Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Titre de l'écran-titre (visionné le 19 juin 2023) / L'interleukine-1β (IL-1β) est une cytokine inflammatoire jouant un rôle clé dans les diverses réponses inflammatoires contre les agents pathogènes et en cas de dommage tissulaire. Compte tenu des importantes propriétés de l'IL-1β durant l'inflammation, elle est souvent retrouvée comme étant modulée dans la pathogenèse de plusieurs maladies ou syndromes. L'une des pathologies montrant des évidences d'une implication importante de l'IL-1β est la sclérose en plaques (SEP). La SEP est une maladie au caractère auto-immunitaire dirigé vers la gaine de myéline recouvrant les neurones au niveau du système nerveux central (SNC). Ces attaques répétées ont pour effet de causer l'apparition de plaques de démyélinisation au cerveau et à la moelle épinière allant de pair avec un phénomène de neurodégénérescence observable par la perte progressive de fonctions motrices et cognitives. L'objectif de cette thèse fut d'étudier la contribution de l'IL-1β dans la pathogenèse de la SEP par le biais de son modèle murin, l'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE), reproduisant plusieurs caractéristiques de la pathologie humaine. Les résultats obtenus à cet effet font partie de trois manuscrits scientifiques introduits dans cette thèse. Le premier manuscrit est une revue de la littérature colligeant les récentes évidences de la littérature scientifique faisant état de l'implication de l'IL-1β dans la pathogenèse de l'EAE. Dans le deuxième manuscrit, l'effet de l'IL-1β sur le développement de la douleur dans l'EAE fut évalué. La douleur est l'un des symptômes et effets secondaires importants pour plusieurs maladies communes à caractère inflammatoire telles que la SEP, l'arthrite rhumatoïde (AR) et l'ostéoarthrite (OA). Dans ce manuscrit, nous avons pu démontrer l'importance de l'IL-1β dans le développement de ce symptôme dans les trois maladies énoncées, ainsi que l'implication qu'ont les cellules immunitaires de type myéloïdes dans le développement de la douleur, par la production d'IL-1β dans ces contextes inflammatoires, à proximité de fibres nerveuses exprimant la cible de l'IL-1β, le récepteur de type-1 de l'IL-1 (IL-1R1). Nous avons aussi pu déterminer que les neurones impliqués dans la perception douloureuse durant ces contextes inflammatoires font partie d'une sous population spécifique localisée dans les ganglions de la racine dorsale. Dans le troisième manuscrit, nous avons étudié le mécanisme moléculaire impliqué dans l'activation de l'IL-1β. L'IL-1β nécessite un clivage protéolytique de son précurseur protéique (pro-forme) afin d'être activée. Par le biais de modèles murins ayant des lacunes pour les différents composants de la machinerie de clivage de l'IL-1β, nous avons pu déterminer qu'une voie alternative de clivage est impliquée dans l'EAE. Cette voie alternative est activée lors de la migration à travers la barrière hémato-encéphalique/ spinale (BHES) des cellules immunitaires de type monocytaire en contexte inflammatoire et fait intervenir d'autres protéases permettant l'activation de l'IL-1β. Ces protéases semblent jouer un rôle complémentaire à celui de l'inflammasome, un complexe cellulaire considéré comme majoritairement responsable du clivage de l'IL-1β. Bref, les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse soulignent toute l'importance de l'IL-1β dans la pathogenèse et les symptômes associés aux maladies inflammatoires chroniques. Les éléments importants à prendre en considération lors de l'identification et le développement de cibles thérapeutiques impliquées dans la voie d'activation de l'IL-1β y sont également traités. / Interleukin-1β (IL-1β) is a key pro-inflammatory cytokine in various inflammatory responses against pathogens and following tissue damage. IL-1β is regulated at many different levels during the pathogenesis of several diseases or syndromes, which is in line with its strong inflammatory properties. One of those pathologies showing evidence of a significant implication of IL-1β is multiple sclerosis (MS). MS is an auto immune disease directed against the myelin sheath covering neurons in the central nervous system (CNS). These repeated attacks lead to the appearance of demyelination plaques in the brain, paralleled by a neurodegenerative phenomenon involving the progressive loss of motor and cognitive functions. The aim of this thesis was to study the contribution of IL-1β in the pathogenesis of MS using its mouse model, experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), which reproduces several characteristics of the human pathology. The results obtained are part of three scientific manuscripts included in this thesis. The first manuscript is a review of the literature stating the recent scientific discoveries on the involvement of IL-1β in the pathogenesis of EAE. In the second manuscript, the effect of IL-1β on the development of pain in EAE was evaluated. Pain is one of the important symptoms and side effects of several common inflammatory diseases such as MS, rheumatoid arthritis (RA) and osteoarthritis (OA). In this manuscript, we were able to demonstrate the importance of IL-1β in the development of this symptom in the three aforementioned diseases, highlighting the implication of the myeloid immune cells in the development of pain, via their production of IL-1β at the vicinity of nerve fibers expressing the target of IL-1β, the type 1 IL-1 receptor (IL-1R1). We were also able to demonstrate that the neurons involved in pain perception during these inflammatory diseases are part of a specific subpopulation located in the dorsal root ganglia. In the third manuscript, we studied the molecular mechanism involved in the activation of IL-1β. IL-1β requires a proteolytic cleavage of its pro-form in order to be activated. Using murine models lacking the various components of the IL-1β cleavage machinery, we were able to determine that an alternative cellular cleavage pathway is involved in EAE. This alternative pathway is activated during the migration of immune cells from the monocytic lineage across the inflamed blood-spinal cord barrier (BSCB), and it implicates other proteases allowing activation of IL-1β without the involvement of the inflammasome complex, usually considered to be chiefly responsible for this biological process. In short, the work carried out within the framework of this thesis underlines the importance of IL-1β in the pathogenesis and symptoms of several chronic inflammatory diseases. This thesis also sets out some key elements to take into account during the development and use of anti-IL-1β therapies.

L'interleukin-l (IL1), une cytokine pro-inflammatoire majeure, possède trois récepteurs dont deux, le récepteur fonctionnel (récepteur type I) et le récepteur de leurre de l'ILl (récepteur type II), présentent un dérèglement au niveau de leurs expressions chez les femmes atteintes d'endométriose. Un de nos objectifs de recherche a été de vérifier si la protéine accessoire de l'ILl (ILlRAcP) présentait également une aberrance de son expression chez les femmes souffrant d'endométriose comparativement à celles ne présentant pas la maladie. D'autre part, nous avons regardé in vitro l'effet de la sous-expression du récepteur type II dans les cellules endométriales afin d'étudier les modifications fonctionnelles pouvant favoriser leur développement ectopique. Nos résultats montrent que la protéine accessoire de l'ILl (ILlRAcP) est également exprimée différemment chez les femmes atteintes de la maladie. De même, il semble que la sous-expression du récepteur type II joue un rôle dans la physiopathologie de l'endométriose.

Les cystéinyl-leucotriènes (cysLTs), qui inclut [i.e. incluent] le LTC[indice inférieur 4], le LTD[indice inférieur 4] et le LTE[indice inférieur 4] , sont impliqués dans une variété de maladies inflammatoires (ex : l'asthme) et agissent sur au moins deux récepteurs couplés aux protéines G distincts, nommé [i.e.] le CysLT[indice inférieur 1] et le CysLT[indice inférieur 2]. Des antagonistes spécifiques du récepteur CysLT[indice inférieur 1] ont été élaborés et sont utilisés pour contrôler la bronchoconstriction et l'inflammation chez le patient asthmatique. Le récepteur CysLT[indice inférieur 2] semblerait également impliqué dans l'asthme bien que son rôle et sa signalisation soient encore mal compris. Un polymorphisme dans le gène du CysLT[indice inférieur 2], produisant la substitution d'un acide aminé (M201V), a été associé à l'asthme au sein de trois différentes populations étudiées. Le but de cette étude était donc de déterminer si la mutation M201V affecte l'affinité du CysLT[indice inférieur 2] pour ses ligands naturels et son efficacité de signalisation. Pour ce faire, des cellules HEK293 ont été transfectées de façon stable soit avec le récepteur CysLT[indice inférieur 2] de type « sauvage » ou avec le CysLT[indice inférieur 2] contenant la mutation (M201V). Nous avons démontré que l'affinité pour le LTC[indice inférieur 4] est diminuée de 50% par la présence de la mutation M201V alors que l'affinité pour le LTD[indice inférieur 4] est essentiellement perdue. Chez les cellules CysLT[indice inférieur 2] M201V, la production d'inositol phosphate (IP) induite par le LTC[indice inférieur 4] est diminuée aux plus faibles concentrations de ligand utilisées mais revient à la normale à la concentration maximale de LTC[indice inférieur 4] utilisée (100 nM). Par contre, la production d'IP induite par le LTD[indice inférieur 4] est significativement diminuée par la mutation, et ce, pour l'ensemble des concentrations utilisées. Des résultats similaires ont également été observés avec la transactivation du promoteur de l'IL-8 induite par le LTC[indice inférieur 4] ou le LTD[indice inférieur 4] . Enfin, nous avons étudié les différentes voies de signalisation impliquées dans l'activation du promoteur de l'IL-8. Lors d'une stimulation au LTC[indice inférieur 4], nous avons observé que la phosphorylation de JNK et de p65 est davantage affectée par la mutation M201V que la phosphorylation de ERK et de p38. Pour ce qui est d'une stimulation au LTD[indice inférieur 4], la phosphorylation de p65 est totalement affectée par la mutation M201V. Similairement, cette mutation abolit complètement la phosphorylation de JNK ainsi que l'activation de ERK et de p38 aux plus faibles concentrations de LTD[indice inférieur 4] utilisées. Cependant, l'activation de ERK et de p38 est maintenue à un niveau semblable aux cellules CysLT[indice inférieur 2] lorsqu'on utilise de plus fortes concentrations de LTD[indice inférieur 4] . Ainsi, nos résultats indiquent que le polymorphisme M201V affecte davantage la réponse du CysLT[indice inférieur 2] au LTD[indice inférieur 4] qu'au LTC[indice inférieur 4] et affecte plus particulièrement certaines voies de signalisation que d'autres. Ces résultats confirment ceux précédemment obtenus et permettent de mieux comprendre comment la mutation M201V affecte les voies de signalisation du CysLT[indice inférieur 2] et son affinité pour le LTC[indice inférieur 4] et le LTD[indice inférieur 4].

L’encéphalopathie néonatale (EN) affecte plus de 0.8% des nouveau-nés à terme et est la deuxième cause d’handicap neurologique durant l’enfance. Le traitement des enfants atteints d’EN consiste en une prise en charge symptomatique et en l’hypothermie (HT). Néanmoins, plus de 50% des patients traités par HT gardent des séquelles neurologiques majeures. Les données provenant du Canadian Cerebral Palsy Registry montrent que l’HT prévient seulement 4% des cas de paralysie cérébrale (PC). Le fait que l’HT ait des effets neuroprotecteurs chez certains nouveau-nés, mais pas chez tous les nouveau-nés atteints d’EN n’est pas encore totalement élucidé. Il a été rapporté que les nouveau-nés exposés à l’inflammation (sepsis néonatal, infections placentaires) et à l’hypoxie-ischémie (HI) semblent avoir moins d’effets bénéfiques de l’HT que ceux qui ont été seulement exposés à l’HI. Des études précliniques ont établi que l’HT avait des effets neuroprotecteurs dans les cas d’encéphalopathies hypoxique-ischémiques chez les nouveau-nés à terme ou peu prématurés (plus de 35 semaines d’âge gestationnel). Cependant, peu d’études ont investigué les effets de l’HT lorsque l’EN résulte de la combinaison d’HI et d’infection/inflammation, alors qu’il s’agit du scénario pathophysiologique le plus fréquemment rencontré chez les nouveau-nés humains atteints d’EN. Ceci nous a amené à tester les effets neuroprotecteurs de l’HT dans un modèle animal (rat) d’EN induite par l’inflammation et l’HI. Des ratons Lewis au jour postnatal 12 sont injectés avec du lipopolysaccharide (LPS) d’E.coli afin de recréer l’inflammation, puis sont soumis à l’ischémie (ligature de la carotide commune droite) et à l’hypoxie (8% O[indice inférieur 2], 1h30). Les ratons sont ensuite traités ou non par l’HT (32 ± 0.5°C, 4 h). L‘étendue des lésions cérébrales ainsi que les cascades inflammatoires et oxydatives ont été étudiées. Nos résultats montrent que l’HT prévient l’étendue des lésions dans la composante de pénombre ischémique (néocortex et hippocampe). Cet effet neuroprotecteur est indépendant d’un effet anti-inflammatoire cérébral de l’HT portant sur le système de l’interleukine-1. Nos données indiquent que l’HT module l’expression des enzymes responsables de l’élimination des réactifs de l’oxygène (ROS). En conclusion, nos résultats montrent que l'HT a des effets neuroprotecteurs dans un modèle d’EN induite par l’exposition combinée au LPS et à l’HI. Ce projet devrait ouvrir des perspectives translationnelles pour prévenir la PC au-delà de l'hypothermie seule, comme par exemple celle visant à tester le bénéfice de la combinaison thérapeutique d’HT jointe au blocage de cytokines pro-inflammatoires.

La muqueuse intestinale puis le foie sont en contact récurrent avec la flore microbienne issue du tube digestif. L’activation des récepteurs reconnaissant des motifs moléculaires microbiens (PRR : Pattern Recognition Receptors) constitue l’élément initial de la réponse inflammatoire de l’immunité innée et oriente le type d’activation de l’immunité adaptative. La première étape entraînera l’expression de médiateurs inflammatoire (cytokines (IL-1, IL-6, TNFα), activation de la réponse de phase aiguë) et le recrutement des cellules effectrices de l’immunité innée (neutrophiles, puis monocytes). L’équilibre entre la tolérance microbienne et l’exacerbation inflammatoire afin d’éliminer l’agent microbien et menant à la destruction tissulaire permet d’atteindre la situation d’homéostasie. Si l’inflammation se perpétue, par exemple en cas de défaut de clairance de l’agent microbien ou de trouble de l’intégrité de la barrière muqueuse, l’inflammation peut devenir chronique. L’IL-6 exerce alors un rôle central dans la transition de l’immunité innée à l’immunité adaptative, en modulant différentiellement l’expression de chimiokines et l’apoptose des cellules immunes menant au remplacement de l’infiltrat neutrophilique par un infiltrat lympho-monocytaire. Par ailleurs, ce climat cytokinique particulier est propice au développement de lignées spécifiques de lymphocytes tels que les lymphocytes T CD4+ sécrétant de l’IL-17 (Th17). Ceux-ci, surtout étudiés dans les défenses anti-bactériennes et fungiques, et dans les maladies autoimmunes, ont été incriminés dans les phénomènes de cytotoxicité et de renouvellement inflammatoire par l’induction d’expression de chimiokines. Une fois la barrière intestinale franchie, le foie est le premier organe en contact avec la flore microbienne issue de l’intestin. Certains TLRs ont été démontrés impliqués dans la physiopathologie de la stéatohépatite et dans le processus de fibrose. Ce climat constant d’exposition antigénique est associé en cas de maladie chronique du foie à une exacerbation d’expression de médiateurs infammatoires (IL-1, IL-6, TNFα). Nous avons étudié la modulation d’expression des différents TLRs au cours d’un modèle de maladie alcoolique du foie chez la souris. Cette étude démontrait qu’il existait une majoration d’expression des TLR1, 2, 4, 6, 7, 8 et 9 dépendante du stress oxydatif suite à l’exposition chronique du foie à l’alcool ; celle-ci entraînant davantage de lésions hépatiques lors de l’injection des ligands respectifs de ces différents TLRs. Dans ce contexte, nous avons également étudié l’expression des différentes sous-unités du récepteur à l’IL-6 au cours de deux maladies chroniques du foie chez l’homme : les maladies alcooliques du foie et l’hépatite C chronique. Nous avons mis en évidence que les taux plasmatiques d’IL-6 et de la forme soluble de gp130 augmentaient au cours des maladies chroniques du foie, de manière corrélée à la sévérité. Nous avons également démontré l’effet inhibiteur de sgp130 sur la réponse de phase aiguë dépendante du trans-signaling de l’IL-6 in vitro. Ces données suggèrent que sgp130 contribue au déficit de réponse de phase aiguë observé chez les patients atteints de cirrhose. Par ailleurs, vu le contexte « cytokinique » chronique des maladies alcooliques du foie (IL-1 et IL-6), nous avons étudié l’activation de la voie de l’interleukine-17 et des Th17 au cours des maladies alcooliques du foie chez l’homme. Nous avons mis en évidence qu’il existait une activation de cellules circulantes sécrétant de l’IL-17 (comprenant des Th17) au cours de la cirrhose alcoolique stable. Par contre, au sein du foie, l’activation de cellules sécrétant de l’IL-17 était davantage augmentée lors de l’hépatite alcoolique. Nous avons également mis en évidence que les cellules stellées (cellules responsables de la fibrose hépatique) stimulées à l’IL-17 recrutaient les neutrophiles suite à l’expression d’IL-8 et de GROα. Cette nouvelle voie inflammatoire démontrée lors d’une maladie du foie chez l’homme met en évidence l’activation de la voie de l’IL-17 au cours des maladies alcooliques du foie et sa contribution potentielle au recrutement hépatique de neutrophiles au cours de l’hépatite alcoolique aiguë. Cette voie sera explorée dans l’avenir en termes de fonctionnalité et de potentielle cible thérapeutique. En conclusion, tout comme le suggère la littérature pour les maladies autoimmunes (maladie de Crohn, arthrite, sclérose en plaque), il semble que les maladies alcooliques du foie partagent avec ces dernières diverses caractéristiques inflammatoires. La flore microbienne intestinale participe à la physiopathologie des lésions hépatiques, de même que l’activation de PRR (TLR). Par ailleurs, un climat inflammatoire chronique (IL-6,…), contre-régulé par certains mécanismes (sgp130), est associé à la présence périphérique et hépatique de lymphocytes Th17. Cette dernière découverte ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension de la physiopathologie des maladies alcooliques du foie, et peut-être de nouvelles cibles thérapeutiques concernant l’hépatite alcoolique aiguë.

Reproduction de : Thèse doctorat : Pharmacie. Immunologie/ Biochimie : Reims : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p.168-191.

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

Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Tours : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.