Voici la traduction française du rapport académique, en conservant le formatage Markdown original :

Effet protecteur des cellules souches mésenchymateuses surexprimant CCR5 contre l’uvéite auto-immune expérimentale

Contexte

L’uvéite est une maladie inflammatoire oculaire qui menace gravement la vision et peut entraîner des séquelles telles que la cataracte, le glaucome, l’opacification du vitré, le décollement de la rétine et des anomalies vasculaires rétiniennes. Cette maladie est répandue dans le monde entier, dont une forme est l’uvéite auto-immune (Autoimmune Uveitis, AU), qui est la quatrième cause de perte de vision sévère dans les pays industrialisés. Cette maladie agit par divers mécanismes pathologiques et présente de multiples caractéristiques dans différentes pathologies.

Pour mieux comprendre les mécanismes pathogènes de l’uvéite, les chercheurs ont longtemps utilisé des modèles animaux d’uvéite auto-immune expérimentale (Experimental Autoimmune Uveitis, EAU) pour étudier cette maladie. Depuis 1988, les chercheurs induisent l’EAU par la protéine de liaison au rétinol interphotorecepteur (Interphotoreceptor Retinoid-Binding Protein, IRBP), ce modèle présentant de nombreuses similitudes pathologiques avec l’uvéite humaine et étant largement utilisé pour étudier les influences génétiques, révéler les mécanismes pathogènes et tester des traitements potentiels. Cependant, ni l’EAU ni d’autres modèles animaux ne peuvent reproduire complètement toutes les caractéristiques de l’uvéite humaine.

Source de l’étude

Cette étude a été publiée dans le Journal of Neuroinflammation, intitulée “CCR5-overexpressing mesenchymal stem cells protect against experimental autoimmune uveitis: insights from single-cell transcriptome analysis”, écrite par Yuan et al. en 2024, les auteurs provenant principalement du Centre ophtalmologique Zhongshan et de l’École de médecine Zhongshan de l’Université Sun Yat-sen.

Contenu de l’étude

Processus de recherche

Cette étude a utilisé le séquençage d’ARN unicellulaire (scRNA-seq) et le séquençage d’ARN global (RNA-seq), combinés à diverses méthodes moléculaires et cellulaires, pour mener une étude détaillée sur le modèle classique d’EAU chez la souris. Le processus de recherche comprend les étapes suivantes :

1. Établissement du modèle EAU chez la souris :

   • Immunisation de souris C57BL/6 avec le peptide 651-670 de l’IRBP humain, suivie d’une immunosuppression pendant 15 jours pour assurer l’induction réussie de l’uvéite.
   • Évaluation de l’état de la maladie chez les souris par imagerie du fond d’œil, angiographie par fluorescence (FFA) et tomographie par cohérence optique (OCT).

2. Analyse du transcriptome unicellulaire :

   • Collecte de tissus rétiniens 14 jours après l’induction de la maladie pour le séquençage du transcriptome unicellulaire (scRNA-seq). Utilisation de la plateforme 10x Genomics pour obtenir des données transcriptomiques de 20448 cellules individuelles.
   • Analyse par clustering des différents types cellulaires et identification des principaux groupes cellulaires dans la rétine, y compris les cellules microgliales, les monocytes/macrophages, les cellules T/NK, divers neurones rétiniens et les cellules endothéliales.

3. Analyse du transcriptome global :

   • Utilisation de la technologie RNA-seq pour analyser l’expression génique globale de la rétine. Évaluation des changements d’expression génique par analyse d’ontologie génique (GO) et analyse d’enrichissement des ensembles de gènes (GSEA).

4. Étude du rôle des cellules gliales de Müller :

   • Découverte que les cellules de Müller pourraient jouer un rôle de cellules présentatrices d’antigènes (CPA) dans le processus EAU.
   • Analyse de clustering plus approfondie des cellules de Müller, révélant les profils d’expression génique de leurs différents sous-groupes.

5. Analyse de l’infiltration des cellules immunitaires :

   • Analyse approfondie des cellules immunitaires dans la rétine des souris EAU, y compris l’infiltration de divers sous-types de cellules T, ainsi que l’analyse de la signalisation intercellulaire.

6. Test de migration et d’efficacité des MSC surexprimant CCR5 :

   • Préparation de cellules souches mésenchymateuses (MSC) humaines surexprimant CCR5, évaluation de leur capacité de chimiotaxie envers CCL5 in vitro et in vivo.
   • Transplantation de MSC chez des souris EAU, évaluation de leur effet thérapeutique, en particulier sur l’activation des cellules microgliales de type M1, l’infiltration des cellules T et des macrophages.

Résultats de l’étude

1. Infiltration de divers types de cellules immunitaires dans la rétine des souris EAU :

   • L’imagerie du fond d’œil a montré qu’avec la progression de la maladie, la rétine des souris présentait des fuites vasculaires significatives, un désordre structurel rétinien et une infiltration massive de leucocytes CD45+ et de cellules myéloïdes CD11b+.

2. Diminution des neurones rétiniens :

   • L’analyse du transcriptome unicellulaire a révélé une diminution significative du nombre de neurones rétiniens, spécifiquement une réduction des cellules bipolaires, des cônes et des cellules horizontales.
   • L’analyse du transcriptome global a montré une régulation négative de l’expression des gènes marqueurs pour tous les types de neurones dans la rétine EAU.

3. Activation et fonction de présentation d’antigènes des cellules gliales de Müller :

   • Découverte que pendant le processus EAU, les cellules de Müller expriment des gènes du complexe majeur d’histocompatibilité de classe II (CMH II) et présentent une expression de la protéine CMH II, suggérant que les cellules de Müller pourraient agir comme cellules présentatrices d’antigènes non professionnelles.

4. Diversité des cellules T dans la rétine :

   • Les cellules T infiltrées dans la rétine étaient principalement des cellules Th1, représentant 19,83% de toutes les cellules immunitaires.

5. Régulation positive significative de l’expression de CCL5 :

   • L’expression du gène CCL5 était la plus significative dans la rétine EAU, atteignant 2500 fois le niveau du groupe témoin.

6. Migration et efficacité des MSC surexprimant CCR5 :

   • Les expériences in vitro ont confirmé que les MSC surexprimant CCR5 présentaient une capacité de chimiotaxie significative sous l’action de CCL5.
   • Les expériences in vivo ont montré que dans la rétine des souris transplantées avec des MSC surexprimant CCR5, il y avait une réduction très significative du nombre de cellules microgliales activées et de cellules T et macrophages infiltrés. De plus, par rapport au groupe témoin, le groupe transplanté a montré des lésions structurelles rétiniennes moins importantes et des scores d’inflammation plus faibles.

7. Régulation négative des gènes liés à l’inflammasome NLRP3 :

   • L’expression de NLRP3 et d’IL-1β était significativement régulée à la baisse dans la rétine du groupe traité par MSC.

Conclusions de l’étude

Cette étude révèle les dommages étendus causés par l’EAU aux cellules rétiniennes, met en évidence le rôle potentiel des cellules de Müller dans la présentation d’antigènes dans l’EAU, et identifie les cellules Th1 comme le principal type cellulaire infiltrant. Grâce à la régulation positive marquée de CCL5 dans la rétine, cette étude propose et valide une stratégie de traitement de l’EAU par transplantation de MSC surexprimant CCR5, améliorant significativement la capacité de chimiotaxie et l’effet thérapeutique des MSC. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour le traitement de l’EAU par MSC, avec un potentiel d’application clinique.

Points forts de l’étude

• Technique innovante d’analyse du transcriptome unicellulaire : Première utilisation de la technologie scRNA-seq pour analyser de manière exhaustive le modèle classique d’EAU induit par IRBP.
• Validation expérimentale des MSC surexprimant CCR5 : La surexpression de CCR5 a significativement amélioré la capacité de migration des MSC dans la rétine et leur effet thérapeutique, cette stratégie innovante pourrait élargir les perspectives d’application des MSC dans le traitement des maladies auto-immunes.
• Analyse approfondie de l’environnement immunitaire rétinien : Révélation des changements complexes des types cellulaires rétiniens et des cellules immunitaires, fournissant un support de données important pour comprendre les mécanismes pathogènes de l’EAU.

Matériels et méthodes

Les souris utilisées dans l’étude ont été élevées dans des conditions conformes aux normes éthiques, utilisant des souris C57BL/6 pour l’induction du modèle EAU, et employant diverses techniques d’imagerie et de biologie moléculaire pour la détection et l’analyse. De plus, l’étude a utilisé des méthodes telles que l’analyse des données protéomiques fx, la PCR quantitative en temps réel, etc., pour vérifier les résultats expérimentaux sur la capacité de migration et l’expression de l’inflammasome.

Discussion

Cette étude a utilisé les technologies de séquençage du transcriptome unicellulaire et global pour analyser en détail la composition cellulaire et les changements d’expression génique dans la rétine du modèle EAU. Elle a en outre exploré la fonction potentielle de présentation d’antigènes des cellules de Müller à l’état activé, et a démontré, par des expériences de transplantation de MSC surexprimant CCR5, l’effet significatif de cette stratégie dans l’amélioration des manifestations cliniques de l’EAU.

Les recherches futures pourraient optimiser davantage les méthodes spécifiques de transplantation de MSC, telles que les méthodes de modification des MSC, le moment optimal de transplantation, le nombre de cellules injectées et la fréquence de transplantation, afin de fournir une base plus complète pour l’application clinique.