Soutenance de thèse de BARBON Pierre-Vincent
Titre de thèse
Régulations périphériques et centrales des macrophages cutanés par les neurones sensoriels GINIP
Peripheral and central regulation of skin macrophages by GINIP+ sensory neurons
Résumé de la thèse
La peau constitue la première ligne de défense de notre organisme. L'identification des mécanismes physiologiques régulant son homéostasie constitue un enjeu majeur dans le développement de thérapies innovantes. Parmi ces mécanismes, nous avons mis en évidence dans une première publication, une nouvelle voie neuroimmune, impliquant des neurones sensoriels GINIP+ innervant la peau et produisant la neurokine TAFA4, capable de promouvoir les fonctions réparatrices des macrophages (MΦ) du derme suite à une inflammation cutanée induite aux rayons UV.
Cependant, la fonction seule anti-inflammatoire de TAFA4 ne permet pas d'expliquer entièrement la sévérité de l'inflammation cutanée observée après UV en absence de neurones GINIP+. Les travaux de recherche menés dans le cadre cette thèse ont été conduit dans l'optique d'identifier et de caractériser les autres mécanismes anti-inflammatoire complémentaires de ces neurones sensoriels.
Dans ce cadre mené nous avons mis en évidence, qu'en parallèle de l'activation des voies centrales de la douleur, les neurones sensoriels GINIP+ sont aussi cruciaux pour la stimulation de l'axe cérébrale du stress, dite voie hypothalamo-pituitaire-adrénale (HPA). Nous avons montré que cette activation entraîne la libération endogène de Glucocorticoïdes (GC) dans le sang durant les premiers jours suivant la lésion cutanée. Par des approches d'injection stéréotactique et de rétrotrçage neuronaux à l'aide d'AAV, nous avons pu cartographier les circuits neuronaux menant à l'activation de l'hypothalamus après UV et montré un relais synaptique clé situé au niveau des noyaux parabrachiaux
Des approches pharmacologiques, nous on ensuite permis de révélé un rôle majeur d'orchestration de la cicatrisation par les GC, qui régulent notamment l'infltration des neutrophiles et monocytes / MΦ dans la peau. La déplétion génétique conditionelle du récepteur au cortioides (GR1) dans ces différents subsets immunitaire via l'utilisation de différents modèles Cre/Lox a montré un rôle clé des GC endogènes agissant par l'intermediaire des MΦ dérivés des monocytes. L'analyse transcriptomique en cellule unique de ces MΦ déplété ou non pour le GR1 a démontré la nécessité du signal GC pour la protection de l'intégrité vasculaire et l'élimination des neutrophiles inflammatoires mourants.
Ce travail de thèse montre donc qu'en parallèle de leur action locale médiée par le relargage de TAFA4, les neurones sensoriels GINIP+ orchestrent aussi de manière complémentaire une réponse anti-inflammatoire et pro-reparative systémique en sollicitant la libération de GC.
Thesis resume
The skin constitutes the first line of defense of the organism. Identifying the physiological mechanisms that regulate skin homeostasis represents a major challenge for the development of innovative therapies. Among these mechanisms, we have previously reported a novel neuroimmune pathway involving GINIP⁺ sensory neurons, that are innervating the skin and produce the neurokine TAFA4. This pathway promotes the reparative functions of dermal macrophages (MΦ) following UV-induced cutaneous inflammation.
However, the anti-inflammatory function of TAFA4 alone is not sufficient to fully recapitulate the severity of skin inflammation observed after UV exposure in the absence of GINIP⁺ neurons. The research conducted during this PhD aimed to identify and characterize additional complementary anti-inflammatory mechanisms mediated by these sensory neurons.
In this context, we demonstrated that, in parallel with the activation of central pain pathways, GINIP⁺ sensory neurons are also crucial for stimulating the brain stress axis, known as the hypothalamic–pituitary–adrenal (HPA) axis. We showed that this activation leads to the endogenous release of glucocorticoids (GCs) into the bloodstream during the first days following cutaneous injury. Using a combination of stereotactic injections and neuronal retrotracing approaches with AAV vectors, we mapped the neuronal circuits leading to hypothalamic activation after UV exposure and identified a key synaptic relay at the level of the parabrachial nuclei.
Pharmacological approaches subsequently revealed a major role for GCs in orchestrating wound healing, notably through the regulation of neutrophil and monocyte/macrophage infiltration into the skin. Conditional genetic depletion of the glucocorticoid receptor (GR1) in these different immune cell subsets, using multiple Cre/Lox models, demonstrated a critical role for endogenous GCs acting through monocyte-derived macrophages. Single-cell transcriptomic analysis of macrophages depleted or not for GR1 showed that GC signaling is required to preserve vascular integrity and to promote the clearance of dying inflammatory neutrophils.
Altogether, this thesei demonstrates that, in parallel to their local action mediated by TAFA4 release, GINIP⁺ sensory neurons also orchestrate a complementary systemic anti-inflammatory and pro-reparative response by triggering glucocorticoid release.