• Langue : Anglais
• Discipline : Immuno-métabolisme
• Identifiant : 2022ULILS060
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 16/12/2022

Résumé en langue originale

Les acides biliaires (AB) jouent un rôle essentiel dans la régulation du métabolisme lipidique et glucidique via leur fixation à divers récepteurs nucléaires ou membranaires tels que Farnesoid X Receptor (FXR), Takeda G protein coupled Receptor 5 (TGR5) ou dans une moindre mesure, Vitamin D Receptor (VDR), pour lesquels ils présentent une affinité variable. Dans un contexte de maladies métaboliques telles que le diabète de Type 2 (DT2), la stéatohépatite non alcoolique (NASH) ou de cholangites (CBP ou CSP), toutes associées à une inflammation, la régulation du métabolisme est fortement perturbée1. Récemment, le rôle d'isomères d'AB secondaires (3 oxo-lithocholic acid (LCA), isoalloLCA, isodeoxhycholic acid (DCA)) comme modulateurs directs des fonctions immunes, en particulier des lymphocytes T du colon, via leur expression de VDR ou d'autres mécanismes impliquant la régulation de FOXP3 a été démontré2-4. Par ailleurs, l'usage d'un agoniste de FXR, l'acide obéticholique (OCA) a été approuvé en 2016 par la Food Drug Administration (FDA)5 en tant que traitement de seconde ligne pour les patients atteints de cholangite biliaire primitive (CBP) et est en cours d'essai clinique de phase III (RESERVE) pour le traitement de la NASH.Lorsque la signalisation des dérivés d'AB ainsi que leurs récepteurs constituent des cibles thérapeutiques privilégiées, les études précliniques relatives au métabolisme des AB menées chez la souris ne sont pas directement transposables à l'Homme compte tenu de leurs différences majeures. En effet, les hépatocytes murins expriment l'enzyme CYP2C70, catalysant la conversion de l'acide chénodésoxycholique (CDCA), en acides  et β-muricholique (MCA). L'inactivation du gène Cyp2c70 chez la souris (Cyp2c70-/-) conduit à l'obtention d'une composition en AB « humanisée », plus hydrophobe : dépourvue de MCA, enrichie en CDCA et en LCA6,7. Tous les souriceaux développent une cholestase transitoire qui n'évolue en fibrose progressive que chez les femelles adultes8. De manière inattendue, chez les mâles et femelles adultes, nous avons mis en évidence des altérations du système immunitaire hépatique affectant les lignées myéloïdes et lymphoïdes. En effet, les cellules de Kupffer (KC), macrophages résidents du foie, présentent une expression diminuée, par rapport aux souris de type sauvage (WT), de CD1d, un récepteur de surface apparenté au Complexe Majeur d'Histocompatibilité (CMH) de classe I des cellules présentatrices d'antigènes (CPA)9,10. Dans le foie, la littérature décrit d'autres CPA exprimant CD1d, telles que les hépatocytes, déficients en Cyp2c70 dans notre modèle d'étude, les cellules dendritiques (DC) et les cellules endothéliales sinusoïdales du foie (LSEC)11-16. Ce récepteur permet la présentation d'antigènes lipidiques au TCR invariant exprimé par les NKT (iNKT), induisant leur activation spécifique. Le foie des souris Cyp2c70-/- présente deux fois moins d'iNKT, suggérant un possible défaut de présentation antigénique. Notre étude in vitro de la production de cytokines a révélé des altérations fonctionnelles des KCs et des iNKT stimulées par le LPS ou le PMA/Ionomycine respectivement. Les KCs des souris Cyp2c70-/- semblent produire davantage de TNF et d'IL-1β qu'au sein des souris Cyp2c70+/+ lorsque les iNKT produisent significativement plus d'IL-17A et d'IFN. Ces changements dans la synthèse des cytokines suggèrent une altération de la polarisation vers un phénotype pro-inflammatoire dans les souris Cyp2c70-/-. L'analyse transcriptomique (RNAseq) d'iNKT hépatiques purifiées, caractérisée par un enrichissement des gènes impliqués dans les voies de transduction du signal et de réponse pro-inflammatoire médiée par la synthèse de cytokines, confirme cette activation. Sur base de ces résultats, nous poursuivons l'étude du mécanisme par lequel une composition « humanisée » en AB chez les souris Cyp2c70-/- affecte les iNKT, en nous attachant particulièrement à la présentation antigénique des CPA.

Résumé traduit

Bile acids (BA) play an essential role in the regulation of lipid and carbohydrate metabolism via their binding to various nuclear or membrane receptors such as Farnesoid X Receptor (FXR), Takeda G protein coupled Receptor 5 (TGR5) or, to a lesser extent, Vitamin D Receptor (VDR), for which they present a variable affinity. In the context of metabolic diseases such as Type 2 diabetes (T2D), non-alcoholic steatohepatitis (NASH) or cholangitis (PBC or PSC), all associated with inflammation, the regulation of metabolism is strongly disturbed1. Recently, the role of secondary BA isomers (3 oxo-lithocholic acid (LCA), isoalloLCA, isodeoxhycholic acid (DCA)) as direct modulators of immune functions, in particular of colonic T cells, via their expression of VDR or other mechanisms involving FOXP3 regulation has been demonstrated2-4. Furthermore, the use of an FXR agonist, the obeticholic acid (OCA) was approved in 2016 by the Food Drug Administration (FDA)5 as a second-line treatment for patients with Primary Biliary Cholangitis (PBC) and is currently in a phase III clinical trial (RESERVE) for the treatment of NASH. Although the signaling of BA derivatives and their receptors are prime therapeutic targets, preclinical studies on BA metabolism in mice cannot be directly transposed to humans due to their major differences. Indeed, murine hepatocytes express the CYP2C70 enzyme, which catalyzes the conversion of chenodeoxycholic acid (CDCA) to β-muricholic acid (MCA). The inactivation of the Cyp2c70 gene in mice (Cyp2c70-/-) leads to a more hydrophobic, "humanized" BA composition: lacking MCA, enriched in CDCA and LCA6,7. All pups develop a transient cholestasis that evolves into progressive fibrosis only in adult females8. Unexpectedly, in both adult males and females, we found alterations in the hepatic immune system affecting the myeloid and lymphoid lineages. Indeed, Kupffer cells (KC), liver-resident macrophages, show a decreased expression, compared to wild-type (WT) mice, of CD1d, a surface receptor related to the Major Histocompatibility Complex (MHC) class I on antigen presenting cells (APC)9,10. In the liver, the literature describes other APCs expressing CD1d, such as hepatocytes, deficient in Cyp2c70 in our study model, dendritic cells (DCs) and liver sinusoidal endothelial cells (LSECs)11-16. This receptor allows the presentation of lipid antigens to the invariant TCR expressed by NKTs (iNKT), inducing their specific activation. The liver of Cyp2c70-/- mice has half as many iNKTs, suggesting a possible defect in antigen presentation. Our in vitro study of cytokine production revealed functional alterations of KCs and iNKTs stimulated by LPS or PMA/Ionomycin respectively. KCs from Cyp2c70-/- mice appear to produce more TNFα and IL-1β than in Cyp2c70+/+ mice when iNKTs produce significantly more IL-17A and IFNγ. These changes in cytokine synthesis suggest an altered polarization toward a proinflammatory phenotype in Cyp2c70-/- mice. Transcriptomic analysis (RNAseq) of purified hepatic iNKT, characterized by an enrichment of genes involved in signal transduction pathways and pro-inflammatory response mediated by cytokine synthesis, confirms this activation. Based on these results, we are further investigating the mechanism by which a "humanized" BA composition in Cyp2c70-/- mice affects iNKTs, with particular focus on the antigenic presentation of APCs.