Impact d'une exposition aux nanoparticules sur les fonctions des cellules présentatrices d'antigènes

Les nanoparticules (NP) ont ete introduites en medecine pour developper des medicaments intelligents ou des agents d'imagerie. En raison de leur petite taille (<200 nm), les NP permettent la mise en place de therapies ciblees, augmentent la diffusion et l’efficacite des drogues, tout en facilitant les modes d’administration et en diminuant les couts de sante publique. Malgre les promesses que presentent les NP pour la medecine, les risques potentiels pour la sante humaine associes a une exposition aux NP restent mal documentes ; en particulier en ce qui concerne leurs effets sur le systeme immunitaire. Les cellules presentatrices d’antigene (CPA) (comprenant les macrophages et les cellules dendritiques) sont recrutees au site d’inflammation induite par des pathogenes et constituent une ligne de defense majeure pour notre organisme. Les CPA sont dotees d’une activite de phagocytose et endocytose conduisant a une forte internalisation des NP. Ainsi, ces cellules seront parmi les plus affectees par une exposition aux NP et sont un modele experimental pertinent pour l’etude du devenir cellulaire des NP et de leurs effets sur l’hote.Dans cette etude, nous avons etudie si les fonctions de ces cellules pourraient etre modifiees par une exposition aux NP. Comme modeles de NP, nous avons choisi l'or (AuNP) et le gadolinium-polysiloxane (GdSi) utilises comme agent de contraste ou de theranostique, le poly lactic-co-glycolic acid (PLGA) et une nano emulsion lipidique (LNP) developpes comme plateforme de delivrance d’antigenes ou de medicaments. Tout d'abord, en utilisant des microspheres fluorescentes comme sonde, nous avons montre que toutes les NP testees n'alterent pas la capacite de phagocytose de la lignee cellulaire de macrophages J774. Ensuite, l’activation des cellules a ete analysee par cytometrie de flux, basee sur l'expression des marqueurs de surface CD-86 et MHC-II. Nous avons etabli que l'exposition aux NP n'active pas les cellules dendritiques derivees de la moelle osseuse (BMDC). Dans le meme sens, aucune de ces NP n’induit par elle-meme de secretions de cytokines par les BMDC. En outre, l’activation de ces cellules par des activateurs connus, tels que le lipopolysaccharide bacterien (LPS) n'est pas modifiee par les NP. Cependant, l'exposition aux AuNP diminue l'expression des cytokines IL-6, IL-12 et IL-23 par les BMDC activees par LPS. Or, ces cytokines sont impliquees dans la polarisation des lymphocytes T CD4 + vers le phenotype T helper approprie (Th). Nous avons analyse si ces modifications de cytokines pourraient modifier la reponse Th. Dans un modele in vitro de presentation d'antigene, les BMDC ont ete incubes avec un antigene modele (ovalbumine (OVA)) et co-cultives avec des cellules T specifiques de l'OVA. L'exposition aux AuNP a conduit a une augmentation des cytokines specifiques des lymphocytes T: IL-13 (indiquant un deplacement de la balance Th1 / Th2 classique vers Th2) et IL-17 (permettant de diriger les cellules T vers Th17). L'exposition des BMDC aux autres NP de l'etude ne modifie que tres faiblement leurs secretions de cytokines inflammatoires, et n'a donc pas d'impact sur le destin des lymphocytes T apres la presentation de l'antigene.L’ensemble de ces resultats demontrent que GdSi, PLGA et LNP ne modifient pas la phagocytose, l'activation des DC et la presentation antigenique. Cependant, l'exposition aux AuNP modifie les reponses inflammatoires des DC et le devenir des cellules T vers les phenotypes Th2 et Th17. Ces modifications pourraient entraver la physiologie du systeme immunitaire et contribuer aux maladies chroniques ou a l'auto-immunite.