Disséquer l'hétérogénéité des phagocytes mononucléés dans la maladie de Crohn – CDMNP

Le projet s’est appuyé sur des prélèvements intestinaux de patients atteints de maladie de Crohn, obtenus en collaboration avec le service de gastroentérologie du CHU de Nantes. Les monocytes, macrophages et autres phagocytes mononucléés ont été enrichis par tri cellulaire à partir des lésions sévères. Ils ont ensuite été étudiés par transcriptomique unicellulaire, une technologie permettant d’analyser l’expression des gènes cellule par cellule et ainsi de distinguer leurs différents états moléculaires.

Des approches bioinformatiques ont été développées pour définir ces états à partir de combinaisons de programmes moléculaires, afin de prendre en compte la forte plasticité des monocytes et macrophages. La cytométrie spectrale a permis de caractériser et de valider ces états à partir des protéines exprimées par les cellules. La transcriptomique spatiale à résolution unicellulaire a permis de les localiser directement dans les lésions et d’identifier les cellules présentes dans leur environnement immédiat. Enfin, des expériences in vitro et ex vivo, réalisées notamment à partir de cellules issues de lésions de patients, ont permis de tester les mécanismes identifiés et leur sensibilité à des traitements ciblés.

Le projet a mis en évidence que les monocytes présents dans les lésions sévères de la maladie de Crohn peuvent adopter des états très différents. Il a notamment permis d’identifier un nouvel état de monocytes fortement inflammatoires, appelés IFIM, qui se concentrent au niveau des ulcérations intestinales. Ces cellules s’intègrent dans un réseau associant plusieurs populations immunitaires qui contribue à entretenir localement l’inflammation.

La présence des IFIM est associée à l’échec des traitements anti-TNF et à la récidive sévère après chirurgie, deux situations particulièrement importantes dans la prise en charge de la maladie de Crohn. Les travaux ont également permis d’identifier les signaux responsables de cet état inflammatoire et de montrer qu’il peut être ciblé par des médicaments inhibant la voie JAK, déjà utilisés dans le traitement de la maladie.

Ces résultats permettent de mieux comprendre pourquoi certaines lésions peuvent persister malgré le blocage du TNF seul. Ils apportent une base scientifique pour mieux adapter les traitements aux mécanismes inflammatoires présents dans les lésions et évaluer des stratégies combinant anti-TNF et inhibiteurs de JAK.

Les résultats ouvrent la possibilité de mieux adapter les traitements aux mécanismes inflammatoires présents chez les patients. Une première étape sera de déterminer si la mesure de la réponse IFIM peut aider à identifier les patients présentant un risque d’échec des anti-TNF ou de récidive sévère après chirurgie. La découverte que ces cellules répondent à plusieurs voies inflammatoires fournit également une base scientifique pour évaluer des stratégies combinant anti-TNF et inhibiteurs de JAK, afin de cibler plus complètement l’inflammation associée aux ulcérations.

Le projet a également ouvert de nouvelles pistes de recherche sur l’origine et le maintien de ces états inflammatoires. Il s’agira notamment de comprendre comment les monocytes sont modifiés entre le sang et leur arrivée dans l’intestin, en étudiant les mécanismes qui régulent l’activité de leurs gènes, et de préciser l’influence respective des signaux circulants et de l’environnement intestinal. Enfin, leur localisation au sein de zones inflammatoires organisées autour des ulcérations conduit à approfondir l’étude des interactions entre monocytes/macrophages et les autres cellules immunitaires, notamment les lymphocytes, susceptibles d’entretenir l’inflammation chronique.

La maladie de Crohn (MC) induit des altérations majeures de la qualité de vie. Son incidence subit une croissance exponentielle et sa prévalence est la plus élevée en Europe. Une fraction des patients bénéficie des thérapies ciblant les cytokines. Près de 40% ne répondent pas aux anti-TNF (AT). Nous avons identifié une réponse pathologique chez les patients résistants aux AT, vraisemblablement organisée par les phagocytes mononucléés inflammatoires (inf.MNP). L’hétérogénéité cellulaire/moléculaire des inf.MNP, leurs localisation, interactions et programmes régulant leur différentiation sont peu caractérisés dans l’intestin humain. Nous proposons d’appliquer des approches haute dimension au niveau unicellulaire pour explorer le transcritpome et l’épigénome des MNP dans la MC. Nous pensons que caractériser les programmes contrôlant la différenciation des inf.MNP et leurs interactions avec les fibroblastes permettra l’émergence de traitements adaptés aux patients ne répondant pas aux AT.