La cellule épithéliale intestinale dans l'induction des réponses immunitaires au cours de l'infection par Cryptosporidium parvum : rôles des peptides antimicrobiens et des microARN
Résumé
After birth, the gut is exposed to many environmental changes, like colonization by microbiota and first contacts with food antigens and pathogens. This requires a fine tuning of the immune response in which microRNAs (miR) play an important role. In this neonatal period, innate immune responses are essential to control infections and antimicrobial peptides (AMP) are major components of this response. The aim of my thesis was to study in the mouse model, the intestinal epithelial cell (IEC) response during neonatal Cryptosporidium parvum infection with a focus on miR and AMP response. C. parvum is a protozoan parasite that affects preferentially newborn, young or immunocompromised adult and completes its life cycle only in IECs. Therefore, C. parvum infection is an excellent model for studying the role of IEC in triggering the intestinal immune response in neonates. In a first part, we studied the expression of known inflammation-regulatory miRs in IEC during C. parvum infection. We compared the responses between in vitro infected IEC and IECs purified from infected neonatal mice and observed a decrease of miR-181d-5p expression. This reduced expression of miR-181d-5p was associated with an upregulation of the mRNA coding for two putative targets OPG and BCL2 which are anti-apoptotic agents that may favor parasite survival in IEC. This functional relation between miR-181d-5p and OPG was next clearly demonstrated by using reporter dual-luciferase assay. In a second part of my thesis, we characterized the AMP expression profile and studied their role during C. parvum infection in neonates. We showed that infection up-regulates a broad expression of AMP from different families except for CCL20 and CRAMP cathelicidin for which mRNA expression was decreased. We next choose to focus our work on these two molecules and reported that exogenous administration of CCL20 and CRAMP to infected neonatal mice significantly reduced the number of parasites in the intestine through a direct killing activity on free stages of the parasite. As the decreased expression of these two AMPs during infection seems to favor the development of the parasite, we propose that this could be an escape mechanism developed by C. parvum that may occur through the modulation of miR expression.
Pendant la période post-natale, l’intestin est exposé à de nombreux changements environnementaux dont la colonisation par la flore, les antigènes alimentaires et le contact avec les premiers pathogènes. Dans ce contexte, le nouveau-né doit à la fois se défendre au mieux des infections, notamment grâce aux peptides antimicrobiens (PAM) et doit également éviter une inflammation excessive en mettant en place des mécanismes de régulation telle que la production de microARN (miR). Le projet de ma thèse a consisté à étudier chez les nouveau-nés la réponse des cellules épithéliales intestinales (IEC) en miR et en PAM dans le contexte de l’infection par Cryptosporidium parvum. Ce protozoaire monoxène se développe uniquement dans les IEC et affecte plus particulièrement les jeunes ou nouveau-nés et les individus immunodéprimés, ce qui en fait un excellent modèle d’étude du rôle des IEC dans l’induction des réponses immunitaires intestinales et notamment chez les nouveau-nés. Dans une première partie, nous avons étudié la réponse d’un large panel de miR connus pour être impliqués dans la régulation des réponses inflammatoires, dans les IEC après infection par C. parvum. La comparaison des réponses obtenus dans les IEC après infection in vitro et après purification à partir de souriceaux infectés nous a permis de montrer que l’expression du miR-181d-5p est diminuée durant l’infection et que cette diminution d’expression lèverait l’inhibition de l’expression des facteurs anti-apoptotiques OPG et BCL2, favorisant la survie du parasite dans les IEC. Une seconde partie de mon travail a consisté à caractériser l’impact de C. parvum sur l’expression des PAM appartenant aux différentes familles chez le nouveau et leur rôle durant l’infection. Nous avons mis en évidence que l’infection entraine une forte modification de l’expression des PAM des différentes familles. Notre attention a été retenue par la diminution, surprenante, de l’expression de la chimiokine CCL20, aux propriétés antimicrobiennes connues sur des bactéries et de la cathélicidine CRAMP au cours de l’infection. Pour ces deux molécules à activité antimicrobienne, nous avons mis en évidence qu’une administration exogène aux souriceaux réduisait significativement le nombre de parasite dans l’intestin. Malgré des propriétés immunomodulatrices décrites dans d’autres modèles, nous avons pu montrer que la protection induite par ces deux molécules à activité antimicrobienne résultait de leur activité parasiticide sur C. parvum. Ainsi, leur diminution d’expression in vivo semble être favorable au développement du parasite et nous avons suggéré qu’elle puisse être induite par le parasite pour échapper à cette activité parasiticide avec notamment la modulation de certains miRs.