous connections. Sphingosine 1-phosphate (S1P) is a bioactive lipid that plays an important role in both bone remodelling and in inflammatory response. Our aim was to explore the role of S1P in SpA excessive ossification. We observed that serum S1P concentrations in SpA patients are significantly higher compared to control donors. We used primary mouse osteoblasts, chondrocytes and tenocytes as cellular models and organotypic cultures of mice enthesis. We observed that S1P synthetizing enzymes, sphingosine kinases 1 and 2, stimulate osteoblasts’ and chondrocytes’ mineralizing process. S1P pro-mineralizing effect was partially mediated by two of the S1P receptors (S1P1 and S1P3). Moreover, S1P production was enhanced by cyclic strain in osteoblasts and chondrocytes and by pro-inflammatory cytokines (TNF-α and IL-17) in chondrocytes. Finally, the inhibition of S1P metabolic pathway by Fingolimod reduced the mineralization in cultured osteoblasts and even more in chondrocytes. These results suggest that S1P metabolism participates in SpA excessive ossification. In vivo studies are now needed to validate this possibility