Effet protecteur des cellules stromales mésenchymateuses pro-inflammatoires sur l'anergie immunitaire ciblant les lymphocytes T

école doctorale

équipe

Equipe 6 : Cell-engineering and Immunomodulation of Inflammatoryand Neoplastic Disorders (CImIND

contexte

Les cellules souches/stromales mésenchymateuses (CSM), ont été décrites pour la première fois par l'équipe de Friedenstein dans les années 70. Observées en premier lieu dans la moelle osseuse (MO) et décrites comme étant des cellules d'aspect fibroblastiques(1), elles ont été par la suite mises en évidence dans de nombreux tissus tels que le tissu adipeux, la pulpe dentaire, le sang menstruel ou encore les annexes fœtales comme la gelée de Wharton (GW) ou le placenta. L'hétérogénéité de cette population cellulaire a conduit la société internationale de thérapie cellulaire (International Society for Cell and Gene Therapy (ISCT)) à en définir les contours. Ainsi, une cellule est considérée comme étant une cellule souche mésenchymateuse si elle est i) adhérente au plastique ii) capable de se différencier en ostéocyte, chondrocyte, adipocyte iii) positive aux marqueurs mésenchymateux (CD90 CD105 CD73) et négative aux marqueurs hématopoïétiques (CD45 CD34 HLADR)(2, 3). Ces cellules multipotentes présentent de nombreux atouts mais leur attrait principal réside dans leurs puissantes capacités immunomodulatrices(4). Elles sont en effet capables de moduler l'immunité innée aussi bien qu'adaptative par contacts cellulaires, sécrétion de cytokines, chémokines, facteurs de croissance, vésicules extracellulaires mais également par transfert mitochondrial. Sur l'immunité adaptative, elles sont en mesure de diminuer la cytotoxicité de lymphocytes T, bloquer leur prolifération mais également leur activation en inhibant la maturation des cellules dendritiques. Dans un contexte inflammatoire, elles inhibent la prolifération des lymphocytes B ainsi que leur production d'immunoglobulines. Sur l'immunité innée, elles diminuent notamment la production d'espèces réactives de l'oxygène par les neutrophiles et favorisent le phénotype M2 anti-inflammatoire des macrophages(5). Ainsi, elles influencent le phénotype des cellules immunitaires et leurs sécrétions cytokiniques. Cependant cette immunomodulation serait différente selon le contexte inflammatoire. En 2013, Bernardo et Fibbe décrivent l'existence d'un double phénotype de CSM immunosuppresseur ou immunostimulant, dépendant de la stimulation de leur TLR et du contexte inflammatoire(6), à l'image des macrophages. En cas d'anergie cellulaire, elles seraient en mesure d'adopter un phénotype pro-inflammatoire CSM1 permettant de limiter l'apoptose et de favoriser la survie des lymphocytes T(7). A l'inverse, en cas de faible inflammation, elles adopteraient un phénotype immunosuppresseur et anti-inflammatoire, dit CSM2 (Figure 1). L'existence de ce double phénotype, confirmé depuis par plusieurs études in vitro(7-10), semble également être présent in vivo, les résultats d'essais cliniques d'administration de CSM dans la COVID-19 mettant en évidence une protection des lymphocytes T de l'anergie cellulaire(11). Ce changement de phénotype selon l'environnement inflammatoire laisse entrevoir de nouvelles opportunités d'utilisations thérapeutiques, dans des indications où l'exhaustion immunitaire est une composante physiopathologique importante telles que le sepsis et le choc septique. En effet, la physiopathologie extrêmement complexe de ce syndrome, entrelaçant un état pro-inflammatoire et anti-inflammatoire, rend caduque l'action des thérapeutiques conventionnelles(12). Outre la présence concomitante de cytokines pro et anti-inflammatoires, il a été mis en évidence une immunoparalysie associée au choc à l'origine des décès tardifs. Plusieurs études ont démontré l'impact négatif du sepsis sur les lymphocytes T dont le nombre semble décroître avec sa gravité. En effet, le sepsis engendrerait une cruelle diminution du nombre de lymphocytes T CD4 et CD8 mémoires et une altération de leur sécrétion cytokinique, concourant à augmenter la susceptibilité du patient à développer des infections secondaires(13). Différentes sous-populations sont distinguées au sein des lymphocytes T CD4 ou CD8 : les T effecteurs (TEFF), les T mémoires effecteurs (TEM), les T centraux mémoires (TCM) les T naïfs (TN), et les T souches centraux mémoires (TSCM)13. Cette dernière est essentielle au contrôle d'une infection chronique. Lors d'une infection, le réservoir des TEFF s'épuise rapidement et nécessite d'être renouvelé via la différenciation des lymphocytes T mémoires (particulièrement les TSCM, population la plus immature des T mémoires). Le maintien du nombre de T mémoires est donc nécessaire dans la lutte contre les pathogènes. Peu décrites voire délaissées au profit des CSM2, les CSM1 pourraient pourtant s'avérer bénéfiques dans les dysimmunités où l'anergie cellulaire prédomine. Ainsi, nous souhaitons étudier plus spécifiquement le phénotype CSM1 afin d'en envisager l'utilisation dans des indications telles que le sepsis et choc septique. Ce projet de thèse s'inscrira dans l'ANR PRCE ESSENTIEL visant à proposer la mise au point d'un Médicament de Thérapie Innovante (MTI), constitué de CSM(GW) préconditionnées pouvant moduler l'immunoparalysie associée au sepsis. La/le candidat.e poursuivra les travaux de thèse de Mme Théa Pignot (soutenance prévue en Mail 2026). Au cours de son doctorat, Mme Théa Pignot a étudié différentes molécules de pré-conditionnement permettant d'orienter in vitro des CSM vers un phénotype pro ou anti-inflammatoire. Les molécules de stimulations utilisées ont été : le Lipopolysacharride (LPS) ou le Resiquimod (R848) pour obtenir CSM1 et l'acide polyinosinique-polycytidyliquee (Poly I :C) ou l'association Interféron γ et Facteur de Nécrose Tumorale α (IFNγTNFα) pour obtenir CSM2. Ces molécules à l'exception de l'IFNγTNFα correspondent aux ligands de TLR utilisés par les cellules pour détecter des signaux de dangers de type PAMPs (Pathogens Associated Molecules Patterns) et déclencher une réponse immunitaire. Dans son projet, après préconditionnement, les CSM de gelée de Wharton ont été caractérisées sur le plan phénotypique, mécanistique et fonctionnel afin d'évaluer l'efficacité du préconditionnement choisi et de mieux caractériser le profil immunitaire obtenu. Mme Pignot a pu montrer que les CSM, préconditionnées ou non préconditionnées, étaient en mesure de diminuer la prolifération de LT activés. En revanche, au contact de LT rendus anergiques in vitro (par l'utilisation de méthylprednisolone seule ou combinée avec du LPS) puis activés, les CSM, qu'elles soient CSM1 ou CSM2 ou non préconditionnées, n'étaient plus immunosuppressives et n'étaient plus capables d'inhiber la prolifération des LT. Les travaux de thèse de Mme Théa Pignot ont également pu mettre en évidence que les CSM étudiées présentaient simultanément des propriétés pro et anti inflammatoires mais n'ont pas pu déterminer si ces propriétés étaient la conséquence d'une hétérogénéité cellulaire après préconditionnement, avec la présence de cellules CSM1 et de cellules CSM2, ou si intrinsèquement les CSM étaient à la fois CSM1 et CSM2. De même, nous n'avons pas pu explorer les fonctionnalités des lymphocytes T après coculture avec des CSM précondtionnées. Enfin, de nouvelles interrogations émergent à partir de ce travail telle que la capacité des CSM à pouvoir changer plusieurs fois de phénotype. Ce projet de thèse permettra alors de caractériser le.s phénotype.s cellulaire.s obtenu.s après préconditionnement des CSM, (ii) d'évaluer l'action des CSM préconditionnées sur la fonctionnalité de lymphocytes T exhaustés, (iii) d'évaluer la plasticité des CSM préconditionnées.

spécialité

Sciences de la Vie et de la Santé - BioSE

laboratoire

IMoPA - Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire