Caractérisation du comportement des cellules souches musculaires humaines au cours du choc septique et mécanismes de protection grâce aux cellules souches mésenchymateuses
Characterization of human muscle stem cell behavior during septic shock and protective mechanisms of mesenchymal stem cells
par Adrien BOUGLÉ sous la direction de Fabrice CHRÉTIEN
Thèse de doctorat en Physiopathologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Friday 23 November 2018 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Bioénergétique
  • Cellules stromales mésenchymateuses
  • Sepsis

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Mots clés
Sepsis, Cellules souches mésenchymateuses, Bioénergétique
Resumé
Le sepsis s'accompagne de plusieurs mécanismes physiopathologiques à l'origine des défaillances d'organes pouvant entraîner le décès du patient à la phase aiguë, et de séquelles motrices dans le cadre de la neuromyopathie de réanimation (NMR). Cependant, la physiopathologie de l'atteinte musculaire liée au sepsis est complexe et incomplètement comprise. Une caractérisation du tissu musculaire et des cellules responsables de la régénération musculaire, les cellules satellites, est nécessaire afin de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques à l'origine de cette atteinte chez l'Homme. Dans la première partie pré clinique de la thèse, nous montrons que le tissu adipeux humain micro-fragmenté atténue la réponse inflammatoire et améliore le pronostic dans un modèle murin de sepsis par ponction - ligature cæcale. Chez les souris septiques, le tissu adipeux micro-fracturé diminue de façon significative le Murine Sepsis Score par rapport au sérum salé isotonique ou au produit de lipoaspiration. La survie, la température corporelle, les paramètres biologiques, les taux de cytokines plasmatiques et l'infiltration des organes cellulaires sont également significativement améliorés chez les souris septiques ayant reçu le tissu adipeux micro-fracturé par rapport aux souris septiques ayant reçu du sérum salé isotonique. Ce mécanisme est dépendant de Cox-2. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous cherchons à décrire par une approche multimodale innovante les modifications musculaires présentes à la phase aiguë de la réanimation, en étudiant à la fois le tissu musculaire dans son ensemble et spécifiquement les cellules satellites. Soixante-sept patients ont été inclus entre juin 2016 et avril 2018, répartis comme suit : sepsis n=18, état de mort encéphalique n=18, choc cardiogénique n=12 et témoins n=9. Nous avons réalisé une étude morphologique en microscopie électronique à transmission et une étude protéomique en chromatographie liquide couplée à de la spectrométrie de masse (LC-MS/MS) sur le tissu musculaire, ainsi qu'une étude fonctionnelle par analyse de la fonction mitochondriale sur les cellules satellites et sur le plasma. L'analyse protéomique a permis de mettre en évidence plusieurs différences significatives entre les différentes conditions. Comparés aux autres conditions inflammatoires, les muscles de patients septiques présentent une diminution de l'expression des protéines du métabolisme oxydatif et une augmentation de l'expression des protéines associées à la réponse immunitaire. Lorsque nous comparons spécifiquement les patients en choc cardiogénique et les patients en choc septique, on observe chez ces derniers un enrichissement de la voie PI3K-AKT associée à la synthèse protéique, et dans les deux groupes un enrichissement en protéines associées à la protéolyse (ubiquitine, protéasome). L'analyse des paramètres mitochondriaux n'a montré aucune différence sur les cellules satellites, mais l'étude du sérum des patients a montré une différence significative entre les groupes pour la quantité d'espèces radicalaires de l'oxygène, d'Acétyl CoA et d'ATP circulant. À la phase aiguë d'un sepsis chez l'Homme, nous montrons donc pour la première fois une atteinte fonctionnelle du muscle avec ce que nous pouvons interpréter comme une dysfonction mitochondriale, et une atteinte structurelle avec l'implication de protéines de la synthèse musculaire et de la protéolyse. En revanche, nous ne mettons pas en évidence d'atteinte spécifique des cellules satellites. Le tissu adipeux microfracturé pourrait représenter une voie thérapeutique innovante chez l'Homme dans la prise en charge du sepsis et de ses conséquences à long terme.