Neutrophiles, PCNA, Covid-19, Inflammation, NETs, NADPH oxydase, Interférons, Sirtuines

Les polynucléaires neutrophiles sont des acteurs clés de la défense anti-bactérienne au cours de laquelle ils génèrent des molécules microbicides puissante dont les espèces réactives de l'oxygène via l'activation de la NADPH oxydase. Cependant, lorsque l'activation des neutrophiles n'est pas contrôlées ces molécules anti-bactérienne peuvent avoir des effets délétères aboutissant à un état inflammatoire chronique et une destruction des tissus de l'hôte.La première partie de mes travaux de thèse a porté sur l'analyse des mécanismes moléculaires qui sous-tendent une hyperactivation des neutrophiles dans le contexte de l'infection par le virus SARS-CoV-2. En effet, les données de la littérature ont montré qu'il existait une dérégulation et une reprogrammation des neutrophiles de patients atteints de COVID-19. Le proliferating cell nuclear antigen (PCNA) est une protéine d'échafaudage connue pour avoir de nombreuses protéines partenaires, qui contrôle la survie des neutrophiles, l'activité de la NADPH oxydase et de la production de NAD+ via son association avec les caspases, la P47phox et NAMPT (nicotinamide N-phosphorybosyltransferase), respectivement. Dans une première étude, nous avons montré que le PCNA cytosolique est augmenté dans les neutrophiles des patients atteints de COVID-19 et qu'il est associé à des marqueurs circulants de l'inflammation, notamment la protéine S100A8 dont la dimérisation avec la protéine S100A9 est la calprotectine. Dans une seconde étude, l'analyse du protéome cytosolique des neutrophiles de patients atteints de COVID-19 à différents stades de sévérité (critique versus sévère) a permis de montré une forte expression des protéines induites par l'interféron et des voies d'activation différentielles par rapport aux donneurs sains. L'analyse de l'interactome de PCNA menée en parallèle dans ces cytosols a montré que le PCNA était associé à plusieurs protéines de la voie des interférons de type I telles que MX1, MX2, OAS3 et STAT1. Nous avons ensuite observé que le PCNA interagissait avec la protéine-arginine désiminase de type 4 (PADI4) uniquement dans les neutrophiles des patients atteints de COVID-19 quel que soit la sévérité. En revanche, PCNA était associé aux histones cytosoliques H3 uniquement dans les neutrophiles des patients dans un état critique suggérant que PCNA pouvait réguler la formation des neutrophil extracellular trap (NET), un phénomène considérablement accru dans le COVID-19 et qui était un marqueur pronostique de décès des patients. La deuxième partie de mon travail de thèse concerne l'importance de PCNA dans la régulation de l'activité des neutrophiles dans des conditions inflammatoires et le rôle clé de l'axe NAMPT-Sirtuine 1, une acetyltransference. J'ai étudié si PCNA cytoplasmique était régulé par l'axe NAMPT-sirtuine-1 qui est une désacétylase dépendante de NAD+. Nos résultats ont mis en évidence que le sirtinol, inhibiteur spécifique de l'activité désacétylase de la sirtuine-1, en augmentant l'acétylation, permet de diminuer de façon dose dépendante l'activité de la NADPH oxydase. Cette inhibition n'affecte ni la signalisation et ni la phosphorylation de la voie des MAPK mais interfère avec l'assemblage des différentes sous-unités de l'oxydase. Après traitement par le sirtinol, nous avons montré que la sirtuine 1 est un partenaire de PCNA, que la coronine-1A est hyperacétylée, représentant donc une cible de la sirtuine 1. Cette étude a mis en lumière l'importance de l'acétylation dans la régulation du réseau protéique associé à PCNA cytosolique, régulant ainsi les fonctions effectrices des neutrophiles.L'ensemble de mes travaux de Thèse a permis d'identifier de nouveaux mécanismes de régulation du scaffold de PCNA et de confirmer son implication dans des pathologies inflammatoires, ici la COVID-19. Nos travaux devraient permettre à terme d'explorer de nouvelles pistes thérapeutiques anti-inflammatoires ciblant le neutrophile.