Contribution des cellules innées lymphoïdes de groupe 1 dans le développement de la stéatohépathie non alcoolique du foie
Institution:
Université Côte d'AzurDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The chronic liver diseases associated with obesity (NAFLDs) emerge as a public health problem with a growing incidence in Western countries. NAFLDs develop from fatty liver (accumulation of lipids in hepatocytes) which can progress into steatohepatitis (NASH) characterized by significant liver inflammation and injury. NASH can then progress to more severe complications such as fibrosis, cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Chronic liver inflammation associated with NASH is the main driver of NAFLDs progression which results from multiple and complex intra and extra-hepatic mechanisms occurring in the liver, gut and adipose tissue. Therefore, a better understanding of the immunological mechanisms involved in liver complications during NASH is a major issue for the discovery of new therapeutic targets. Group 1 innate lymphoid cells (ILCs) including NK cells and ILC-1 are mainly located within epithelial tissues such as the intestine and liver, excepted for NK cells which are also abundant in blood. These cells are part of the body's first line of defence against external aggressions (pathogens, tumours) and rapidly react to environmental changes to establish appropriate immune responses. Recent studies have shown that these group 1 ILC members contribute to metabolic responses and the onset and the chronicity of inflammation during obesity. In addition, the CD44 surface glycoprotein is mainly expressed by immune cells and regulate their physiology (adhesion, interaction, migration, activation). Interestingly, it has been reported that CD44 regulates adipose tissue and liver inflammation and also plays a key role in the recruitment/activation of liver macrophages during obesity and NASH.In that context, the objectives of my thesis were : i) evaluate the contribution of hepatic and intestinal NKp46+ group 1 ILC during NASH; ii) evaluate the role of CD44 in the behaviour and functions of these NKp46+ ILCs. To implement this project, I used a mouse model of steatohepatitis (methionine and choline-deficient diet, MCDD) that mimics liver inflammation observed in human during obesity. In addition, I contributed to the generation of a mouse model with a specific deficiency of CD44 in NKp46+ ILCs (NKp46iCre/+ CD44flox/flox mice). The results obtained during my Ph.D. demonstrated that the number of liver and intestine NK cells and ILC-1 correlated with hepatocyte injury during NASH. Furthermore, using NKp46iCre/+ CD44flox/flox mice challenged with MCDD, I showed that CD44 regulates the proportion of hepatic group 1 ILC. In addition, the absence of CD44 in NKp46+ ILC leads to increased infiltration of inflammatory macrophages into the liver, aggravation of liver damage and increased in the priming of fibrosis. The severity of these hepatic lesions is associated with the loss of expression of the ZO-1 tight junction protein in the terminal portion of the small intestine, the ileum. Altogether, these results suggest that the CD44 regulates the cross-talk between group 1 ILC and macrophages in the liver as well as intestinal homeostasis during NASH. This study provided a better understanding of the pathogenesis of NASH and highlighted the role of CD44 in group 1 ILC in maintaining tissue integrity in chronic liver diseases.
Abstract FR:
Les maladies chroniques du foie associées à l’obésité représentent un problème de santé publique avec une incidence croissante dans les pays occidentaux. Ces complications se développent à partir d’un foie gras (accumulation de lipides dans les hépatocytes) qui peut évoluer vers la stéatohépatite (NASH) caractérisée par une inflammation et une mort hépatocytaire importante. Ce stade peut alors progresser vers des complications plus sévères comme la fibrose, la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire. L’accumulation de lipides toxiques provenant du tissu adipeux et les produits bactériens atteignant le foie dus à une altération de la barrière intestinale favoriseraient cet état inflammatoire chronique hépatique. Ainsi, mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques qui favorisent le développement des complications hépatiques représentent un enjeu majeur pour la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques. Les cellules innées lymphoïdes (ILC) du groupe 1 comprennent les cellules NK et les ILC-1 et sont localisées majoritairement au sein des tissus épithéliaux comme l’intestin et le foie, exceptées pour les cellules NK qui sont aussi abondantes dans la circulation. Ces cellules font partie de la première ligne de défense de l’organisme vis-à-vis des agressions extérieurs (pathogènes, tumeurs) et réagissent ainsi rapidement aux changements environnementaux afin de mettre en place une réponse immunitaire adaptée. Des travaux récents de la littérature ont montré que ces ILC de groupe 1 participent aux réponses métaboliques et contribuent à la mise en place et au maintien d’une inflammation chronique au cours de l’obésité. De plus, la glycoprotéine de surface CD44, exprimée majoritairement par les cellules immunitaires, participe à la physiologie de celles-ci (adhésion, interaction, migration, activation). De manière intéressante, il a été mis en évidence que CD44 régule l’inflammation au niveau du tissu adipeux et du foie et joue un rôle clé dans le recrutement/l’activation des macrophages hépatiques au cours de l’obésité et de la NASH. Dans ce contexte, les objectifs de mes travaux de thèse ont été : i) d’évaluer la contribution des ILC de groupe 1 hépatiques et intestinales NKp46+ au cours de la NASH ; ii) d’évaluer le rôle de CD44 dans le comportement et les fonctions de ces ILC NKp46+. Afin de mettre en œuvre ce projet, j’ai utilisé un modèle murin de stéatohépatite (régime déficient en méthionine et choline, MCD) qui mime l’inflammation hépatique observée chez l’Homme au cours de l’obésité. De plus, j’ai contribué à la génération d’un modèle murin d’invalidation spécifique de CD44 au sein des ILC NKp46+ (souris NKp46iCre/+ CD44flox/flox). Les résultats obtenus au cours de mon doctorat ont tout d’abord permis de mettre en évidence que le nombre de cellules NK et d’ILC-1 du foie et de l’intestin corrèle avec la souffrance hépatocytaire au cours de la NASH. De plus, j’ai montré dans le modèle de souris NKp46iCre/+ CD44flox/flox mises sous régime MCD que CD44 régule les proportions des ILC de groupe 1 hépatiques. En outre, l’absence de CD44 dans les ILC NKp46+, conduit à une infiltration accrue de macrophages inflammatoires hépatiques, une aggravation des lésions hépatiques et une augmentation de l’amorçage de la fibrose. La gravité de ces lésions hépatiques est aussi associée à la perte d'expression de la protéine de jonction serrée ZO-1 dans la partie terminale du petit intestin, l'iléon. L’ensemble de ces résultats suggère que la molécule CD44 contrôle le dialogue entre les ILC de groupe 1 et les macrophages dans le foie ainsi que l'homéostasie intestinale au cours de la NASH. Les résultats de mes travaux de thèse permettent de mieux comprendre la physiopathologie de la NASH et de mettre en évidence le rôle de CD44 au sein des ILC de groupe 1 dans le maintien de l'intégrité des tissus lors de maladies chroniques du foie.