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Investigation du rôle potentiel des micro-ARNs liés au chromosome X dans le dimorphisme sexuel de la réponse inflammatoire des maladies pulmonaires

par Deny, Maud
Président du jury Corazza, Francis
Promoteur Chamekh, Mostafa
Co-Promoteur Casimir, Georges
Publication Non publié, 2023-04-26

Thèse de doctorat

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Résumé :

Le sexe biologique est un facteur contribuant à l'incidence et à la progression de plusieurs maladies inflammatoires. Dans l’ensemble, il est observé que lors des processus inflammatoires aigus d'origine infectieuse et non infectieuse, les femmes ont généralement une meilleure évolution clinique et une survie accrue par rapport aux hommes. À l’inverse, dans la plupart des cas d'inflammation chronique, les femmes présentent un pronostic plus défavorable, avec une gravité, un taux d'exacerbation, une hospitalisation et une mortalité plus élevés que les hommes. Ce dimorphisme sexuel est particulièrement apparent dans les maladies respiratoires, et ce tout au long de la vie. Les dimorphismes sexuels dans les manifestations cliniques ont été associés à une différence dans les réponses immunitaires entre les mâles et les femelles. Ces différences se retrouvent à la fois dans les réponses immunitaires innées, adaptatives et vaccinales.Actuellement, les mécanismes sous-jacents à ce dimorphisme sexuel sont encore mal compris. Il est évident que ce phénomène est complexe et multifactoriel, impliquant à la fois des facteurs biologiques et sociétaux. Parmi les facteurs biologiques, les hormones sexuelles et l’architecture génétique liée au sexe semblent être des contributeurs importants. Puisque les différences entre les sexes dans la susceptibilité à de nombreuses maladies inflammatoires sont observées de la petite enfance à la grande vieillesse, le rôle prépondérant du chromosome X est supposé. De nombreuses séquences génétiques codant pour les micro-ARNs (miARNs) sont présentes sur le chromosome X. Les miARNs sont des contrôleurs post-transcriptionnels de l’expression génique et sont ainsi impliqués dans un nombre considérable de fonctions biologiques, dont la régulation fine du système immunitaire. L’implication de ces miARNs dans le dimorphisme sexuel de la réponse inflammatoire n’est actuellement pas connue.L’objectif principal de ce travail de thèse est d’étudier l’implication potentielle de certains miARNs relevants, liés au chromosome X, dans les différences sexuelles de la réponse inflammatoire. Pour cela deux approches ont été suivies : une approche expérimentale et une approche clinique.Dans l’approche expérimentale, la mise en place d’un modèle de souris atteint d’une pneumonie induite par l’infection au Streptococcus agalactiae (GBS), a été réalisée dans l’objectif de déchiffrer l’impact du miR-223-3p, un miARN anti-inflammatoire lié au chromosome X, sur le processus inflammatoire entre les mâles et les femelles. Nos résultats ont montré que l’administration par voie intranasale d’une dose sous-létale de GBS, entraîne une surexpression, dès les premières heures, du miR-223-3p. Son accumulation rapide dans les tissus infectés corrèle avec une résolution progressive de l’inflammation, suggérant que le miR-223-3p soit l’un des mécanismes biologiques compensatoires permettant de limiter l'inflammation innée aiguë, qui pourrait être excessive, notamment par la régulation de la polarisation macrophagique et de l’expression des médiateurs inflammatoires tels que les chimiokines clés qui sont impliquées dans le recrutement local des cellules inflammatoires innées.Nous avons également observé que l’infection pulmonaire au GBS conduit à une réponse inflammatoire accrue chez les souris mâles comparées aux souris femelles, marquée par une production locale plus importante des cytokines et chimiokines pro-inflammatoires ainsi qu’une proportion plus élevée de monocytes/macrophages infiltrés dans les poumons. L’analyse de la répartition des sous-populations de macrophages M1 (pro-inflammatoires) par rapport aux macrophages M2 (anti-inflammatoires), révèle un rapport M1/M2 plus élevé chez les souris mâles infectées que chez les souris femelles infectées. Parmi les mécanismes biologiques qui régulent la polarisation macrophagique, le miR-223-3p a été montré comme inducteur de la polarisation alternative M2. Cela a été soutenu dans notre modèle par des expériences d’invalidation transitoire de l’expression locale du miR-223 qui conduisent à une augmentation de l'expression de marqueurs des macrophages M1. En outre, au sein des macrophages pulmonaires, une expression plus élevée du miR-223-3p a été détectée chez les souris femelles infectées comparées aux souris mâles infectées. Cette surexpression du miR-223-3p dans les macrophages féminins corrèle positivement avec le pourcentage de macrophages CD206+ (M2), et négativement avec le pourcentage de macrophages CD80+ (M1). Ensemble, nos résultats soutiennent la contribution potentielle du miR-223-3p dans la régulation fine du dimorphisme sexuel sur la réponse inflammatoire pendant l’infection par le GBS. Dans l’approche clinique, nous avons réalisé une étude pilote de l’expression de différents miARNs ciblés dans les leucocytes sanguins provenant de filles et de garçons atteints de mucoviscidose (CF). Les miARNs sélectionnés sont liés au chromosome X et ont été précédemment observés comme « dérégulés » dans les voies respiratoires des patients CF par rapport aux personnes saines. De plus, des observations ont montré l’implication directe ou indirecte de ces miARNs, dans la modulation du processus inflammatoire. Nos résultats ont montré une surexpression du miR-223-3p, miR-106a-5p, miR-221-3p et miR-502-5p dans les leucocytes sanguins des patients CF par rapport aux témoins sains. Lorsque nos résultats ont été comparés entre les sexes, nous avons observé que la surexpression du miR-221-3p est significativement plus élevée chez les filles CF que chez les garçons CF. Nous avons également relevé une corrélation positive entre l’expression du miR-221-3p et celle de l’IL-1β, allant dans le même sens que des études précédentes montrant le rôle pro-inflammatoire du miR-221-3p. En outre, nous avons constaté une tendance vers une expression plus faible chez les filles CF que chez les garçons CF de deux ARNm cibles du miR-221 : SOCS1 et PDLIM2, qui sont connus pour notamment inhiber la voie inflammatoire NF-κB. Dans l'ensemble, cette étude pilote met en exergue un biais sexuel dans l'expression du miR-221-3p et sa contribution potentielle dans l'ampleur plus importante de la réponse inflammatoire habituellement observée chez les filles CF.En conclusion, ce travail met en exergue des différences sexuelles dans l’expression de certains miARNs liés au chromosome X lors de contextes inflammatoires pulmonaires distincts, suggérant leur implication dans le dimorphisme sexuel de la réponse inflammatoire. Des preuves de la contribution du miR-223-3p dans la régulation fine des différences sexuelles de la réponse inflammatoire lors d’une infection pulmonaire bactérienne, ont été fournies, au moins en partie via le contrôle de la polarisation des macrophages. Il serait nécessaire à l’avenir, de réaliser des études supplémentaires pour déchiffrer les mécanismes moléculaires par lesquels cette régulation se réalise. Lors de ce travail, nous avons également noté une expression différentielle du miR-221-3p entre hommes et les femmes atteints de CF. Cette observation suggère la contribution du miR-221-3p dans le biais sexuel de la CF. Ceci met en exergue la nécessité de réaliser des études supplémentaires dans l’objectif de mieux comprendre le rôle du miR-221-3p dans la physiopathologie de la CF et de découvrir le bénéfice clinique potentiel que ce miARN pourrait fournir.