Soutenance mémoire
L’implantation embryonnaire
L’implantation embryonnaire est un événement biologique uruque, critique et assez complexe dont la réussite est tributaire d’un dialogue moléculaire étroitement régulé entre les cellules péri-embryonnaires et les cellules de la paroi utérine. Chez l’humain, l’ implantation de l’embryon s’effectue au niveau de l’endomètre utérin, mais seulement pendant une période limitée et précise de réceptivité utérine maximale, appelée « fenêtre implantatoire» [11]. Cette période correspond chez la femme à la phase mi-sécrétoire entre les jours 19 et 23 du cycle menstruel [12]. Durant cette période et sous l’ influence de l’embryon et de l’environnement hormonal, la muqueuse utérine subit diverses modifications structurales et moléculaires afm de permettre l’attachement de l’embryon [13], un processus connu sous le nom de la décidualisation [11]. Durant cette période de transition, le tissu conjonctif endométrial voit sa structure complètement modifiée le rendant plus « perméable» à l’infiltration trophoblastique et l’endomètre prend alors le nom de décidue ou caduque [14]. Six jours après la fécondation, la membrane pellucide, qui entoure l’ oeuf se rompt, le blastocyste en sort et les cellules du trophoblaste qui sont à sa surface vont entrer en contact avec l’endomètre décidualisé [12]. Comme l’ illustre la figure 1.1, le trophoblaste représente la couche cellulaire périphérique de l’oeuf, formée lorsque celui-ci est encore au stade de blastocyste (du Se au 7e jour après la fécondation) et qui sera à l’origine du placenta [IS].
De l’ intérieur vers l’ extérieur, le trophoblaste se compose du cytotrophoblaste (CT) formé de cellules souches progénitrices et duquel émergent différents types de trophoblastes spécialisés dépendarnment de son évolution vers l’une des deux voies de différentiation, soit la voie villeuse ou la voie extra-villeuse. De la première voie, résulte la formation d’une population de cytotrophoblastes villeux (CTV) fusionnés entre eux en une structure multinuclée appelée le syncytiotrophoblaste (ST) [16]. Le ST mène à l’ établissement des villosités choriales flottantes qui sont en contact avec le sang maternel dans les chambres inter villeuses. Le ST offre alors une surface considérable d’échange d’ions et de nutriments entre la mère et l’embryon [17] tout en produisant des hormones peptidiques et stéroïdiennes [18]. De la deuxième voie, résulte la formation du CT extra-villeux (CTEV), une population trophoblastique mononuclée et hautement invasive qui se détache et migre vers les artères spiralées afin d’assurer le remodelage dynamique des vaisseaux sanguins maternels et l’ancrage du placenta [17, 19]. L’ensemble des cytotrophoblastes villeux et extra-villeux forme le chorion, la membrane externe de l’oeuf. Au troisième mois, le trophoblaste prend le nom de placenta. Chez la femme, l’implantation embryonnaire constitue un continuum de trois phases consécutives qui commence par l’apposition du blastocyste à la surface apicale de l’épithélium luminal endométrial, suivie par son adhésion et finalement par l’ invasion de la paroi utérine par les CETV. Puisque cet événement se caractérise par l’ infiltration de nombreux leucocytes d’origine maternelle, le trophoblaste sera alors confronté aux différents types leucocytaires de son microenvironnement (Figure 1.2) tout au long de son développement [20]. On comprend dès lors l’importance d’un dialogue moléculaire étroitement régulé entre le trophoblaste et la décidue au niveau de l’ interface foeto-maternelle.
L’inflammation utérine et gestationnelle
Durant une grossesse humaine normale, le site d’implantation regorge de multiples cellules du système immun inné, ce qui met en évidence que le système immun maternel reconnaît et répond à la semi-allogreffe foetale [21]. Les cellules immunitaires qui résident entre le placenta et l’utérus semblent jouer plusieurs rôles importants au cours de la grossesse et peuvent contribuer différemment selon les signaux environnementaux soit au succès soit à l’échec de cette dernière. C’est dans les heures qui suivent l’insémination que la hausse de sécrétion de facteurs pro-inflammatoires ayant des propriétés chimiotactiques induit le recrutement de leucocytes depuis le sang périphérique vers le site de l’implantation et leur accumulation au niveau du tissu stromal sous-épithéliale [22]. La composition cellulaire de la décidue devient alors très riche en cellules immunes maternelles spécialisées dominées par le système immun inné, notamment en cellules naturelles tueuses utérines (uNK) et en macrophages (M~s) [23, 24], puisque la proportion des lymphocytes est relativement basse (1-3 %) [25]. Au moment de l’implantation embryonnaire, les proportions des uNK et M~s sont respectivement de 70 % et 30 % du total des leucocytes [26]. En avançant dans la grossesse, le nombre des cellules (uNK) décline et est pratiquement absent à terme [27, 28], alors que le nombre des M~s reste constant tout au long de la gestation [29]. Ces cellules secrètent sur le site de l’implantation une panoplie d’ effecteurs qui sont déterminants pour l’établissement de la grossesse. Le processus de l’implantation est donc étroitement lié à plusieurs mécanismes qui déterminent autant son succès que son échec. En général, ces mécanismes reposent sur une réponse immune adaptative cytotoxique diminuée, contournée, voire abrogée pour éviter le rejet de l’embryon, tandis que l’immunité adaptative régulatrice est plutôt renforcée [30, 31]. En revanche, les réponses immunes innées restent intactes et servent à deux ftns : continuer à assurer la défense de l’hôte contre les infections et interagir avec les tissus foetaux ·pour promouvoir la placentation et le succès de la grossesse [32]. Bien que ce soit un aspect essentiel de l’immunologie de la reproduction, il est également important de considérer la fonction fondamentale du système immun inné de la mère dans la promotion de l’implantation embryonnaire et le maintien de la grossesse en cas d’une activité immunologique dérégulée.
Effet bénéfique d’une réponse inflammatoire régulée au cours de la grossesse précoce
Une réponse inflammatoire contrôlée est essentielle à l’implantation embryonnaire. Les données actuelles prouvent indiscutablement le rôle vital que joue l’environnement pro-inflammatoire dans le maintien d’une grossesse saine du début à la fm [33] en influençant les fonctions du trophoblaste [34] et en modulant les systèmes immun et endocrinien [35]. La période péri-implantatoire est caractérisée par la présence d’un environnement très varié en cytokines [36, 37], comme IL-l , IL-6, IL-8, IL-lO, IL-Il , IL-15 et IFNy. Toutefois et contrairement aux divers rôles qu’on leur a proposés, la majorité de ces cytokines est de nature pro-inflammatoire [38, 39]. Grâce à la présence de ces facteurs, l’environnement déci dual peut alors soutenir la placentation via une autodestruction du stroma par le processus inflammatoire [40]. Schwartz et collaborateurs ont démontré que le processus d’invasion du tissu endométrial décidualisé par le trophoblaste ressemble beaucoup à une blessure ou un trauma mécanique qui nécessite une forte réponse inflammatoire pour guérir [41].
En s’ implantant, l’embryon doit endommager le tissu de l’endomètre et remplacer l’endothélium et le muscle lisse vasculaire des vaisseaux sanguins maternels pour garantir un approvisionnement en sang adéquat. Toutes ces activités créent une « inflammation aiguë» [42], qui correspond à la première réponse de l’ organisme lors des dommages aux tissus en présence de pathogènes et qui se caractérise par la production de nombreux médiateurs inflammatoires, ainsi que le mouvement accru de plasma et le recrutement des leucocytes du sang vers les tissus inflammés [42]. Un environnement inflammatoire est donc nécessaire pour garantir la réparation adéquate de l’épithélium utérin et l’élimination des débris cellulaires. En fait, l’ancienne école de pensée défmissait une grossesse normale et continue comme un état Th2 purement anti-inflammatoire où la production de cytokines inflammatoires est supprimée [43]. Cependant, les tissus placentaires et déciduaux d’une grossesse normale expriment les deux polarisations de cytokines, pro et anti-inflammatoires dépendamment du stade de grossesse [44, 45].
Le premier trimestre est caractérisé par une forte montée pro-inflammatoire [46] qui s’atténue au cours du deuxième afin de permettre la croissance du foetus puis enfm reprendre brutalement au troisième trimestre pour préparer le placenta à l’accouchement (Figure 1.3). Cette réponse inflammatoire du début de grossesse a bien prouvé son importance puisque plusieurs études ont démontré que sa suppression entraîne inévitablement la perte précoce de l’embryon [47]. Les études en immunologie de la reproduction des dernières années ont d’ailleurs souligné l’importance vitale des cellules inflammatoires sur le site de l’implantation. Par exemple, le rôle des cellules uNK dans l’ initiation du remodelage des artères spiralées souligne leur importance dans la grossesse précoce humaine [48]. Bien qu’elles puissent devenir un obstacle majeur à la survie de la semi-allogreffe foetale, leur activation est pourtant essentielle puisqu’elles secrètent des facteurs angiogéniques bénéfiques pour l’embryon en développement tels le VEGF et le PGF (placental growth factor) [48]. Un déficit de leur activation est souvent associé à des désordres de grossesse, dont la restriction de croissance intra-utérine [49].
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Table des matières
REMERCIEMENTS
RESUME
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ABRÉVIATIONS, SIGLES ET ACRONYMES
CHAPITRE REVUE DES CONNAISSANCES
1.1 Mise en contexte de la problématique de l’étude
1.2 L’implantation embryonnaire
1.3 L’inflammation utérine et gestationnelle
1.3.1 La réponse inflammatoire en début de grossesse/gestation
1.3.2 Effet bénéfique d’une réponse inflammatoire régulée au cours de la grossesse précoce
1.3.3 Effet abortif de cellules et médiateurs pro-inflammatoires durant la grossesse précoce
1.4 Molécules immuno-régulatrices sur le site de l’implantation.
1.4.1 L’IL-lO, une cytokine compatible avec la grossesse
1.4.2 Le facteur inhibiteur de leucémie (LIF) essentiel au succès de la gestation
1.4.3 Les trophoblastes sont au centre de la communication entre l’embryon et les macrophages
1.5 Hypothèse de travail et objectifs.
1.6 Les cellules BeWos comme modèle cellulaire
CHAPITRE II THE ACTIVATING EFFECT OF IFNy ON MONOCYTESIMACROPHAGES IS REGULATED DY THE LIF-TROPHODLAST ILIO AXIS THROUGH STATI INHIBITION AND STAT ACTIVATION
Abstract
Introduction
Material and Methods
Reagents and chemicals
Isolation and purification of term villous cytotropho blasts
Villous cytotrophoblast-like BeWo cell differentiation
Trophoblast conditioned media collection
Monocyte and macrophage differentiation
Migratory/chemotactic assay
Motility assay
Cell viability/proliferation assays
Protein immunodetection__
RNA isolation and RT-PCR analyses
Surface antigen expression analysis
ILI0 neutralization assays
Statistical analyses
Results
Villous cytotrophoblast-derived factors repress Statl activation but inversely sustain Stat3 activation in IFNy-activated M~s
Villous cytotrophoblast-derived ILI0 sustain Stat3 activation in M~s
Syncytiotrophoblast-derived factors affect cell proliferation but enhance the migratory response oflFNy-activated monocytes/M~s
IFNy-induced Statl activation mediated M~ motility inhibition
Syncytiotrophoblast-derived factors modulate M~ pro-inflammatory markers
expressIon
Syncytiotrophoblast-derived IL 10 regulates pro-inflammatory M~ function
Exogenous ILlO regulates cell motility in IFNy-activated M~s.
Discussion
Acknowledgments
References
Figures and Legends
CHAPITRE III DISCUSSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BmLIOGRAPIDQUES
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