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Rôle du facteur de transcription Nrf2 dans le contrôle de l'allergie cutanée en réponse aux molécules allergisantes
Les réactions allergiques telles que les réactions d’hypersensibilité de contact (HSC) sont un problème de santé publique. Il s’agit d’une réaction inflammatoire aiguë qui survient suite à des expositions répétées d’une molécule allergisante avec la peau et dans laquelle les cellules dendritiques (DC) jouent un rôle essentiel. Les composés chimiques tels que le dinitrochlorobenzène (DNCB) ou le cinnamaldéhyde (CinA), responsables d'HSC, sont capables d’induire un stress chimique et de produire des espèces réactives de l’oxygène (ERO). Parmi les voies de détoxication en réponse aux xénobiotiques, la voie Nrf2/Keap1 est une voie centrale connue pour la détection de composés électrophiles. A l’état basal et en absence de stress, Nrf2 est couplé à son répresseur cytosolique Keap1 qui assure sa dégradation via le protéasome. En présence d’un stress chimique, Nrf2 transloque dans le noyau et induit l’expression des gènes antioxydants [hème-oxygénase 1 (ho-1), NADPH quinone oxydoréductase (nqo1), glutathione-s-transférase (gst)]. En absence de Nrf2, nous avons montré que le DNCB et le CinA induisent la mort cellulaire des DC via l'activation des caspases impliquées dans la voie mitochondriale ou intrinsèque de l'apoptose. Cette mort cellulaire induite par le DNCB est ERO dépendante tandis que celle induite par le CinA est moins sensible à la production des ERO. En présence de Nrf2, la survie des DC est régulée par l'expression de bcl-2, un gène antiapoptotique, et des gènes antioxydants. Nrf2 semblerait activer ou réprimer la transcription des gènes et ce en fonction de la molécule testée, du temps de traitement. Par ailleurs, nous avons également montré que Nrf2 joue un rôle clef dans les phases de sensibilisation et d'élicitation de la réaction d'HSC mais également au cours de l'irritation. Des transferts adoptifs de DC ont permis de montrer le rôle clef de Nrf2 dans la DC au cours de l'HSC. Enfin, notre étude montre que Nrf2 régule les Treg au niveau du tissu cutané et participe à la tolérance cutanée.
Identification, caractérisation et validation de biomarqueurs liés à l’immunothérapie allergénique
Cette thèse a pour objectif d’identifier et caractériser des biomarqueurs liés aux traitements d’immunothérapie allergénique (ITA). En particulier, le travail s’est porté sur les biomarqueurs prédictifs de l’efficacité du traitement : leur estimation avant la prise médicamenteuse permettrait d’évaluer les bénéfices cliniques à l’issue de l’ITA. À partir d’échantillons de sérum collectés avant ITA et provenant de patients inclus dans une étude clinique contrôlée, randomisée et dirigée contre les pollens de graminées, une méthode d’analyse protéomique différentielle (la 2D-DIGE) a permis d’identifier une protéine comme candidat biomarqueur prédictif de l’efficacité de l’ITA.Dans un premier temps, les variants moléculaires de la protéine identifiée ont été caractérisés. L’analyse en spectrométrie de masse de la protéine a permis d’identifier les modifications post-Traductionnelles associées aux isoformes plus abondants dans le sérum des patients pour lesquels une réponse positive à l’ITA est observée. Une approche protéomique de quantification relative a été mise en œuvre par LC-MS/MS sans marquage, et a permis d’identifier des peptides de la protéine d’intérêt, portant des modifications post-Traductionnelles spécifiques, associés à un bénéfice clinique accru en fin d’ITA.Dans un deuxième temps, l’implication de la fétuine-A dans la physiopathologie de l’allergie a été étudiée. Des modèles cellulaires humains ont mis en évidence le caractère essentiel des acides sialiques portés par la protéine pour l’activation de la voie TLR4, dans les mécanismes de l’immunité innée initiant la réaction allergique. In vivo, les modèles murins d’asthme allergique développés ont en revanche montré la fonction anti-Inflammatoire de la protéine. La fétuine-A a donc un rôle ambivalent, mais est indubitablement liée à la régulation de l’inflammation allergique. La validation des candidats biomarqueurs peptidiques de la protéine dans d’autres cohortes cliniques représente une future étape clé, qui permettrait d’envisager l’usage de ces marqueurs en clinique, pour améliorer la sélection des patients les plus susceptibles de répondre à l’ITA.
Étude de l'allergie aux antibiotiques : synthèse de peptides antigéniques
Un certain nombre de principes actifs sont responsables d'hypersensibilité allergique, en particulier les pénicillines et les sulfamides. Selon la théorie de l'haptène, ces principes actifs ne peuvent pas induire de réaction immunitaire par eux-mêmes, mais doivent être liés à une protéine. Ces protéines hapténisées par un antibiotique sont capturées puis digérées par des cellules présentatrices d'antigènes, qui présentent aux lymphocytes T des peptides issus de la protéine digérée. Les peptides hapténisés peuvent activer le système immunitaire des patients allergiques. Ce travail de thèse porte sur la sélection et la synthèse de peptides modifiés par les antibiotiques étudiés, dans le but de trouver ces peptides immunogènes. Pour réaliser cette étude, l'albumine du sérum humain (HSA) a été choisie comme protéine modèle. Son hapténisation a été étudiée pour trois principes actifs de forte prévalence allergique : la pénicilline G, l'amoxicilline et le sulfaméthoxazole. L'analyse par spectrométrie de masse des bioconjugués HSA-antibiotique a permis l'identification des acides aminés hapténisés pour la conception et la sélection par des méthodes in silico de peptides de 15-mers potentiellement immunogènes. La synthèse de ces peptides implique la préparation d'un monomère acide aminé-haptène stable pour une synthèse orientée de peptides d'enchaînements diversifiés. Pour les antibiotiques de la famille des pénicillines, cette synthèse s'est orchestrée autour d'une étape clé : l'ouverture du cycle β-lactame par une lysine. En ce qui concerne le sulfamide sulfaméthoxazole, la synthèse du monomère stable cystéine-sulfaméthoxazole a reposé sur une étape clé de couplage entre le sulfaméthoxazole et un acide cystéique. A partir du monomère lysine-pénicilline G, des peptides ont déjà été synthétisés et testés sur des lymphocytes T. L'effet immunogène et leur valorisation en tant qu'outils pour le diagnostic sont en cours d'évaluation.
Étude des relations structure-activité en allergie médicamenteuse
Les relations structure-activité (RSA) désignent la relation entre structure chimique et activité pharmacologique pour une série de composés (IUPAC, 1998). Elles ont été utilisées dans les industries pharmaceutique, chimique et cosmétique, tout particulièrement pour la conception de nouvelles entités chimiques et médicamenteuses. Après une revue de la littérature, nous avons étudié les RSA en allergie médicamenteuse immédiate pour 4 classes thérapeutiques (antibiotiques bêta-lactames, produits de contraste IRM, curares, insuline) ainsi qu'en allergie médicamenteuse retardée (iodixanol, produit de contraste iodé) en nous basant sur les résultats des tests cutanés et biologiques. Les résultats obtenus démontrent qu'il existe un lien entre structure chimique et potentiel allergénique des molécules. Les RSA permettent : (1) l'identification des déterminants allergéniques sur la base de l'étude des réactivités croisées, (2) la prédiction de la probabilité de réactions d'hypersensibilité aux molécules apparentées et la sélection d'alternatives thérapeutiques de manière non-empirique
Évaluation de l'allergénicité des aliments : Application au diagnostic de l'allergie alimentaire
Cette thèse actualise les connaissances de l'évaluation de l'allergénicité des aliments et son application au diagnostic de l'allergie alimentaire. Après la définition, les caractéristiques et la classification des allergènes alimentaires, les phénomènes physico-chimiques modifiant l'allergénicité des aliments ainsi que les réactivités croisées sont décrites. Ainsi sont introduits les outils cliniques et biologiques utiles au diagnostic de l'allergie alimentaire et à la détection des traces d'allergènes alimentaires. Une collaboration étroite entre cliniciens et chercheurs biologistes, permet d'optimiser la prise en charge diagnostique et thérapeutique de l'allergie alimentaire. Cette démarche se concrétise par la mise à disposition et l'utilisation de divers outils (développement d'allergènes recombinants, dosage de contaminants alimentaires dans des médicaments ou aliments, ...) et est illustrée par diverses mises en situation clinique réelles.
Exposition de la population générale française aux allergènes de contact
L’allergie cutanée est un problème majeur de santé publique pouvant fortement impacter la vie de l’individu atteint. Une cause largement reconnue d’allergie de contact sont les substances parfumantes intégrées dans les produits cosmétiques. La réglementation cosmétique en vigueur oblige le fabricant à évaluer les risques de ces substances. Bien que certaines de ces substances soient également présentes dans les huiles essentielles, il n’existe pas à l’heure actuelle une telle réglementation pour les huiles essentielles. L’objectif de cette thèse a été de caractériser l’exposition à certaines substances parfumantes d’intérêt provenant de la consommation d’huiles essentielles et de produits cosmétiques. Nous avons d’abord étudié la consommation d’huiles essentielles au sein d’un panel représentatif de la population française. Nous avons ensuite défini les substances parfumantes sensibilisantes retrouvées dans ces huiles. L’exposition cutanée aux produits cosmétiques a également été étudiée. Enfin, ces données ont été croisées pour comparer l’exposition provenant de la consommation de ces deux produits au limonène en utilisant des méthodes statistiques probabilistes (Méthodes de Monte-Carlo). Cela a permis de démontrer que les huiles essentielles pouvaient être un fort contributeur dans l’exposition globale au limonène, pour certaines zones corporelles comme le visage. Il a donc été mis en évidence l’intérêt de la prise en compte des huiles essentielles, et non pas seulement des produits cosmétiques dans l’exposition globale à certains allergènes de contact, pour mieux protéger la population.
Effets des sensibilisants sur la synthèse de la prostaglandine E2 : Mécanismes et intérêt dans la prédiction de l’allergie de contact
Les sensibilisants de contact sont des molécules réactives électrophiles qui ont la capacité de modifier des protéines de la peau pour former un antigène. Au delà de ce mécanisme d'hapténisation, le signal de danger induit par les sensibilisants conduisant à l'activation des cellules dendritiques (DC) est un élément déterminant dans l'induction de cellules T spécifiques de l'haptène. Dans le contexte du 7ième amendement à la directive cosmétique européenne, la mise en place d'une batterie de tests in vitro permettant de prédire le potentiel sensibilisant de molécules est indispensable pour l'industrie cosmétique. Tandis que la plupart des études in vitro étudient les signaux de danger induits par les sensibilisants dans des modèles homéostasiques, nous nous sommes intéressés à l'effet des sensibilisants sur la mise en place d'une réponse inflammatoire. Lorsque la lignée U937 est différenciée avec du PMA et stimulée avec du LPS, les facteurs de transcription NF-κB et Nrf2 sont activés et l'acide arachidonique (AA) est métabolisé au travers de la cascade cPLA2 / COX-2. L'ensemble de ces voies activées conduit à la production par les U937 d'un grand nombre de médiateurs inflammatoires (IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-10, IL-8, PGE2, PGD2, TxB2). Dans ce modèle, nous avons analysé l'effet de 6 sensibilisants de potentiels variés (DNCB, PPD, HQ, PG, CIN, EUG) et montré que de façon inattendue, tous les sensibilisants étudiés diminuent significativement et de façon spécifique la production de tous les prostanoïdes et en particulier de PGE2 induite par PMA/LPS. Nous avons de plus démontré que selon les sensibilisants, les cibles de cette inhibition au sein de la cascade métabolique de l'AA diffèrent, même si elles se focalisent la plupart du temps (sauf pour le DNCB) sur l'enzyme COX-2 (inhibition de son expression et/ou de son activité). Pour le DNCB, le mécanisme d'inhibition semble plutôt impliquer sa capacité à réagir fortement avec les groupements résidus thiols, ce qui se traduit en particulier par la déplétion du GSH intracellulaire et engendrerait l'inhibition des synthases dépendantes du GSH pour leurs activités. En parallèle de cette étude mécanistique, nous avons appréhendé la problématique du point de vue statistique et vérifié sur un set plus important et diversifié de molécules (160 molécules) que le paramètre « inhibition de PGE2 » pouvait être un bon test de prédiction de l'HSRC. L'étude statistique a permis de déterminer le modèle prédictif du test PGE2 et de mettre en évidence de bonnes performances (78%) par rapport aux prédictions du LLNA. Au-delà, une certaine complémentarité du test PGE2 avec d'autres tests in vitro (MUSST, Nrf2-HTS) a pu être mise en évidence. En conclusion, au travers de cette étude, nous avons pu mettre en évidence de nouvelles propriétés biochimiques des sensibilisants. Même si la signification biologique de la diminution de PGE2 par les sensibilisants de contact demeure complexe d'interprétation, ce paramètre a permis le développement d'un test qui prédit avec de bonnes performances le caractère sensibilisant de molécules et dont la position au sein d'une batterie prédictive d'évaluation de l'allergie de contact reste à être précisée.
Alimentation lactée, infections et allergies chez le jeune enfant
Résumé L’alimentation du nourrisson est exclusivement lactée durant les premiers mois de vie. Si l’effet protecteur de l’allaitement vis-à-vis des infections infantiles est avéré, en particulier dans les pays en développement, le lien entre l’allaitement et les allergies est beaucoup moins consensuel. Par ailleurs, la durée d’allaitement étant relativement courte en France, de nombreux nourrissons sont exposés aux préparations infantiles dès les premières semaines. Ainsi, les objectifs de ma thèse étaient d’étudier dans quelle mesure les liens entre l’allaitement et les infections ou les allergies dans l’enfance persistent dans un contexte caractérisé par un allaitement court et de bonnes conditions d’hygiène, de décrire le recours aux différents types de préparations infantiles et d’évaluer si certains composants des préparations infantiles étaient associés aux symptômes allergiques dans les 2 premières années de vie. A partir des données des cohortes de naissance françaises EDEN et ELFE, j’ai pu montrer que, malgré un contexte a priori défavorable, l’allaitement est associé à un risque plus faible d’hospitalisations de longue durée pour infection, d’infections gastro-intestinales et de recours aux antibiotiques dans les premières années de vie. Des associations moins franches étaient également observées entre l’allaitement et un risque plus faible d’otites et d’infections respiratoires dans les 2 premières années de vie et d’eczéma dans la 1ère année de vie. Mes travaux ont également mis en évidence la très grande variété des préparations infantiles consommées par les nourrissons non exclusivement allaités en France. Aucun effet protecteur des préparations infantiles avec un label « hypoallergénique » n’a pu être mis en évidence vis-à-vis des symptômes allergiques jusqu’à 2 ans. Par ailleurs, un risque plus élevé de sifflements à 1 an chez les enfants présentant des antécédents familiaux d’allergie ou d’allergies alimentaires à 2 ans chez les enfants ne présentant pas d’antécédent familial d’allergie a été retrouvé chez les enfants consommant ces préparations à 2 mois, par rapport à ceux consommant une préparation infantile standard. Si mes travaux ne permettent pas d’établir de lien causal, ils soulignent la nécessité de conduire de nouveaux essais randomisés sur des échantillons relativement larges pour mieux comprendre les impacts santé de ces préparations infantiles.
Diagnostiquer et traiter les allergies alimentaires
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Allergie alimentaire: traitement et prévention
Angers : le CHU d'Angers en pointe sur les allergies alimentaires des enfants
Qu'est ce que les allergies alimentaires?