Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2001. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie auto-immune inflammatoire. La PR touche les articulations jusqu'à les détruire. Elle est caractérisée par la présence d’anticorps anti protéines citrullinées (ACPA) mais l’auto-antigène n’est toujours pas connu. Dans cette maladie, l’implication de l’immunité adaptative ne fait donc aucun doute mais le rôle de l’immunité innée reste encore flou. Le système du complément joue un rôle important dans l’immunité innée tout comme les récepteurs de type Toll (TLR) qui sont des récepteurs de celle-ci. C1q, par la reconnaissance des ses ligands, active une des voies du complément, la voie classique. Chez les patients atteints de PR, le complément est activé et un dépôt de C1q est retrouvé dans l’articulation. Le TLR9 reconnaît des ADN dérivés de bactéries ou de virus mais une expression à la surface des cellules pourrait conduire à la reconnaissance d’autres motifs comme les signaux de danger (DAMP). D’ailleurs, nous avons montré récemment qu’il existait un TLR9 exprimé à la surface des polynucléaires neutrophiles (PNN). Enfin, il a été mis en évidence récemment un nouveau mécanisme bactéricide effectué par les PNN : la formation de NET (neutrophil extracellular traps). Mais en dehors de leur rôle bactéricide, les NET ont été montrés comme pathogènes dans certaines maladies comme le lupus. Dans ce travail de thèse, je me suis intéressé à l’implication de ces acteurs, NET, C1q et TLR9 dans la PR. Nous avons montré que C1q est indispensable au développement de l’arthrite dans un modèle animal. De plus, l’expression des récepteurs au C1q par les PNN et les monocytes est corrélée à l’activité de la maladie et à l’inflammation. Nous avons montré que les NET représentent une cible pour les ACPA (ce qui en fait des auto-antigènes potentiels dans la PR) et que ces NET sont immunogènes. L’immunogénicité des NET est modulée par C1q. Enfin, il semblerait que le TLR9 ait moins d’importance dans l’arthrite. Par ce travail, nous avons montré l’importance du rôle joué par l’immunité innée dans la PR et ses modèles. / Rheumatoid artthritis (RA) is the most frequent rheumatic disease. This auto-immune disease causes pain and joint destruction. RA has been characterized by adaptative immunity involvement and anti-citrullinated protein antibodies (ACPA) production. Involvement of innate immunity is less investigated. Complement system, part of innate immunity, is activated in RA. C1q activates classical complement pathway by binding its ligands. C1q is found in joint of RA patients. On the other hand Toll-like-receptor (TLR), innate receptors could play a role in RA upon recognition of pathogen-derived DNA (TLR9). Cell surface expression of TLR9 has been reported as potentially pathological, and we describe that polymorphonuclear neutrophils (PMN) express a cell surface TLR9 wich could recognize damage associated molecular pattern (DAMP). Finally, neutrophil extracellular traps (NET) wich are expelled chromatin fiber and represent a physiological response to bacteria, have been reported as pathological in certain circumstances. We investigated the role of those three innate actors in RA. We have shown that C1q is mandatory to develop experimental arthritis and expression of their receptors on RA patient PMN and monocytes is correlated with disease activity and inflammation. We have also shown that NET are immunogenic and this immunogenicity is partly modulated and mediated by C1q. NET might trigger ACPA production in RA. Finally, it seems that involvement of TLR9 is less important in RA. With those experiments we have shown that the involvement of innate immunity in RA is more important than that has been reported so far.

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie inflammatoire chronique caractérisée par des atteintes articulaires. Les synoviocytes, cellules qui tapissent la membrane synoviale, deviennent réfractaires à l‘apoptose et, en produisant la cytokine inflammatoire Interleukin 6 (IL-6), participent à la chronicité de l‘inflammation qui est à l‘origine de la perte osseuse dans la PR.Le zinc (Zn) et le cadmium (Cd) partagent leurs propriétés physico-chimiques et leurs mécanismes de transport cellulaire. Le Zn régule des fonctions du système immunitaire, contrairement au Cd avec des propriétés sur le système immunitaire peu décrites dans la littérature.Notre travail vise à identifier les mécanismes impliqués dans la modification de l‘homéostasie des métaux dans les synoviocytes par l‘inflammation et les conséquences de cette altération.L‘inflammation induit l‘accumulation des métaux dans les synoviocytes en augmentant l‘expression de l‘importeur ZIP-8. En revanche, l‘expression de l‘exporteur ZnT1 et des metallothionéines (MTs, régulateurs de l‘homéostasie des métaux) est dépendante de la présence des métaux. L‘affinité Cd-MTs permet une accumulation irréversible du Cd dans les cellules qui réduit leur prolifération et la production d‘IL-6.Les effets antiprolifératif et anti-inflammatoire du Cd ont été testés dans le modèle d‘arthrite chez le rat où une seule injection intra-articulaire de Cd à faible dose prévient la perte osseuse et réduit les scores cliniques d‘arthrite. Cela pourrait représenter une nouvelle approche thérapeutique pour le traitement de la PR et d'autres pathologies caractérisées par une hyperplasie et une inflammation localisées / Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory disease. Synoviocytes, cells forming the inner layer the synovium, become refractory to apoptosis and participate in the chronicity of inflammation through the production of IL-6. The perpetuation of inflammation causes an important induction of bone loss in joints.Zinc (Zn) and Cadmium (Cd) share many physico-chemical properties and cell transport mechanism. Zn is known as a regulator of the normal function of the immune system, while Cd properties on the immune system are not well defined.Our aim was to provide information on the metal homeostasis mechanisms in synoviocytes during chronic inflammation and on the consequences of metal homeostasis changes. After studying the differential effect of Zn and Cd at the cellular level, we could provide an innovative tool to control synoviocyte contribution to rheumatoid arthritis, which was tested on an in vivo model of arthritis.Results show that IL-17/TNF-a combination drives the accumulation of metals inside synoviocytes through the enhancing of ZIP-8 importer expression and regardless of the concentration of metals in the culture medium. In contrast, the expression of the metal exporter ZnT1 and of the homeostasis regulators metallothioneins (MTs) was primarily dependent on metal levels.Addition of Zn stimulated the inflammatory response, while addition of Cd can reduce both viability and inflammation.The anti-proliferative and anti-inflammatory properties of Cd were used in the rat model of arthritis as intra-articular treatment to reduce local inflammation and joint destruction and it may represent a new local therapeutic approach for RA treatment

Les monocytes sont des leucocytes dérivés de précurseurs de la moelle osseuse pouvant se différencier en macrophages, cellules dendritiques (CD), ou ostéoclastes (OC). Ils jouent un rôle critique dans la persistance de l'inflammation et la destruction des articulations par le biais de mécanismes encore mal connus. Les monocytes sont composés de deux grandes sous-populations chez la souris, discriminées sur la base du marqueur de surface Ly6C. Il a été suggéré que les OC pouvait être préférentiellement différenciés à partir de la sous-population monocytaire Ly6Chigh, dont l'activation excessive et prolongée est une signature clé de nombreuses pathologies inflammatoires. Parmi les acteurs moléculaires responsables de la régulation de l'expression des gènes, les miARNs jouent un rôle majeur dans de nombreux processus physiologiques, dont la réponse inflammatoire, en régulant finement les programmes génétiques au niveau post-transcriptionnel. Leur implication dans l'ostéoclastogénèse est encore mal connue. Par ailleurs, leur expression est perturbée dans de nombreuses pathologies, dont la polyarthrite rhumatoïde qui implique à la fois un dysfonctionnement de la réponse inflammatoire et de l'homéostasie osseuse. Mon projet de thèse vise à mieux comprendre l'implication des sous-populations monocytaires dans la persistance de l'inflammation et de l'activité des OC au travers de l'étude du rôle de miR-146a dans des conditions physiologiques et inflammatoires. J'ai montré que miR-146a est le miARN le plus différemment exprimé entre monocytes classiques Ly6Chigh et non-classiques Ly6Clow, et que son expression est diminuée dans les Ly6Chigh en conditions arthritiques. J'ai également montré que la perte de miR-146a augmente l'ostéoclastogénèse in vitro et l'érosion osseuse in vivo chez les souris arthritiques. Enfin, la surexpression artificielle de miR-146a dans les monocytes Ly6Chigh inhibe la différenciation osteoclastique et la perte osseuse dans l'arthrite expérimentale chez la souris. Mes résultats suggèrent que miR-146a contrôle l'hétérogénéité fonctionnelle des monocytes et qu'une diminution de son expression dans la sous-population Ly6Chigh serait responsable de l'augmentation de l'osteoclastogénèse et de l'érosion osseuse observées en conditions arthritiques. Pour finir, mes résultats montrent également qu'augmenter l'expression de miR-146a dans les monocytes Ly6Chigh présente un intérêt thérapeutique pour contrecarrer la perte osseuse associée à l'arthrite. / Introduction : Monocytes represent a prototypic cell type when investigating the interplay between immune and skeletal systems as they can give rise to different cell types including dendritic cells, macrophages and osteoclasts (OC), which play key roles in immunity and bone homeostasis. Circulating monocytes consist of at least two main functional subsets, Ly6Chigh and Ly6Clow monocytes. It has been suggested that OC might develop preferentially from the Ly6Chigh monocyte subset, which excessive and prolonged activation is a hallmark of many inflammatory diseases. Among key molecular rheostats of cell fate, micro(mi)RNAs are a class of regulatory RNAs that control basic biological functions and orchestrate inflammatory responses. Few miRNAs have been involved in osteoclastogenesis. The present study aimed at investigating the role of miRNAs in osteoclastogenesis in the context of monocyte subsets, under steady state and inflammatory conditions. Methods & Results : Using genome-wide miRNA expression study we have identified miRNAs and putative targeted pathways that are differentially expressed between Ly6Chigh and LyC6low FACS sorted mouse monocytes, and common to their human counter parts CD14+CD16- and CD14dimCD16+ monocytes, respectively. Among these, miR-146a showed higher expression in Ly6Clow monocytes when compared to Ly6Chigh monocytes. Under inflammatory arthritis conditions, expression of miR-146a in Ly6Chigh monocytes was down regulated as compared to healthy controls. Using mouse deficient for miR-146a, we showed that knockdown of miR-146a increased OC differentiation in vitro. While no bone phenotype was evidenced in miR-146a deficient mice, nor under steady state or ovariectomized conditions, arthritis-induced bone resorption and bone loss were increased in miR-146a knockout mice. Finally, using a liposomal formulation able to delivermiR-146a mimics to Ly6Chigh monocytes upon intravenous injection, we showed that enforced expression of miR-146a led to decreased number of TRAP positive cells within the synovium of arthritic mice, and efficiently reduced bone erosion in inflammatory arthritis. This effect was associated with decreased RelB expression in miR-146a-overexpressing Ly6Chigh osteoclast progenitors. Conclusion : Overall, our results show that specific over-expression of miR-146a in Ly6Chigh monocytes altered OC differentiation and decreased bone erosion in inflammatory arthritis. These data suggest a novel role for miR-146a in controlling osteoclast fate of Ly6Chigh monocyte progenitors and that reduced miR-146a expression in Ly6Chigh monocytes under arthritic conditions contributes to pathogenic bone loss. Finally, delivery of miR-146a mimics to Ly6Chigh monocytes may offer valuable therapeutic potential to interfere with pathological bone loss.

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie auto-immune (MAI) dans laquelle des anticorps anti-peptides citrullinés (ACPA) sont un outil diagnostique très spécifique. L’un des traitements clé de la PR est le méthotrexate (MTX). En plus de son action directe sur la maladie il renforce l’effet des anti-TNF alpha (aTNF). Ceci pourrait passer par une prévention de la formation d’anticorps anti-médicaments dirigés contre les aTNF ce qui leur fait perdre leur efficacité.Nous avons développé un modèle macaque pour reproduire la maladie humaine par immunisation avec des peptides citrullinés dans le contexte d’un facteur génétique favorisant la PR : l’épitope HLA partagé. L’immunisation de macaques avec divers peptides citrullinés en utilisant un boost intra-articulaire a déclenché une réponse T et B anti-citrulline et a entraîné une mono-arthrite chronique.Le rôle du MTX sur l’immunogénicité des aTNF a été étudié sur un modèle de souris autoimmunes, les souris BAFF transgéniques (tg) qui présentent une MAI. L’utilisation du MTX juste avant l’injection d’aTNF a permis de prévenir l’immunisation contre ce médicament uniquement chez ces souris BAFFtg et pas chez des souris sauvages ou chez des macaques. Nous avons démontré que ces souris BAFFtg surexprimaient CD73, ce qui permettait une sécrétion accrue d’adénosine et de cellules B régulatrices sous l’effet du MTX. L’interaction entre BAFF et le méthotrexate a été confirmée chez l’homme dans la cohorte ABIRISK : le MTX prévient plus efficacement l’immunogénicité chez les patients avec des taux de BAFF élevés.En conclusion, nous avons mis au point deux nouveaux modèles animaux permettant de mieux comprendre la physiopathologie de la PR et d’optimiser l’utilisation des traitements biologiques qui s’étend dans tous les domaines de la médecine. / Title : Development of new animal models to study the pathophysiology of RA and the role of methotrexate-induced tolerance.Keywords : Rheumatoid arthritis, shared epitope, ACPA, immunogenicity, methotrexate, TNF inhibitorsAbstract: Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune disease (AID) where antibodies directed against citrullinated peptides (ACPA) are highly specific for the diagnosis. One of the key treatments of RA is methotrexate. It has an action on both the disease and reinforces the effect of second line TNF inhibitors (TNFi). MTX might act via prevention of anti-drug antibodies (ADAb) directed against TNFi that are implicated in loss of efficacy of TNFi. We have developed a macaque model to recapitulate the human disease by immunization with citrullinated peptides in the context of a genetic factor favoring RA: the shared epitope on the HLA. Immunization of macaques with citrullinated peptides and intra-articular boost cause an anti-citrulline T and B cell response and a chronic monoarthritis.The role of MTX-induced tolerance against TNFI has been studied in autoimmune BAFF transgenic (tg) mice using MTX just before treatment with TNFi we were able to prevent ADAb formation in BAFFtg mice and not wild type mice or macaques. We identified that BAFFtg mice expressed elevated CD73 leading to more adenosine and regulatory B cells as actors in MTX-induced tolerance. This MTX-BAFF interaction was further confirmed in humans in the ABIRISK cohort where MTX was more efficient to prevent ADAb formation in RA patients with elevated BAFF levels.Setting up two new animal models allows better understanding of RA pathophysiology and better use of biologics that extend to other domains of medicine.

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est l’une des maladies auto-immunes qui atteint les articulations. Les symptômes principaux de la PR incluent une inflammation chronique de la synoviale dépendante de diverses cytokines et chimiokines inflammatoires, ainsi que de nombreux médiateurs de caractère lipidique, sécrétés par les cellules immunitaires et par les synoviocytes. L’acide lysophosphatidique (LPA) et son enzyme productrice, l’autotaxine (ATX) ont été détectés dans le liquide synovial. Les niveaux des ARNm de deux des six récepteurs du LPA, soit LPA1 et LPA3, sont aussi plus élevés dans les fibroblastes synoviaux des patients PR comparé à ceux d’arthrose ou suite avec une incubation avec le TNFα. Le LPA est aussi reconnu pour sa capacité à induire une production de cytokines et de chimiokines par des synoviocytes de type B (RAFLS) provenant de patients PR, ainsi que dans le modèle murin de poche d’air. D’ailleurs, la pré-incubation avec le facteur de nécrose tumorale alpha (TNFα) in vitro ou bien in vivo rehaussa cette sécrétion de cytokines et de chimiokines induite par la LPA. Dans le cadre de cette étude, nous avons démontré qu’une chimiokine appelée CXCL13 est impliquée dans le recrutement lymphocytaire induit par le LPA après une pré-incubation au TNFα, dans le modèle de poche d’air. Le mécanisme par lequel le LPA peut faire sécréter des cytokines et des chimiokines et par lequel la TNFα peut contribuer à une superproduction de cytokines et de chimiokines dépendante du LPA a aussi été investigué. Nos résultats indiquent que la p38MAPK, la cascade signalétique ERK-MSK-CREB, la Rho kinase, et la PI3K sont toutes des voies de signalisation stimulées par le LPA qui modulent une sécrétion de l’interleukine-8 (IL-8) chez les synoviocytes de type B. En revanche, nous avons remarqué que la sécrétion de l’IL-8 par les synoviocytes stimulés par le LPA devenait insensible aux inhibiteurs des dites kinases lorsque traités au préalable au TNFα. Il n’en demeure pas moins qu’une inhibition simultanée de la p38MAPK et d’ ERK a mené à une diminution efficace de la sécrétion de l’IL-6 et de l’IL-8. Cette étude a permis de mieux comprendre le mécanisme de la réponse inflammatoire déclenchée par le LPA et d’identifier les principales voies de signalisation intracellulaire contribuant à la sécrétion de cytokines et de chimiokines en présence ou en absence de TNFα. Le travail pourrait avoir des retombées majeures en ce qui concerne les stratégies pour développer des drogues ciblant l’axe ATX-LPA et les kinases mentionnées ci-dessus pour le traitement de la polyarthrite rhumatoïde. / Rheumatoid Arthritis (RA) is one of the most severe inflammatory arthritides. The main features of RA include chronic inflammation in the synovium mediated by inflammatory cytokines and chemokines as well as lipid mediators, secreted by immune cells and synoviocytes. Lysophosphatidic acid (LPA), a monoacyl phospholipid mediator, and its producing enzyme autotaxin (ATX) were detected in synovial fluid. LPA1 and LPA3 receptor mRNA levels were also higher in synovium from RA patients than from normal individuals. LPA was previously reported to induce cytokine and chemokine production in RA fibroblast-like synoviocytes (RAFLS) and in a mouse air pouch model. In addition, TNFα pretreatment in vivo or in vitro enhanced this cytokine and chemokine secretion induced by LPA. In this study, we demonstrated that an LPA-induced chemokine named CXCL13 is also involved in LPA-induced leukocyte recruitment in the mouse air pouch model after TNFα pretreatment. The mechanism whereby LPA induces cytokine/chemokine secretion and whereby TNFα pretreatment induces cytokine/chemokine super-production mediated by LPA was also investigated in this study. Our data demonstrated that p38MAPK, the ERK-MSK-CREB axis, Rho kinase, and PI3K were all involved in the LPA signaling resulting in IL-8 secretion in RAFLS. However, we found that, after pretreatment with TNFα, LPA-induced IL-8 secretion became insensitive to inhibitors of those kinases mentioned above. Notwithstanding, blocking both the p38MAPK and ERK pathways could effectively decrease IL-8 and IL-6 secretion. This study allowed a deeper understanding of the mechanism of the LPA-induced inflammatory response, including the signal pathways regulating cytokine/chemokine secretion with or without the exacerbating effect of TNFα. The study may have important implications for the development of drugs targeting ATX-LPA axis and the aforementioned signaling pathways for the treatment of RA.

La polyarthrite rhumatoïde est une maladie auto-immune qui touche environ 1% de la population mondiale. Elle entraîne une inflammation synoviale et une destruction de l’architecture articulaire. L’articulation rhumatoïde est un milieu très inflammatoire qui est infiltré par des cellules telles que les neutrophiles, les macrophages, les monocytes, les lymphocytes B et T ; par des protéines telles que des cytokines, des chimiokines, des molécules d’adhésion, par des complexes immuns, et par des auto-anticorps comme les facteurs rhumatoïdes qui sont un marqueur spécifique de la maladie et qui permettent d’établir un pronostic sur son évolution. De plus, dans l’articulation rhumatoïde, il y aura formation d’un pannus rhumatoïde avec érosion progressive du cartilage et de l’os. Les ostéoclastes sont les cellules principalement impliquées dans cette érosion osseuse. Afin d’effectuer des études in vitro, les ostéoclastes sont généralement obtenus à partir de monocytes isolés de sang humain, ce qui rend leur étude complexe car les variations sont très grandes d’un donneur de sang à l’autre. Nous avons utilisé la lignée cellulaire d’origine myéloïde HL60 pour obtenir des ostéoclastes et avons caractérisé ces cellules HL60 « osteoclast-like » dans tous les aspects de leur fonction et de leur activation. Nous avons aussi montré que les facteurs rhumatoïdes pouvaient agir directement sur les ostéoclastes pendant leur différenciation et pendant la résorption osseuse. Cette étude nous a permis d’amorcer la compréhension du rôle possible des facteurs rhumatoïdes sur la résorption osseuse dans la polyarthrite rhumatoïde.

Ce projet de maîtrise a comme objectif d'évaluer, dans une cohorte de patients avec polyarthrite inflammatoire débutante, l'existence de différents sous-groupes de patients classifiables selon leurs caractéristiques cliniques lors de l'inclusion dans l'étude. Les patients sont recrutés au Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke (CHUS). Ils doivent être âgés de plus de 18 ans, se présenter avec au moins 3 articulations atteintes d'inflammation articulaire, et ce depuis plus d'un mois et moins de 12 mois. Les patients exclus de l'étude sont ceux atteints d'arthrite microcristalline (ex: Goutte), de collagénose (maladie du tissu conjonctif), ou d'arthrite septique, ainsi que les patients inaptes à consentir. De plus, les patients sont suivis sur une période de 5 ans et réévalués tous les ans. Nous sommes donc en présence d'un dispositif d'observation avec cohorte prospective longitudinale. Chacun des patients est traité selon les traitements disponibles cliniquement et adaptés à sa situation clinique. Une classification hiérarchique a été effectuée chez les 211 premiers patients consécutifs pour lesquels l'information clinique à l'inclusion et à 30 mois était complète. Les variables de l'inclusion qui ont été incorporées dans l'analyse statistique sont: les données démographiques (âge, sexe), certains autoanticorps, le décompte d'articulations gonflées, les paramètres d'inflammation systémique, les paramètres sanguins, si les patients remplissent au moins 4 des 7 critères de classification de la polyarthrite rhumatoïde (PR) selon l'American College of Rheumatology (ACR), la présence de traitements lors de l'inclusion et les dommages articulaires (érosions osseuses et pincements articulaires) sur les radiographies des mains et des pieds. L'analyse statistique a permis l'identification de 5 sous-groupes de patients: 2 avec une meilleure issue clinique (Groupes 1 et 4), 2 avec une issue intermédiaire (Groupes 2 et 3) et 1 avec une très mauvaise issue radiologique et clinique (Groupe 5). Les patients des groupes 1 et 4 ont très peu d'anticorps ou d'érosions, peu d'inflammation systémique, et sont plus jeunes (63% et 47%, âge [< ou =] 50 ans respectivement). Aucun des patients du groupe 4 ne remplit les critères de la classification de la PR, contrairement au groupe 1 (0% vs 100% respectivement). Les patients des groupes 2 et 3 ont généralement des dommages radiographiques à l'inclusion et leur nombre d'érosions osseuses augmente à 30 mois. Les patients du groupe 2 se distinguent par un très faible taux d'anticorps (entre 0% et 17%), tout en présentant fréquemment une inflammation très importante et de l'anémie. Le groupe 3 quant à lui a modérément d'anticorps (entre 40 à 50%), un taux élevé de globules blancs circulants et les patients sont généralement traités très tôt dans le développement de la maladie. Finalement, le groupe 5 est le groupe avec un nombre très important d'anticorps, beaucoup de dommages radiographiques à l'inclusion et à 30 mois, les critères de l'ACR sont généralement remplis et il y a présence d'inflammation systémique. Comme les résultats le suggèrent, cette analyse semble compatible avec d'autres observations qui suggèrent que l'arthrite débutante représente plus d'une maladie. Le groupe 3 ressemble au groupe 5 pour les caractéristiques de l'inclusion. Ceci pourrait indiquer que de traiter très tôt peut, dans certains cas, modifier l'expression des anticorps et l'évolution de la maladie. D'autres analyses plus approfondies seront nécessaires pour améliorer la classification des divers sous-groupes. Éventuellement, un modèle de régression multivarié pourra être utilisé pour prédire l'évolution de la maladie chez de nouveaux patients à partir de leurs caractéristiques initiales. Un tel modèle pourrait alors être très utile en clinique pour établir le bon traitement à administrer aux patients en considérant leurs caractéristiques cliniques lors de leur première visite avec le rhumatologue.

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie auto-immune qui mène à une inflammation chronique et à une destruction progressive des articulations. Les effecteurs principaux de cette pathologie sont les synoviocytes de type fibroblastique (FLS). Ces derniers utilisent les invadosomes, des structures riches en actine et en métalloprotéases, afin de dégrader la matrice extracellulaire (ECM). Ce phénotype pro-destructif résulte d’une activation des FLS par différents facteurs de croissance, dont le PDGF et le TGF-β. Les récepteurs à activité tyrosine kinase, dont le PDGFR, sont impliqués dans la pathogenèse de plusieurs maladies, incluant le cancer et la PR. Une activation de ces récepteurs peut mener, entre autres, à la survie, à la différenciation et à la prolifération des cellules. L’étude présentée dans ce mémoire montre que parmi les RTK les plus communs, le PDGFR est spécifiquement phosphorylé chez les cellules synoviales de patients atteints de PR, contrairement aux cellules de patients non arthritiques ou atteints d’arthrose. De plus, l’activation du PDGFR résulte en une augmentation de la formation d’invadosomes par les FLS. Nous avons aussi démontré que la formation d’invadosomes par le PDGFR nécessite l’activation de la voie de signalisation PI3K/Akt faisant intervenir les isoformes α et δ de la PI3K. De plus, l'inhibition de l’activation du PDGFR ou la neutralisation du PDGF endogène inhibe la formation des invadosomes et la dégradation de l'ECM par les synoviocytes, ce qui suggère la présence d'une boucle d'activation autocrine impliquant le PDGF. Parmi les isoformes du PDGF, nous avons démontré que le PDGF-B est exprimé de façon significativement plus élevée dans les synoviocytes provenant de patients atteints de PR. Nos données indiquent également une association entre le PDGF et le TGF-β dans la formation des invadosomes. Cette dernière implique la production autocrine de ligands du PDGFR induite par le TGFβ via la signalisation TβR1/Smad et PI3K/Akt. L’inhibition des isoformes de PI3K de classe I indique que le PI3Kα est impliquée de façon sélective dans l'expression de PDGF-B. Ces résultats démontrent que le PDGFR est un RTK nécessaire au phénotype destructeur des cellules synoviales d’arthrite. Ils fournissent aussi des preuves d'une association entre le TGF-β et le PDGFR dans la formation d’invadosomes chez les synoviocytes de patients atteints de la PR. / Abstract : Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune disease that leads to chronic inflammation and progressive joint destruction. The main effectors of this pathology are fibroblast-like synoviocytes (FLS). They use invadosomes, actin-rich structures that concentrate metalloproteinases to degrade the extracellular matrix (ECM). This pro-destructive phenotype is due to the activation of FLS by various growth factors, including PDGF and TGF-β. Receptor tyrosine kinases, including PDGFR, are involved in the pathogenesis of several diseases, including cancer and RA. Activation of these receptors may lead to cell survival, differentiation and proliferation. The study presented in this thesis shows that among the most common RTKs, PDGFR is specifically phosphorylated in synovial cells of RA patients, unlike cells of non-arthritic or osteoarthritic patients. In addition, activation of PDGFR results in an increase in invadosome formation by FLS. We also shown that formation of invadosome by PDGFR requires the activation of the signaling pathway PI3K/Akt, that specifically involves the α and δ isoforms of PI3K. In addition, inhibition of PDGFR activation or neutralization of endogenous PDGF inhibits the formation of invadosomes and the degradation of the ECM by synoviocytes, suggesting the presence of an autocrine activation loop involving PDGF. Among the PDGF isoforms, we demonstrate that PDGF-B expression is significantly higher in synoviocyte cell lines from RA patients. Our data also indicates an association between PDGF and TGF-β for invadosome formation that involves autocrine production of PDGF-B induced by TGF-β through the Smad/T β R1 and PI3K/Akt pathways. Inhibition of class I PI3K isoforms indicates that PI3K α is selectively involved in the expression of PDGF-B. These results demonstrate that PDGFR is an RTK necessary for the pro-destructive phenotype of RAFLS. They also provide evidence of an association between TGF-β and PDGFR in invadosome formation by synovial cells from RA patients.

Dans la prise en charge de la polyarthrite rhumatoïde (PR), l’identification de biomarqueurs associés à un diagnostic, un pronostic mais surtout à une bonne réponse thérapeutique est un des enjeux de la prochaine décennie, d’autant que de nombreux outils sont maintenant disponibles grâce à l’étude du génome, du transcriptome et du protéome. Au cours de mon travail de thèse, je me suis intéressée à l’identification de différentes classes de biomarqueurs prédictifs de la réponse au traitement par biothérapies.Tout d’abord par une approche protéomique, j’ai identifié une combinaison de biomarqueurs protéiques sériques, MCP-1 et EGF, permettant à l’initiation du traitement par étanercept (anti-TNFα), puis par rituximab (anti-CD20), de prédire la réponse clinique à 3 mois. En parallèle, toujours chez des patients PR traités par rituximab, j’ai recherché un biomarqueur cellulaire par cytométrie de flux. J’ai ainsi pu montrer que la densité de CCR5 à la surface des lymphocytes T CD4+ circulants est faible chez les patients PR . Celle-ci est corrélée positivement à l’activité de la maladie et négativement au taux intracellulaire d’ARNm de CCR5. Trois mois après l’initiation du traitement, la densité de CCR5 à la surface des lymphocytes T CD4+ circulants augmente proportionnellement à la diminution de l’activité de la maladie. J’ai également étudié l’intérêt de biomarqueurs génétiques. Tout d’abord, en analysant le profil d’expression de 723 micro(mi)ARNs dans le sang de patients PR, j’ai montré que l’expression de 37 miARNs était dérégulée par rapport à des donneurs sains. Par ailleurs, j’ai montré que le niveau d’expression de miR-125b dans le sang des patients PR à l’initiation du traitement par rituximab permet de prédire la réponse à 3 mois. J’ai enfin exploré les polymorphismes de gènes de cytokines et de récepteurs aux cytokines afin de prédire la réponse au traitement par rituximab à 6 mois chez 63 patients atteints de PR active. Douze polymorphismes de nucléotides uniques (SNPs) ont été génotypés et ont permis d’identifier 2 SNPs du facteur de croissance transformant beta 1 (TGFb1) codon 25 et codon 10 prédictifs d’une bonne réponse au rituximab.Je me suis aussi intéressée à la thérapie génique qui est un outil thérapeutique pour délivrer des agents anti-TNF dans la PR. En effet le transfert de gène permet à l’organisme de synthétiser in situ la protéine médicament et d’éviter des administrations répétées comme c’est le cas avec les biothérapies. Le défi de demain réside plus dans le développement de vecteurs fiables et efficients. Dans un premier travail réalisé dans l’équipe de recherche du Pr Hirsch à Pittsburgh (E.U), j’ai évalué in vitro l’intérêt d’un virus adéno-associé recombinant de sérotype 2 (rAAV2) contenant un ARN double brin pour le transfert de gène dans les synoviocytes humains. Dans un contexte inflammatoire, celui-ci s’est révélé efficace lorsqu’associé à un inhibiteur du protéasome, le zLLL. Lors d’un deuxième stage effectué au sein du laboratoire du Pr Jorgensen (Montpellier), j’ai évalué le potentiel thérapeutique d’un rAAV de sérotype 5 (rAAV5) exprimant un petit ARN interférant ciblant le TNF-α dans un modèle expérimental d’arthrite. L’inhibition du TNF-α a été validée in vitro sur des macrophages murins, puis in vivo dans le modèle murin d’arthrite au collagène, après injection dans les articulations arthritiques. Depuis la fin des années 90, l’avènement des biothérapies a permis de bouleverser l’évolution de la PR. Les biomarqueurs, en particulier ceux permettant le suivi des traitements, sont des outils de choix à développer pour notre pratique clinique courante afin de choisir d’emblée le traitement le plus efficace et le mieux toléré pour chaque patient. D’autres thérapies innovantes, telles que la thérapie génique, s’appuient sur les succès des biothérapies pour permettre d’autres avancées en choisissant d’emblée les cibles les plus pertinentes. / Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory disease. The effective use of biologics, which block key molecules involved in the pathogenesis of RA, has dramatically improved the treatment of this chronic disease over recent years. However, for at least one-third of patients with RA biologic treatments will produce an inadequate response. Therefore, the use of predictive biomarkers of response to identify individuals who are likely to respond to specific treatments will provide benefit. An individualised approach will allow patients to receive effective treatment without unnecessary exposure to potentially toxic side effects.During my thesis, I identified predictive biomarkers in RA patients treated with biologics by using proteomics, genetics and cellular biomarkers.Genen therapy could be used to optimise drug administration by avoiding repetitive administration. I validated the interest of a recombinant adeno-associated virus in RA synovial fibroblasts.