La soutenance de thèse de  Caroline PLAZY de l'équipe TIMC TrEE aura lieu le vendredi 3 juin 2022 à 13h sur le thème :

« Mise en évidence d'immunomodulations médiées par les métabolites :
de l'identification à l'application en contexte infectieux »
 

• Lieu : Amphithéâtre inférieur nord du bâtiment Jean Roget, Faculté de Médecine et Pharmacie de Grenoble, 23 avenue des Maquis du Grésivaudan, 38700 La Tronche
   

Jury :

• Bertrand TOUSSAINT, Professeur des Universités - Praticien Hospitalier, Université Grenoble Alpes, TIMC, Directeur de thèse
• Eric KIPNIS, Professeur des Universités - Praticien Hospitalier, Université de Lille, Rapporteur
• Laetitia AYMERIC, Maîtresse de conférence, Université d'Angers et de Nantes, TENS-INSERM, Rapporteuse
• Max MAURIN, Professeur des Universités - Praticien Hospitalier, Université Grenoble Alpes, Examinateur
• François FENAILLE, ingénieur HDR, CEA Paris Saclay, Examinateur

  Mots clés :  

Immunomodulation, dialogue hôte/pathogène, métabolites

Résumé :

En contexte d’infection chronique, les bactéries vont s'adapter à l'environnement pulmonaire du patient et à la pression exercée par le système immunitaire en sécrétant ou en exprimant une multitude de molécules pro ou anti-inflammatoires. Parmi celles-ci, certains métabolites, aussi appelés immunométabolites, ont été décrits comme altérant l'activation et la polarisation des réponses immunitaires subséquentes. Pour améliorer les connaissances sur l’interaction hôte/pathogène et pour identifier de nouveaux immunométabolites, nous étudions la modulation du système immunitaire induite par des souches cliniques de Pseudomonas aeruginosa (Pa) isolées de patients atteints de mucoviscidose et chroniquement infectés.
Trente-deux patients atteints de mucoviscidose ont été inclus dans l'étude et, pour chaque patient, 2 isolats ont été recueillis à environ 5 ans d'intervalle. Les surnageants (SN) des souches ont été recueillis pour analyser la modulation de l'activation et de la maturation des cellules dendritiques (CD) sous l'activation TLR, induite par les métabolites excrétés. Pour confirmer ces résultats, nous avons évalué la polarisation des Lymphocytes T (LT) in vitro dans un modèle de co-culture allogénique de CD-LT puis chez des souris infectées par des souches ayant des propriétés immunomodulatrices différentes. En parallèle, les profils métaboliques des SN ont été caractérisés par analyse LC-MS/MS. Afin d’identifier les métabolites responsables des immunomodulations observées, les résultats de ces 2 approches ont été corrélés. Les propriétés immunomodulatrices des métabolites candidats identifiés ont été validées par le test de polarisation des LT in vitro. Enfin, nous avons réalisé une preuve de concept de la modulation de l’immunité induite in vivo par les souches par l’apport de métabolites ou d’exométabolomes aux propriétés immunomodulatrices opposées à celles de la bactérie administrée.
Nous avons pu mettre en évidence que les souches cliniques présentaient 3 types de profils immunomodulateurs différents : deux clusters immunostimulants (différenciés par une expression variable du PD-L2) et un cluster immunosuppresseur (inhibition de la maturation des CD). A noter que l'infection des patients par des souches immunosuppressives est corrélée au déclin et à l’instabilité des fonctions respiratoires au cours du temps. Ces résultats ont été confirmés par la polarisation de LT in vitro et dans un modèle murin infectieux montrant l’induction d’une réponse immunitaire Th17 par les souches immunostimulantes et d’une réponse Treg par les souches immunosuppressives.
En accord avec les phénotypes des CD, une corrélation entre la caractérisation par métabolomique des SN bactériens et les clusters immunologiques a pu être mise en évidence. L’identification d’empreintes métaboliques distinctes souligne l'importance du métabolisme des souches dans la modulation de l'immunité. Des métabolites immunostimulants et immunosuppresseurs candidats associés aux Immunoclusters ont été identifiés et leurs propriétés immunomodulatrices ont été validées par le test de polarisation de LT in vitro.
Enfin, nous avons pu montrer que la réponse Th17 pouvait être inhibée par l’apport de métabolites immunosuppresseurs lors de l’infection par les souches immunostimulantes ou restaurées par l’apport d’exométabolome contenant des métabolites immunostimulants lors de l’infection par les souches immunosuppressives.
Cette étude démontre que les bactéries pathogènes sont capables de moduler l'immunité de l'hôte par la sécrétion de métabolites au cours d’une infection chronique. Nous avons également pu mettre en évidence un lien entre les propriétés immunomodulatrices des souches, leur profil métabolique ainsi que leur impact sur l’évolution de l’état de santé des patients au cours du temps. Certains des métabolites identifiés constituent donc des cibles thérapeutiques pour restaurer/renforcer l'immunité de l'hôte dans les maladies infectieuses chroniques à Pa.