Soutenance de thèse de Noël HANNA KAZAZIAN

Le lupus érythémateux systémique est une maladie auto-immune affectant principalement les femmes et est caractérisée par la présence d'anticorps antinucléaires qui reconnaissent des acides nucléiques endogènes et forment des complexes immuns, conduisant à une inflammation systémique. Récemment, il a été montré que les patients lupiques ont une augmentation de la prévalence du syndrome métabolique (MetS) mais les mécanismes sous-jacents ne sont pas connus. Le MetS correspond à un regroupement de conditions incluant obésité, résistance à l'insuline, hypertension et dyslipidémie. La prévalence du MetS a augmenté ces dernières décennies à cause des habitudes alimentaires occidentales et du mode de vie sédentaire. Le MetS est associé à une inflammation chronique de bas grade dans différents tissus métaboliques se développant en réponse à un excès de nutriments et participant aux effets délétères du MetS. On en sait peu sur les évènements moléculaires précoces qui conduisent à l’inflammation dans les tissus métaboliques. La famille des récepteurs de type Toll (TLRs) a récemment émergé comme un lien entre inflammation, obésité, résistance à l’insuline et maladies cardiovasculaires. Les TLRs sont des récepteurs transmembranaires qui participent à l’activation de l’immunité innée en assurant la reconnaissance de composés microbiens et de molécules endogènes libérées par les cellules mortes. De manière intéressante, TLR7, qui reconnait de l’ARN simple brin d’origine microbienne ou endogène, joue un rôle important dans le développement du lupus chez l’homme comme chez la souris, cependant, son implication dans l’obésité ou le MetS est inconnue. Etant donné l’augmentation du risque de MetS chez les patients lupiques, le fait que TLR7 est impliqué dans le lupus et que certains TLRs contribuent à l’inflammation observée en contexte d’obésité, nous avons émis l’hypothèse que TLR7 puisse être le lien connectant MetS et lupus. L’objectif de mon projet de thèse est d’explorer l’idée nouvelle que l’augmentation de la signalisation de TLR7 peut conduire non seulement au lupus mais aussi à des perturbations métaboliques, et de proposer le potentiel thérapeutique de TLR7 comme cible pour prévenir l’inflammation dans le lupus et ses implications métaboliques. Pour accomplir ces objectifs, nous avons évalué l’effet d’une obésité induite par un régime riche en gras (HFD) sur le développement du lupus et d’anomalies métaboliques en utilisant comme modèle de lupus des souris TLR8ko qui développent une auto-immunité de type lupique à cause de l’augmentation de la signalisation de TLR7 dans les cellules dendritiques (DCs). Des souris TLR7ko et TLR7/8ko ont aussi été inclues dans notre étude pour évaluer l’effet de l’absence de TLR7. Nous avons trouvé que l’obésité induite par un régime HFD a conduit à une exacerbation du lupus dans des souris TLR8ko, incluant une splénomégalie plus importante, des niveaux d'autoanticorps anti-ADN plus élevés, des dépôts immuns dans les glomérules rénaux plus importants et une inflammation hépatique. Au contraire, les souris TLR7/8ko étaient protégées contre le lupus. De plus, des souris TLR7ko et TLR7/8ko nourries avec un régime HFD ont été protégées contre l'augmentation de poids et l’intolérance au glucose. De manière intéressante, dans des souris sauvages (WT) le régime HFD a conduit à une augmentation de l’expression de TLR7 et de la production de TNF par les DCs spléniques et hépatiques, et ce phénotype était plus profond dans les souris TLR8ko. L’ensemble de ces données suggèrent que l’obésité induite par un régime HFD conduit à l’augmentation de la signalisation de TLR7 par les DCs qui peut contribuer à l’exacerbation du lupus et de paramètres métaboliques. Mon étude montre l’implication de la signalisation de TLR7 dans l’interconnexion entre le lupus et les anomalies métaboliques, donc cibler TLR7 pourrait constituer une nouvelle approche comme thérapie contre le lupus et les maladies métaboliques.

Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease that affects predominantly young women and is characterized by the presence of antinuclear autoantibodies. Self-nucleic acids released by dying cells are recognized by autoantibodies and form immune complexes, which accumulate in different organs, leading to systemic inflammation and tissue damage. Recently it has become apparent that SLE patients have increased prevalence of metabolic syndrome (MetS), but the underlying mechanisms are unknown. MetS is a clustering of several conditions including obesity, insulin resistance, hypertension and dyslipidemia. The prevalence of MetS has been increased within the last decades due to Western lifestyle, including excessive consumption of dense food and physical inactivity. MetS is associated with chronic low-grade inflammation in different metabolic tissues that develops in response to an excess of nutrient influx and participates to the deleterious effects of MetS. Little is known about the early molecular events that lead to immune cell infiltration and inflammatory cytokine production in metabolic tissues. At the same time, the Toll-like receptor (TLR) family has recently emerged as a critical link between inflammation and obesity, insulin resistance and cardiovascular disease. TLRs are transmembrane receptors that drive innate immunity through the recognition of microbial components and endogenous molecules released by dead cells. Interestingly, TLR7 that detects ssRNA of microbial or endogenous origin is critical for the development of SLE both in humans and mice, however, its implication in obesity or MetS is unknown. Given the increased risk of metabolic syndrome in SLE patients, the fact that TLR7 is implicated in SLE development and that certain TLRs contribute to the inflammation observed in the settings of obesity, we hypothesized that TLR7 signalling may be the connecting link between MetS and SLE. The objective of my PhD project was to explore the novel idea that TLR7 signalling can lead not only to SLE but also to metabolic abnormalities and emit the therapeutic potential of TLR7 as a target to prevent inflammation in SLE and its metabolic implications. To address these issues, we evaluated the effect of high fat diet(HFD)-induced obesity in the development of lupus phenotype and metabolic abnormalities using as lupic mouse model TLR8-deficient (TLR8ko) mice, which develop spontaneous lupus autoimmunity due to increased TLR7 signalling by dendritic cells (DCs). TLR7ko and double TLR7/8ko mice were also included in our studies in order to evaluate the effect of TLR7-deficiency in our readouts. We found that HFD-induced obesity led to exacerbation of lupus in TLR8ko mice, including more important splenomegaly, higher anti-DNA autoantibody levels, increased immunodeposits in kidney glomeruli and hepatic inflammation. On the contrary, TLR7/8ko mice were protected from SLE. Moreover, HFD-fed TLR7ko and TLR7/8ko mice were protected against body weight gain and glucose intolerance. Interestingly, in wild-type mice HFD led to an increase of TLR7 expression and TNF production by hepatic and splenic DCs, and this phenotype was more profound in TLR8ko mice. In addition, several parameters including macrophage accumulation in the liver, anti-DNA autoantibody production, and increased expression of TLR7 and production of TNF by DCs were exacerbated in female TLR8ko mice compared with male mice. Altogether, these data suggest that HFD-induced obesity leads to increased TLR7 signalling by DCs that can contribute to exacerbation of lupus autoimmunity and metabolic parameters, such exacerbation being more severe in female mice. My study uncovers the implication of TLR7 signalling in the interconnection of SLE and metabolic abnormalities, thus targeting TLR7 might be a novel approach as a tailored therapy in SLE and metabolic diseases.