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Parny, Mélissa. Impact de différentes classes de pesticides sur les fonctions immunitaires innées des macrophages et des kératinocytes humains HaCaT : mise en évidence de la contribution des kératinocytes dans le contrôle de la polarisation des macrophages

Parny, Mélissa (2020). Impact de différentes classes de pesticides sur les fonctions immunitaires innées des macrophages et des kératinocytes humains HaCaT : mise en évidence de la contribution des kératinocytes dans le contrôle de la polarisation des macrophages.

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Résumé en francais

L'utilisation des pesticides en agriculture a permis une énorme avancée en termes de rendements, de contrôle des ravageurs et des vecteurs de maladies. Cependant, des études épidémiologiques suggèrent que l'exposition cutanée aux pesticides, leur ingestion et leur inhalation pourrait affecter la santé humaine à travers une dérégulation des cellules du système immunitaire. Parmi ces cellules, les macrophages jouent un rôle clé dans la défense anti-infectieuse, anti-tumorale et dans le maintien de l'homéostasie cellulaire. Le dysfonctionnement par des pesticides, de l'une de ces fonctions pourrait avoir des conséquences graves sur le déclenchement et le développement de maladies infectieuses, auto-immunes, neurodégénératives et de cancers. Le premier objectif de cette thèse a consisté à évaluer l'impact de 7 pesticides de différentes classes chimiques, utilisés en arboriculture fruitière, sur les fonctions effectrices des macrophages dérivés de monocytes humains. Parmi ces pesticides seuls le boscalide n'a eu aucun effet. Le thiaclopride a favorisé la capacité des macrophages à produire des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et de l'IL-10 en réponse à un stimulus inflammatoire. Le chlorpyrifos, le thiophanate et le zirame ont augmenté la production de ROS à faibles doses (0,01-0,1 µM) tandis qu'à fortes doses (10 µM) le chlorpyrifos, le zirame, le captane et le dithianon ont montré des effets immunosuppresseurs en réduisant la production de ROS et les cytokines pro-inflammatoires (IL-1ß, TNF-a). Ces données suggèrent qu'une exposition au chlorpyrifos, zirame, captane et dithianon, peut compromettre l'élimination des agents pathogènes microbiens par les macrophages. Le deuxième objectif a été de déterminer le mécanisme par lequel le zirame (diméthyldithiocarbamate de zinc) inhibe les fonctions effectrices des macrophages. Pour évaluer le rôle du zinc dans le mécanisme d'action de ce fongicide, nous avons comparé les effets du zirame à ceux du disulfirame, (dithiocarbamate sans zinc) en co-incubation ou non avec du sulfate de zinc. Nous avons montré que le zirame à 10 µM a complètement inhibé la fonction phagocytaire, l'hyperactivité oxydative et la production de TNF-a, IL-1ß, IL-6, CCL2 par des macrophages en conditions inflammatoires. Le disulfirame a eu les mêmes effets uniquement combiné avec du sulfate de zinc (10 µM). Le rôle du zinc dans l'effet du zirame a aussi été confirmé par la mise en évidence d'une induction dans les macrophages de l'expression (i) des gènes antioxydants HMOX1, SOD2, CAT, (ii) de gènes marqueurs d'une polarisation des macrophages vers un phénotype anti-inflammatoire M2 qui est souvent associé à diverses maladies liées à la suppression des défenses de l'hôte. Le troisième objectif a été de déterminer une exposition cutanée aux pesticides. A l'aide de modèles de monoculture et de coculture associant (ou non) des kératinocytes et des hMDM de part et d'autre d'une membrane perméable, nous avons montré que le dithianon à 10 µM, régulait positivement les ARNm de TNF-a, IL-1ß, IL-6, IL-10, TGF-ß après 48h dans la monoculture de kératinocytes et après seulement 24h dans la coculture avec des hMDM. Nous avons également établi que les kératinocytes exposés à 10 µM de dithianon ont déclenché la production de ROS par les hMDM après 48 et 72h de coculture. Cette coculture au bout de 72h a conduit à l'expression de marqueurs de polarisation des macrophages caractérisant un phénotype M2b. Ainsi nous montrons pour la première fois que : (i) les macrophages créent un microenvironnement contribuant à accélérer, amplifier les réponses métaboliques et inflammatoires des kératinocytes aux agressions chimiques ou infectieuses ; (ii) les kératinocytes exposés au dithianon émettent des signaux solubles qui contribuent à orienter la polarisation des macrophages vers un phénotype immuno-régulateurs, anti-inflammatoires jouant à la fois un rôle protecteur et réparateur mais qui peut aussi être impliqué dans diverses maladies.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Treilhou, Michel
Pipy, Bernard
Ecole doctorale:Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (SEVAB)
laboratoire/Unité de recherche :Biochimie et Toxicologie des Substances Bioactives (BTSB-EA 7417)
Mots-clés libres :Pesticides - Macrophages - Kératinocytes - Inflammation cutanée - Polarisation - ROS - Cytokines/chimiokines
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :11 Dec 2020 16:21