Thèse Modulation Lipidique des Cellules Myéloïdes au Cours de l'Arthrose H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Nantes Université École doctorale : École doctorale Biologie Santé Laboratoire de recherche : Regenerative Medicine and Skeleton Direction de la thèse : Jérôme GUICHEUX Date limite de candidature : 2026-05-22T00:00:00 L'arthrose est une maladie articulaire incurable à fort impact socio-économique. Elle est désormais reconnue comme une maladie inflammatoire hétérogène entraînant une atteinte multi-tissulaire d'intensité variable. L'absence de solutions thérapeutiques efficaces malgré les nombreuses molécules testées pourrait s'expliquer, au moins en partie, par une inadéquation entre « le bon médicament » et « le bon patient ». La membrane synoviale présente des altérations majeures dès les phases précoces de la maladie, précédant les dégradations visibles du cartilage. En particulier, la synovite est étroitement corrélée à la sévérité radiographique, à la douleur et à la perte de fonction articulaire. Les cellules myéloïdes, notamment les macrophages et les cellules dendritiques, constituent des acteurs immunitaires clés de la membrane synoviale. Lorsqu'elles sont activées, elles contribuent à l'inflammation synoviale, à la dégradation du cartilage et au remodelage osseux. Par ailleurs, plusieurs études suggèrent que les macrophages infiltrant d'autres tissus articulaires, comme le coussinet adipeux infra-patellaire (infra-patellar fat pad, IFP) du genou, pourraient également influencer les dégradations articulaires. L'IFP et la membrane synoviale formant une unité anatomo-fonctionnelle, le dialogue croisé entre ces tissus reste encore peu caractérisé. Notre équipe a récemment montré que la membrane synoviale arthrosique présente une diversité histopathologique pertinente pour stratifier les patients et orienter le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques (Boutet MA et al., Osteoarthritis Cartilage , 2024 ; Gaigeard N, Cardon A, Guiho R et al., BiorXiv , 2026). Ces histopathotypes synoviaux sont associés à des signatures transcriptomiques spécifiques. Nos analyses haut débit ont notamment identifié un histopathotype, appelé « diffuse-myéloïde » (DM), caractérisé par l'expression de gènes impliqués dans l'angiogenèse, ainsi que dans la régulation et la différenciation adipocytaire, et par une surexpression de cibles moléculaires liées au métabolisme lipidique. Les tissus synoviaux présentant un pathotype DM étant marqués par une infiltration prédominante de cellules myéloïdes aux phénotypes variés, il apparaît essentiel d'explorer comment les fonctions régulatrices ou pathogéniques de ces cellules sont influencées par leur proximité avec les adipocytes synoviaux et ceux de l'IFP. Mieux comprendre ces interactions pourrait permettre de préciser leur rôle dans la progression de la maladie chez ce sous-groupe de patients et, à terme, d'identifier de nouvelles approches thérapeutiques ciblées et personnalisées dans l'arthrose. Le projet s'appuiera sur l'expertise et les moyens déjà établis au sein du laboratoire et du groupe StratOA. Le·la doctorant·e sera encadré·e par une équipe multidisciplinaire et bénéficiera d'interactions régulières avec des collaborateurs experts en cytométrie, lipidomique, microscopie vibrationnelle et en développement d'outils de ciblage des cellules myéloïdes. Les moyens techniques disponibles incluent une biocollection de tissus arthrosiques, l'accès à des plateformes technologiques de pointe et des laboratoires équipés pour la cytométrie, la culture cellulaire et les analyses de biologie moléculaire. Le projet bénéficie également d'un soutien financier solide, assuré par le Labex Immune et par Novartis via son programme Dreamer, garantissant la réalisation des différentes phases expérimentales. Nous faisons l'hypothèse que, dans l'arthrose caractérisée par un pathotype synovial DM, les interactions entre les cellules myéloïdes infiltrant la membrane synoviale et les adipocytes présents dans la synoviale et l'IFP modulent les fonctions inflammatoires et métaboliques de ces cellules immunitaires. Ce dialogue tissulaire pourrait contribuer au maintien de l'inflammation synoviale et à la progression de la maladie dans ce sous-groupe spécifique de patients. Ce projet vise à améliorer la compréhension des interactions entre cellules de l'immunité innée et tissu adipeux au sein de l'unité fonctionnelle synoviale-IFP dans l'arthrose. Il permettra :
d'établir une cartographie précise de la diversité des phénotypes de cellules myéloïdes dans les synoviales DM et leurs IFP appariés ; de caractériser les profils lipidomiques des tissus synoviaux et des IFP, incluant l'identification de lipides bioactifs et de métabolites corrélés à la présence de phénotypes myéloïdes spécifiques, afin de définir un modèle in vitro pertinent ; de valider une approche de modulation ciblée capable de restaurer un phénotype myéloïde homéostatique et/ou bénéfique.
À plus long terme, ce projet vise à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques liées aux interactions immuno-métaboliques dans l'arthrose, à affiner la stratification des patients basée sur les pathotypes synoviaux et à favoriser le développement d'approches thérapeutiques personnalisées pour les patients présentant un pathotype DM. Objectif 1 : Décrypter la diversité des phénotypes de cellules myéloïdes dans les tissus synoviaux du pathotype DM et leurs IFP appariés. Ce travail s'appuiera sur nos premiers résultats de caractérisation de la diversité des cellules myéloïdes obtenus par cytométrie spectrale. À partir de la biocollection de tissus arthrosiques développée au laboratoire et en constante extension, le·la doctorant·e aura pour objectif d'étendre ces analyses afin de mieux comprendre le lien entre la diversité cellulaire observée dans la membrane synoviale et celle des IFP appariés, cryopréservés et dissociés. Des marquages multiplex en histologie seront ensuite validés et appliqués aux échantillons FFPE appariés afin de visualiser in situ les populations myéloïdes d'intérêt, d'analyser leur organisation spatiale et d'explorer leurs interactions cellulaires potentielles, notamment avec d'autres cellules immunitaires (lymphocytes T et B) ainsi qu'avec les cellules stromales telles que les fibroblastes, dans les deux tissus. Objectif 2 : Analyser l'impact des lipides sur les fonctions des cellules myéloïdes synoviales et identifier les dérégulations métaboliques associées à l'inflammation articulaire au cours de l'arthrose. Des analyses de profils lipidomiques seront réalisées à partir de la biocollection de membranes synoviales et d'IFP appariés sur la plateforme de spectrométrie de masse M-Shark, afin d'identifier les molécules susceptibles d'influencer les phénotypes des cellules myéloïdes synoviales. Le contenu lipidique total des échantillons sera analysé par une approche lipidomique non ciblée basée sur la spectrométrie de masse. En parallèle, des coupes histologiques de membranes synoviales et d'IFP seront analysées par imagerie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) au laboratoire. Cette approche permettra de caractériser la composition biochimique des tissus en identifiant notamment des signatures lipidiques et des médiateurs métaboliques (par exemple lactate, glycogène) associés au pathotype DM, et de les corréler à la distribution des cellules myéloïdes observée par marquage multiplex. Le·la doctorant·e développera ensuite un modèle in vitro pertinent mimant la situation pathophysiologique. Des monocytes seront différenciés en macrophages et cellules dendritiques en présence des lipides les plus abondamment produits par l'IFP et la synoviale ; la fraction lipidique totale de l'IFP sera également testée dans le protocole de différenciation. Le phénotype des cellules différenciées sera analysé notamment par cytométrie spectrale, Seahorse et Luminex. Objectif 3 : Définir de nouvelles stratégies de modulation des cellules myéloïdes pour les patients arthrosiques du pathotype DM. Grâce aux données préliminaires de scRNA-seq obtenues par l'équipe, ainsi qu'aux résultats générés dans les objectifs précédents par le·la doctorant·e, des lipoplexes chargés en siRNA ou mRNA (développés au laboratoire pour permettre la transfection efficace de macrophages dérivés de monocytes sanguins, en collaboration avec V. Escriou, UTCBS, Paris), seront utilisés afin de moduler l'expression des cibles pathogéniques préalablement identifiées. Cette approche sera évaluée : 1/ dans le modèle in vitro de cellules myéloïdes dérivées en présence de lipides le plus pertinent ; 2/ dans un modèle de culture d'explants synoviaux développé au laboratoire ; 3/ dans un modèle murin pertinent de la maladie validé dans l'équipe.
Ces expérimentations permettront d'évaluer la capacité de cette stratégie à restaurer un phénotype cellulaire homéostatique et/ou bénéfique.