NOX1, Reactive oxygen species, Inflammation, NOXO1, Lipocaline 2, Protéine kinase CK2, Mécanismes de régulation

Les NADPH oxydases (NOX) sont une famille d'enzymes dont l'unique fonction est dédiée à la production des formes réactives de l'oxygène (FRO/ROS pour reactive oxygen species). Lorsqu'elles sont produites de façon contrôlée, les ROS sont des médiateurs importants de diverses fonctions biologiques, notamment la défense de l'hôte contre les agents pathogènes et la signalisation intracellulaire. Cependant, comme les ROS sont des molécules hautement cytotoxiques, leur production inappropriée ou excessive peut induire des dommages aux tissus environnants, contribuant ainsi aux pathologies inflammatoires. NOX1, principalement exprimée dans les cellules épithéliales du côlon, joue un rôle clé dans l'immunité et l'inflammation de la muqueuse intestinale. C'est une enzyme constituée de plusieurs sous-unités membranaires, Nox1 et p22PHOX, et cytosoliques , NOXO1, NOXA1 et Rac1. Cependant, un dysfonctionnement de NOX1 pourrait être lié à des situations pathologiques dans le côlon telles que les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Les mécanismes exacts par lesquels NOX1 contrôle l'immunité et l'inflammation de la muqueuse intestinale, ainsi que sa régulation dans les conditions inflammatoires, ne sont toujours pas clairs. Dans ce contexte, les objectifs de ma thèse étaient: 1) de décrypter les mécanismes par lesquels NOX1 contribue à l'immunité et à l'inflammation de la muqueuse intestinale 2) d'identifier de nouveaux régulateurs de NOX1 dans les conditions inflammatoires. Nos premiers travaux ont révélé que les ROS produites par NOX1 contrôlent l'expression de la lipocaline-2 (LCN-2), une protéine de l'immunité innée, dans les cellules épithéliales du côlon co-stimulées par TNF et IL-17, et que les mécanismes sous-jacents impliquent un axe p38MAPK-JNK / NOXO1 / IkBz;. De plus, dans le modèle d'inflammation intestinale induite par le TNBS, les souris déficientes en NOX1 ont une diminution de la production de la LCN-2 et sont protégées contre les lésions du côlon. Finalement, les biopsies issues de patients de Crohn montre une augmentation de l'activation de JNK, de l'expression de NOXO1 et de la LCN-2. Ainsi, NOX1 pourrait jouer un rôle clé dans l'immunité innée et l'inflammation de la muqueuse intestinale en contrôlant l'expression de la LCN-2. Notre deuxième travail a identifié la protéine kinase CK2 comme un nouveau régulateur de NOX1. Nous avons constaté que CK2 limitait l'activité de NOX1 dans les cellules épithéliales du côlon et atténuait la colite expérimentale. Plus précisément, CK2 fonctionne comme un partenaire majeur de NOXO1 dans les cellules épithéliales du côlon dans des conditions inflammatoires et phosphoryle NOXO1 sur plusieurs sites. Le CX-4945, un inhibiteur hautement sélectif de la CK2, augmente la génération des ROS par NOX1 dans les cellules épithéliales du côlon et dans les organoïdes. De manière frappante, au cours de la colite aiguë induite par le TNBS, l'activité de la CK2 est fortement diminuée. D'autre part l'inflammation intestinale induite par le TNBS est exacerbée par le CX-4945, comme en témoigne l'augmentation de la synthèse de CXCL1, de la production de ROS ainsi que les taux de malondialdéhyde. L'ensemble de ces résultats suggère que la CK2 limite l'activité NOX1 et qu'au cours de l'inflammation intestinale, la chute de l'activité de la CK2 pourrait conduire à une production accrue des ROS via NOX1 qui pourraient contribuer à la progression de l'inflammation et des lésions du côlon. Ces travaux ont permis de révéler un nouveau rôle des ROS dérivant de NOX1 dans le contrôle de l'expression de LCN-2 et d'identifier la CK2 comme un nouveau régulateur négatif de l'activité NOX1 dans des situations inflammatoires. Ils ont également permis de montrer qu'une dérégulation de ces processus pourrait contribuer à des situations pathologiques. Les stratégies pour atténuer l'activité de NOX1 ou pour activer la CK2 pourraient être de nouvelles approches thérapeutiques dans les MICI.