Regulation of Interleukin-1 governs acute intrauterine inflammation to improve gestational and neonatal outcome

La naissance prématurée (NP; naissance avant 37 semaines de gestation) est la cause principale de mortalité et de morbidité néonatale à travers le monde, et les nourrissons survivants sont à risque de déficits fonctionnels à long-terme. La physiopathologie du travail préterme spontané est largement attribuable aux processus inflammatoires intra-utérins indépendamment de l’étiologie, de l’âge gestationnel à l’accouchement, et de la présence d’infection. De façon importante, l’inflammation intra-utérine se propage au fœtus, après quoi le déclencheur initial est amplifié pour causer des dommages aux organes fœtaux, compromettant ainsi l’issue néonatal. De tous les médiateurs pro-inflammatoires, l’interleukine-1 (IL-1) se démarque comme étant un joueur majeur dans la NP et l’inflammation fœtale. Ainsi, de moduler son action durant la gestation pourrait être essentiel afin d’atteindre une meilleure issue néonatale. Dans la présente, nous démontrons que la régulation anténatale de l’IL-1 par le lactate (ou l’acide 3,5-dihydroxybenzoïque [3,5-DHBA]) via le récepteur myométrial anti-inflammatoire GPR81, ainsi qu’un heptapeptide antagoniste non-compétitif du récepteur de l’IL-1 développé dans notre laboratoire et nommé 101.10, préviennent la NP et améliorent la survie néonatale dans des modèles murins de NP induite par l’inflammation intra-utérine ou l’infection systémique. Spécifiquement, nous montrons que l’administration maternelle anténatale de 101.10 prévient le déclenchement prématuré de l’inflammation utérine, choriodéciduale, placentaire, amniotique et fœtale, diminuant ainsi les dommages aux organes fœtaux et les déficits fonctionnels chez la progéniture. Dans ce contexte, 101.10 a démontré une efficacité supérieure à anakinra (Kineret), un antagoniste compétitif du récepteur de l’IL-1, surtout pour prévenir la NP et la mortalité néonatale. De plus, nous démontrons que le 101.10 agit par sélectivité fonctionnelle en inhibant les signaux de transduction activés par l’IL-1, spécifiquement p38, c-Jun N-terminal kinase (JNK), c-jun, et Rho GTPase/ Rho-associated coiled-coil-containing protein kinase (ROCK), tout en préservant désirablement l’activation de IκBα et de nuclear factor-kappa B (NF-κB) induite par l’IL-1. Dans un second ensemble d’expériences, nous découvrons un mécanisme inédit de rétroaction négative intra-utérine par lequel le métabolisme anaérobique sollicité durant la phase de travail utérin actif produit des niveaux élevés de lactate, ce qui en retour active GPR81 dans le myomètre pour diminuer la cascade inflammatoire aigüe induite par IL-1. De façon correspondante, les souris GPR81-/- présentent plus d’inflammation utérine durant le travail et des taux plus élevés de dystocie utérine, alors qu’à l’inverse l’administration de l’agoniste de GPR81 3,5-DHBA diminue la réponse inflammatoire utérine à l’IL-1 et prévient la NP induite par le lipopolysaccharide (LPS, une endotoxine provenant des bactéries gram(-)). En somme, nos données démontrent un rôle majeur de l’IL-1 anténatale à éliciter la NP et les dommages à long-terme aux organes fœtaux, en plus de décrire une approche thérapeutique inédite pour inhiber le récepteur de l’IL-1 avant la naissance tout en préservant les voies de signalisation inflammatoires physiologiquement importantes.

Keyphrases: Naissance prématurée, Travail préterme, Interleukine-1, Inflammation, Morbidité néonatale, Sélectivité fonctionnelle, Lactate, GPR81