Interactions entre épithélium bronchique et cellules dendritiques : implication de molécules membranaires - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Interactions between airway mucosa and dendritic cells : role of membrane proteins

Interactions entre épithélium bronchique et cellules dendritiques : implication de molécules membranaires

Solenne Taront
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 859041

Résumé

Epidemiologic studies showed a correlation between atmospheric pollution and the frequency of respiratory diseases like asthma. The effects on health are partly due to diesel exhaust particles (DEP). However, the mechanisms by which DEP affect the immune system in respiratory tract is not completely understood.
Airway mucosa has to defend itself against pollutants or micro-organisms thanks to an immunological network of dendritic cells (DC) localized into the epithelium. DC play a key role in the development and the control of the immune and inflammatory response. DC are able to recognize self from non-self or modified self thanks to Pattern Recognition Receptors (PRR) (including Toll-like Receptors also called TLR, Scaveger Receptors also called SR) that recognize Pathogen-Associated Molecular Pattern (PAMP). Interestingly, SR are also implicated in inhaled inert particles recognition.
The aim of the work is to study the effect DEP and/or PAMP on the interactions between bronchial epithelium and DC. We particularly focused on the implication of membrane molecules such as ICAM-1, intercellular junction proteins and SR.
KpOmpA, the outer membrane protein A of Klebsiella pneumoniae, activates macrophages and DC, and possess immunomodulatory properties. The aim of the work was to study the crosstalk between bronchial epithelial cells (BEC) and DC after exposure to KpOmpA and the consequences on T cell response. Our results showed KpOmpA-exposed BEC induced the recruitment and the subsequent maturation of myeloid DC by a mechanism depending on ICAM-1. These DC induce the development of a Th2 response. These data show that BEC participate in the homeostasis of myeloid DC network and regulate the induction of local immune response by favouring the transition between innate and adaptive immunity.
In intestinal mucosa, the expression of intercellular junction proteins on DC allow these cells to send dendrites between intestinal epithelial cells and to capture bacteria without disrupting the barrier integrity. In this context, we supposed that this mechanism would allow antigen capture in bronchial lumen and impact on DC functions and. Our results showed that DC express adherens junction proteins E-Cadherin and β-Catenin and tight junction proteins ZO-1 and Occludin at steady state. TLR ligands modulate the expression of these proteins at mRNA and protein levels. Moreover, we showed for the first time that E-Cadherin probably modulates DC maturation during the establishment of intercellular junctions between BEC and DC.
Concerning SR, TLR ligands modulate SR expression at mRNA and protein levels contrary to the weak effect of DEP. Associated to TLR ligands, DEP modulate the action of TLR on SR expression. The pretreatment with SR agonists maleylated ovalbumin and dextran sulfate only inhibits the effects of the low dose DEP (1µg/ml) on DC maturation and cytokine secretion. SR ligands have any effect on DC maturation, cytokine or ROS production when DC are exposed to a high dose DEP (10µg/ml). These data suggest a participation for SR in DC interactions with DEP.
In conclusion, these data suggest the importance of adhesion molecules ICAM-1 or intercellular junction proteins and SR in mucosal DC immune response to PAMP and DEP. Our results also confirmed the interactions between both stimuli
De nombreuses études montrent une corrélation nette entre les pics de pollution atmosphérique et la fréquence d'apparition de maladies respiratoires telles que l'asthme. La pollution par les particules de diesel (DEP ou Diesel Exhaust Particles) est en partie responsable de ces effets sur la santé. Cependant, le mode d'action de ces particules n'est pas totalement élucidé. Pour se défendre des agressions par des polluants ou des agents microbiens, la muqueuse respiratoire dispose d'un réseau d'immuno-surveillance constitué de cellules dendritiques (DC) localisées au sein de la muqueuse respiratoire. Les DC jouent un rôle clé dans le développement et le contrôle de la réponse immune locale, alors que l'épithélium bronchique participe au contrôle de la réaction inflammatoire. La discrimination du soi par rapport au non soi ou au soi modifié est effectuée par les Pattern Recognition Receptors (PRR) (notamment les Toll-like Receptors ou TLR, Scavenger Receptors ou SR) qui reconnaissent notamment les PAMP (Pathogen-Associated Molecular Pattern ou PAMP). De façon intéressante, les SR semblent impliqués dans l'élimination de particules inertes inhalées.
Le but de ce travail est d'étudier le dialogue entre l'épithélium bronchique et les DC dans un contexte d'exposition au polluant et/ou aux PAMP en se focalisant sur le rôle des molécules membranaires dans ces interactions, en particulier ICAM-1, les protéines de jonctions intercellulaires (PJI) et les SR.
Le kpOmpA, une protéine membranaire de Klebsiella pneumoniae, active les macrophages et les DC, et possède des propriétés immunomodulatrices. Notre but était d'étudier les interactions entre CEB et DC dans le contexte de l'exposition à un PAMP et les conséquences sur la réponse LcT. Nos résultats montrent que après inhalation de kpOmpA, l'épithélium bronchique participe au déclenchement de la réponse immune innée par le recrutement de précurseurs de DC myéloïdes par un mécanisme dépendant d'ICAM-1. Ces DC favorisent l'induction d'une réponse Th2. Cette étude démontre la participation active des CEB au développement de la réaction immunitaire en facilitant la transition entre l'immunité innée et acquise.
Au niveau intestinal, la capture des bactéries au niveau de la lumière intestinale par les DC implique l'expression de protéines de jonctions intercellulaires, permettant aux DC d'insinuer des pseudopodes entre les cellules épithéliales afin de capturer l'antigène sans rompre l'intégrité de la barrière épithéliale. Dans ce contexte, nous supposons que l'ouverture des jonctions intercellulaires de l'épithélium pourrait également permettre la capture de l'antigène dans la lumière bronchique et influer sur les fonctions des DC et. Nos résultats montrent que les DC expriment les protéines de jonctions adhérentes E-Cadhérine et β-Caténine et les protéines de jonctions serrées Occludine et ZO-1 à l'état basal. Les ligands de TLR modulent l'expression de ces protéines au niveau des ARNm et des protéines. Nous avons montré pour la première fois que la E-Cadhérine jouait un rôle clé dans la maturation des DC lors de l'établissement des jonctions intercellulaires entre CEB et DC.
Concernant les SR, les ligands de TLR modulent l'expression des SR au niveau des ARNm et des protéines contrairement aux DEP qui n'ont que peu d'effet. Associées aux ligands de TLR, les DEP modulent l'action des ligands des TLR sur l'expression des SR. Le prétraitement avec de l'ovalbumine maleylée et du dextran sulfate (agonistes des SR) bloque uniquement les effets d'une faible dose de DEP (1µg/ml) sur la maturation des DC et la sécretion de cytokines. En revanche, les ligands de SR n'ont pas d' effet sur la maturation ou encore la production d'espèces réactives de l'oxygène lorsque les DC sont exposées à une dose plus importante de DEP (10µg/ml). Ces données suggèrent la participation des SR au cours de la rèponse des DC aux DEP.
Ces données suggèrent l'importance des molécules d'adhésion comme l'ICAM-1 ou les PJI et des SR dans la réponse des cellules dendritiques de la muqueuse bronchique aux PAMP et aux DEP. De plus, ils confirment les interactions existantes entre ces deux types de stimuli
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Dates et versions

tel-00373159 , version 1 (03-04-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00373159 , version 1

Citer

Solenne Taront. Interactions entre épithélium bronchique et cellules dendritiques : implication de molécules membranaires. Immunologie. Université du Droit et de la Santé - Lille II, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00373159⟩
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