Etude de la voie IL-6/antimicrobiens/réparation dans la mucoviscidose : étude mécanistique et interventionnelle

Porteur du projet : Albertina DE SARD

INSERM U1152, Hôpital Bichat - Equipe 3 : Immunité innée et défenses pulmonaires anti-infectieuses

Contexte : 
Les mutations du gène CFTR responsables de la mucoviscidose entraînent une dérégulation de la réponse de l’organisme aux infections pulmonaires. Les patients atteints de mucoviscidose sont particulièrement sensibles aux infections bactériennes, probablement à cause notamment d’un mauvais fonctionnement de cellules immunitaires, tels que les macrophages, cellules sentinelles situées dans le poumon à l'interface air-cellules avec le milieu extérieur.

Objectifs :
Nous souhaitons dans ce projet, dans un souci de renforcement des défenses immunitaires anti-bactériennes, étudier la possibilité de 'ré-armer' les macrophages alvéolaires, et les MDSCs, cellules  déficientes dans la mucoviscidose, en les manipulant ex-vivo, en dehors de l'organisme. Après ces manipulations, ces cellules sont ré-instillées dans le poumon afin de protéger celui-ci contre l'infection à Pseudomonas aeruginosa. Cette preuve de concept de 'thérapie cellulaire' sera réalisée dans des modèles de souris.

Perspectives :
Au niveau fonctionnel, l’étude des mécanismes immuno-régulateurs des MDSCs infectés ex-vivo et in-vivo par P.aeruginosa sera poursuivie.

Plusieurs types d’expériences sont actuellement en cours dans ce contexte :

1)Expériences ex-vivo où des splénocytes sont mis en co-culture (voir plus haut) avec des MDSCs infectés avec des souches PAO1 sauvages ainsi qu’avec des mutants (pour la flagelline, pour le système de sécrétion de type 2, de type 3) vivants ou inactivés par la chaleur.
Comme précédemment, des mesures de prolifération lymphocytaire, ainsi que des dosages de cytokines sont effectués afin de déterminer potentiellement les différents PAMPs bactériens impliqués et le biaisage immunologique constaté (production de cytokines inflammatoires, de type 1 (IL-12…), type 2 (BAFF, APRIL..), type 3 (IL-6, IL-23..).

2) Parce que d’autres types cellulaires pulmonaires (par exemple cellules épithéliales) peuvent être impliqués dans l’activité des MDSCs in vivo, des expériences de co-culture MDSCs-cellules épithéliales seront également effectuées avec des lignées cellulaires murines bronchiques (DJS) et alvéolaires (CMT, MLE-12, 15) dont nous disposons au laboratoire. 

Ces expériences permettront potentiellement de découvrir des médiateurs stromaux épithéliaux capables d’influencer l’activité des MDSCs

3) Expériences de tracking des MDSCs in vivo avec des MDSCs infectées ou non avec PAO1 puis transferrées chez la souris en intra-nasal, ou avec des souris ‘directement’ infectées in vivo avec PAO1 et recevant des MDSCs par transfert adoptif intra-nasal. 

Ces expériences permettront de déterminer par FACS si l’infection par PAO1 (in vivo ou ex-vivo) reprogramme les MDSCs et module leur migration vers les tissus lymphoides secondaires pour exercer leur phénotype immunosuppresseur.

4) L’étude de l’influence du phénotype CF sur l’activité des MDSCs sera poursuivi en comparant, comme nous avons déjà commencé (voir plus haut), l’activité immunorégulatrice des MDSCs sauvages et ‘CF’ dans les expériences décrites précédemment.

Résultats obtenus :
Bien que ce fait soit disputé dans la litterature, nous avons confirmé que les macrophages alvéolaires ‘mucoviscidose’ sont moins efficace pour contenir la bactérie Pseudomonas aeruginosa et qu’une voie de production de médiateurs immunitaires (cytokines régulatrices) semble affectée dans la pathologie. Cela nous a conduit à nous intéresser à un type de cellules régulatrices spécialisées, les MDSCs (‘myeloid-derived suppressor cells’), et nous montrons que l’infection à Pseudomonas aeruginosa augmente le caractère immunorégulateur de ces cellules. Il reste à déterminer si ce caractère se révèle bénéfique in vivo.