Caractéristiques de l'activation des monocytes humains par le lipide A monophosphorylé
Characteristics of human monocytes activation by monophosphoryl lipid A
par Ryme CHENTOUH sous la direction de Jean-Marc CAVAILLON
Thèse de doctorat en Immunologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Tuesday 20 November 2018 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Monocytes
  • Monophosphoryl lipide A

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Mots clés
Toll-like récepteur 4, Monocytes humains, Monophosphoryl lipide A, Immunité innée
Resumé
Le lipopolysaccharide (LPS), un agoniste du Toll-like récepteur 4 (TLR4) est un puissant immunomodulateur dont l'utilisation est limitée en pratique clinique par sa toxicité. Le monophosphoryl lipide A (MPLA) est un dérivé non toxique du LPS commercialisé comme adjuvant vaccinal et d'intérêt majeur dans de nombreux domaines. Les mécanismes sous-jacents aux propriétés non-toxiques et immunomodulatrices du MPLA sont mal caractérisés chez l'homme. Un modèle in vitro de monocytes humains de donneurs sains nous a permis de définir les caractéristiques spécifiques de l'activation par le MPLA. Le MPLA induit une production moindre de cytokines proinflammatoires (interleukin-1ß-IL-1ß et tumor necrosis factor-TNF) que les LPS. La production de cytokines anti-inflammatoires telles que l'IL-10 (interleukin-10) et l'IL-1Ra (IL-1 receptor antagonist) n'est pas significativement différente. Pour un même donneur, les productions respectives d'IL-1ß et TNF après stimulation par LPS ou MPLA ne sont pas corrélées, cela suggère une activation de voies de signalisation différentes par chaque agoniste. L'utilisation d'inhibiteurs du TLR4 (LPS Rhodobacter spheroides et Eritoran) a démontré que le MPLA et les LPS sont dépendant du TLR4. En revanche, contrairement au LPS, le MPLA ne nécessite pas le corécepteur CD14 pour induire une production de cytokines. L'utilisation d'inhibiteurs de polymérisation de l'actine (cytochalasine D et latrunculine A) a démontré la dépendance du MPLA aux mécanismes d'endocytose actine-dépendants pour la production de cytokines. Après stimulation par le LPS, une dépendance partielle à l'endocytose actine-dépendante est observée pour la production d'IL-1ß et de TNF dans la sous-catégorie des donneurs forts producteurs. Cela suggère que les voies de signalisation engagées par le MPLA sont intracellulaires et qu'elles sont également activées dans la sous-catégorie des donneurs forts producteurs après exposition au LPS. La voie de signalisation endosomale du TLR4 est la voie TRIF-dépendante. Cette voie de signalisation est partagée par le TLR3. Contrairement à ce qui a été publié sur modèle murin, il n'a pas pu être montré que la signalisation du MPLA dans les monocytes humains est préférentiellement conduite via la voie TRIF-dépendante. En effet, contrairement au Poly I :C, un agoniste du TLR3, le MPLA et les LPS n'induisent pas de CXCL-10 après stimulation. Le fait que la production de CXCL-10 après stimulation par poly I :C soit totalement inhibée par la cytochalasine D suggère cependant des mécanismes communs d'endocytose. La signalisation SYK-dépendante en aval de TLR4 a été impliquée à la fois dans l'endocytose de TLR4 CD14-dépendante mais aussi dans les productions de haut niveau de cytokines proinflammatoires. L'utilisation d'un inhibiteur de la phosphorylation de SYK, R406, n'a révélé aucune différence entre le MPLA et les LPS. Contrairement au modèle murin, les monocytes produisent de l'IL-1ß après une stimulation unique par un agoniste du TLR4, démontrant une capacité d'activation en un temps de l'inflammasome. Une corrélation significative entre la production d'IL-1ß et de TNF est observée après stimulation par MPLA. Cette corrélation n'est pas retrouvée après stimulation par LPS. Ainsi l'activation de l'inflammasome pourrait jouer un rôle-clé dans la signalisation induite par le MPLA. Ceci est conforté par l'utilisation d'un inhibiteur de pan-caspase (Z-VAD) dont l'effet inhibiteur sur la production de TNF est significativement plus élevé pour le MPLA que pour les LPS. En conclusion, la non-toxicité du MPLA se traduit dans les monocytes humains par une production moindre d'IL-1ß et de TNF en rapport avec une signalisation différente de celle engagée par les LPS. Le MPLA nécessite une endocytose du TLR4 actine-dépendante et CD14-indépendante. Le TLR4 pourrait soit engager une signalisation intracellulaire soit être un transporteur pour le MPLA qui activerait lors directement l'inflammasome.