The immunomodulatory role of epidermal hepcidin in infectious condition
Rôle immunomodulateur de l'hepcidine cutanée dans l'infection
par Mariangela MALERBA sous la direction de Carole PEYSSONNAUX
Thèse de doctorat en Physiopathologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Tuesday 25 September 2018 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Neutrophiles
  • Peptides
  • Streptococcies

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Mots clés
Hepcidine, Chemotaxis, Neutrophiles, Streptococcus pyogenes
Resumé
L'hepcidine, initialement identifiée comme un peptide antimicrobien, s'est révélée être un peptide hormonal clé du métabolisme du fer capable d'inhiber l'absorption intestinale du fer alimentaire et son recyclage par les macrophages. L'expression de l'hepcidine est induite par l'excès de fer mais également en réponse à l' infection/inflammation. L'hepcidine, comme son nom l'indique, est principalement synthétisée par les hépatocytes mais également, à plus faibles niveaux, par d'autres types cellulaires. Notre équipe a démontré que ce peptide hépatique était suffisant pour assurer l'homéostasie systémique du fer en conditions physiologiques suggérant un rôle local de l'hepcidine extra-hépatique en conditions physiopathologiques. L'hepcidine présente une similarité de structure avec les beta-défensines, une sous-famille de peptides antimicrobiens (AMPs). Les AMPs sont de petites protéines ayant des fonctions antimicrobiennes mais aussi immuno-régulatrices. De manière intéressante, nous avons observé une forte similarité de structure entre l'hepcidine humaine et l' IL-8, chimiokine des neutrophiles et démontré que l'hepcidine induit la migration des neutrophiles in vitro. Nous avons confirmé par bioluminescence que l'hepcidine est également capable de recruter des neutrophiles in vivo. Ainsi, de manière surprenante, nous avons décrit une nouvelle fonction immuno-modulatrice de cet AMP. Les épithelia, comme l' intestin et la peau, sont la principale source des AMPs. Or, l'expression de l'hepcidine et son rôle en tant qu'AMP dans ces tissus n'a jamais été investigué. J'ai, au cours de ma thèse spécifiquement étudié le rôle de l'hepcidine dans la peau lors d'une infection sous-cutanée (SC) aux streptocoques de groupe A (GAS). Ces bactéries peuvent coloniser la peau et sont responsables d'une large gamme d'infections cutanées superficielles et invasives. Les AMPs produits par les cellules épithéliales et par les cellules immunitaires circulantes (neutrophiles et macrophages) sont les premières « lignes de défense » contre les GAS. Les infections SC par GAS représentent donc un très bon modèle pour étudier la fonction de l'hepcidine comme peptide antimicrobien dans la peau. Nous avons généré des souris des KO conditionnelles de l'hepcidine dans les kératinocytes (Hepc KOker) et dans les cellules myéloïdes (Hepc KOmyel) et soumis ces souris à des modèles d'infection SC par GAS. Nous avons observé que les souris Hepc KOmyel et WT présentent le même nombre de bactéries au niveau local et au niveau systémique, alors que les souris Hepc KOker sont beaucoup plus sensibles à l'infection que les WT, avec un nombre significativement plus élevé de bactéries au niveau de la lésion et une plus grande dissémination systémique. Nous avons observé que l'hepcidine n'avait ni effet bactériostatique ni bactériolytique contre les GAS in vitro et que les kératinocytes primaires WT et Hepc KOker présentaient la même activité bactéricide. De façon intéressante, nous avons constaté que l'hepcidine stimule la sécrétion de CXCL1, chimiokine des neutrophiles, par les kératinocytes primaires. En accord avec ces résultats, l' expression de CXCL1 et le nombre de neutrophiles recrutés sur le site de l' infection sont plus faibles chez les souris Hepc KOker que chez les WT. De plus, l' injection SC de CXCL1 corrige ces défauts, confirmant que le défaut de production de CXCL1 est responsable de l'infection observée chez les souris Hepc KOker. Enfin, nous démontrons que l' injection d'hepcidine exogène empêche la propagation de l'infection. En conclusion notre travail met en évidence un nouveau rôle protecteur de l'hépcidine épidermique contre l'infection à GAS, à travers la modulation du recrutement des neutrophiles et suggèrent que l'hepcidine pourrait représenter une nouvelle approche pour le traitement des infections à GAS.