Effet de l'exposition des neutrophiles à l'oxygène sur leur activation et leur mort : une lame à double tranchant – NEUTROXIA

Les neutrophiles sont les globules blancs circulant les plus abondants. Du fait de leur durée de vie limitée in vitro (<8h), leur étude a été jusqu’ici limitée conférant à leur role et à leur function un caracteur toujours mystérieux. La durée de vie des neutrophiles chez l’homme n’est pas définie clairement définie. La transfusion de neutrophiles chez des patients neutropéniques infectés par des bactéries multirésistantes n’est pas efficace, bien que cela soit la dernière option thérapeutique. Une meilleure comprehension de la physiologie des neutrophiles est donc nécessaire.

Les neutrophiles sont issus de la différenciation des cellules souches hématopoïétiques dans la moelle osseuse. Les neutrophiles circulant ne représentent que 5-10% des neutrophiles dans l’organisme, principalement stockés dans la moelle osseuse, jusqu’à leur mobilisation massive lors d’infections bactériennes. Dans ce projet, le modèle d’infection est la shigellose (destruction de la muqueuse colique) induite par Shigella, une entérobactérie pathogène. Ce modèle a été choisi car 1/ les neutrophiles sont les principales cellules immunitaires recrutées au site de l’infection, bien que leur mode d’action ne soit pas bien définie et 2/ la physiopathologie de cette maladie n’est pas complètement connue, ce qui a jusqu’ici limité la mise au point d’un vaccin efficace contre Shigella.

Durant leur cycle de vie, les neutrophiles évoluent dans des environnements faiblement oxygénés (moelle osseuse hypoxic, plasma sanguine quasiment anoxique, 98% de l’oxygène est transporté par les globules rouges), jusqu’à leur recrutement dans les organes infectés. Nous faisons l’hypothèse que l’exposition des neutrophiles à l’oxygène joue un rôle essentiel dans leur activation et dans l’induction de leur mort (résolution de l’inflammation). La régulation de la physiologie des neutrophiles par l’exposition à l’oxygène est importante, puisque nous avons récemment démontré que les neutrophiles devaient faire face à Shigella à la fois en presence et en l’absence d’oxygène dans la muqueuse colique infectée. La régulation de la senescence par l’oxygène n’est pas décrite, celle de la mort cellulaire mal étudiée et limitée à l’induction de l’apoptose dépendante des caspases.

Afin d’adresser ces questions, et en tenant compte des conditions physiologiques in vivo, une nouvelle méthode de purification et de manipulation des neutrophiles en conditions anoxiques a été mise au point. Leur durée de vie est alors prolongée, leur capacité glycolitique preserve et leur exposition à l’oxygène peut être finement controlée.
Nos résultats préliminaires obtenus avec cette méthode confirment l’induction de la mort des neutrophiles suite à leur exposition à loxygène, et demontrent une biogenèse mitochondriale. Jusqu’ici les neutrophiles étaient décrits comme des cellules contenant peu de mitochondries, dont la function se limitait à l’induction de l’apoptose. Nos résultats préliminaires montrent de nouvelles fonctions dans l’induction de la mort des neutrophiles, indépendemment des caspases. Ainsi, dans ce projet, le rôle des mitochondries dans l’activation des neutrophiles et de l’induction de leur mort lors de leur exposition à l’oxygène sera caractérisé.

Le premier résultat attendu de ce projet est une meilleure compréhension de l’adaptation des neutrophiles à l’exposition à l’oxygène, dont le rôle essentiel dans leur activation et de leur mort (importante pour la resolution de l’inflammation) est anticipé.
Le second résultat attendu est l’exploitation de la nouvelle méthode de purification et de manipulation des neutrophiles en conditions anoxiques pour re-définir leur durée de vie chez l’homme et d’obtenir les données nécessaires à l’amélioration de leur utilisation thérapeutique.