Thèse Immunométabolisme des Macrophages dans la Polyarthrite Rhumatoïde Vers une Correction du Phénotype Inflammatoire par des Métabolites H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Santé et médicaments École doctorale : Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué Laboratoire de recherche : IDMIT - Immunological Diseases, Microbiology and Innovative Therapies Direction de la thèse : Xavier MARIETTE ORCID 0000000242445417 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-30T23:59:59 La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie auto-immune systémique chronique caractérisée par une inflammation synoviale susceptible d'entraîner des lésions irréversibles du cartilage et de l'os. Malgré les traitements de fond conventionnels, les biothérapies et les thérapies ciblées, environ 12 % des patients présentent une PR difficile à traiter, soulignant la nécessité d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.
Les monocytes recrutés dans la synoviale se différencient en macrophages et contribuent à l'inflammation, à l'activation des fibroblastes synoviaux et à la différenciation ostéoclastique. Leur grande plasticité dépasse la dichotomie classique entre macrophages pro-inflammatoire (M1) et anti-inflammatoire (M2) et s'inscrit dans un continuum d'états fonctionnels déterminés notamment par le microenvironnement et le métabolisme cellulaire. Notre équipe a montré que les macrophages dérivés de monocytes de patients atteints de PR présentent, après différenciation en présence de sérum humain AB (SAB), un défaut intrinsèque d'acquisition d'un phénotype anti-inflammatoire, avec une diminution de CD206 et CD163 et une surexpression du micro-ARN miR-155.
Sur le plan métabolique, les macrophages pro-inflammatoires privilégient la glycolyse aérobie et la voie des pentoses phosphates, et présente un cycle de Krebs interrompu, tandis que les états anti-inflammatoires reposent davantage sur la phosphorylation oxydative, l'oxydation des acides gras et un cycle de Krebs fonctionnel. Nous posons donc l'hypothèse que des altérations immunométaboliques, en partie régulées par miR-155, contribuent au maintien du dysfonctionnement macrophagique dans la PR et que leur modulation pourrait restaurer la différenciation et les fonctions de ces cellules.
Le projet sera conduit à partir d'échantillons sanguins de donneurs sains et de patients atteints de PR, associés aux données démographiques, cliniques et thérapeutiques, et s'articulera autour de trois axes complémentaires.
Le premier axe visera à décrypter l'hétérogénéité des macrophages différenciés en condition SAB. Les données de RNA-seq bulk déjà obtenues seront approfondies afin d'identifier les signatures transcriptionnelles, les voies de signalisation et métaboliques ainsi que les programmes de cycle cellulaire dérégulés. Une analyse transcriptomique unicellulaire par technologie 10X permettra ensuite d'identifier les sous-populations macrophagiques, de relier les signatures bulk aux clusters cellulaires et de définir des marqueurs membranaires pour leur quantification par cytométrie spectrale dans une cohorte élargie. La distribution de ces populations sera analysée en fonction des traitements afin d'identifier celles associées à l'exposition ou à la réponse thérapeutique et d'établir une cartographie prédictive des macrophages dérivés du sang dans la PR.
Le deuxième axe évaluera le rôle fonctionnel de métabolites dérégulés identifiés par métabolomique. Des métabolites candidats seront sélectionnés puis ajoutés au cours de la différenciation en SAB et leur capacité à corriger le phénotype macrophagique sera mesurée par cytométrie conventionnelle et spectrale.
Le troisième axe comparera le métabolisme des monocytes et macrophages des patients PR et sains. La dépendance aux voies énergétiques et la respiration cellulaire seront étudiées par ScENITH et Seahorse. La fonction et l'ultrastructure mitochondriales seront caractérisées par mesure des ROS, du potentiel membranaire mitochondrial, le marquage MitoTracker, la microscopie électronique en transmission et l'imagerie en temps réel. Enfin, la contribution de miR-155 à ces altérations sera déterminée.
Ce travail devrait identifier des sous-populations macrophagiques et des points de contrôle métaboliques propres à la PR, valider des métabolites capables de restaurer un phénotype anti-inflammatoire et faire émerger de nouvelles stratégies thérapeutiques fondées sur la reprogrammation immunométabolique.
La PR est une maladie auto-immune systémique chronique caractérisée par une inflammation persistante de la synoviale pouvant conduire à des lésions irréversibles du cartilage et de l'os. Malgré les progrès thérapeutiques, une proportion de patients présente une maladie difficile à traiter, soulignant la nécessité de mieux comprendre les mécanismes cellulaires impliqués dans la persistance de l'inflammation.
Les monocytes recrutés dans la synoviale se différencient en macrophages et participent à l'inflammation, à l'activation des fibroblastes synoviaux et à l'ostéoclastogenèse. Les données récentes de transcriptomique unicellulaire ont mis en évidence une forte hétérogénéité des macrophages dans la PR, dépassant largement la classification classique M1/M2.
Notre équipe a montré que les macrophages dérivés de monocytes de patients atteints de PR présentent un défaut intrinsèque d'acquisition d'un phénotype anti-inflammatoire après différenciation en présence de sérum humain AB, associé notamment à une diminution de CD206 et CD163 et à une augmentation de l'expression de miR-155.
Le métabolisme cellulaire joue un rôle majeur dans la différenciation et les fonctions des cellules immunitaires. Les états macrophagiques inflammatoires et réparateurs reposent sur des programmes métaboliques distincts, impliquant notamment la glycolyse, la phosphorylation oxydative, le cycle de Krebs et le métabolisme des acides aminés. Des altérations de ces voies sont décrites dans la PR et pourraient contribuer au maintien d'états macrophagiques pathologiques.
Notre hypothèse est donc que des altérations immunométaboliques, en partie régulées par miR-155, participent au dysfonctionnement des macrophages dans la PR.
L'objectif général de ce projet est de mieux comprendre les mécanismes responsables du dysfonctionnement des macrophages dans la PR, en particulier le rôle de leur reprogrammation métabolique.
Le projet vise à :
1. caractériser l'hétérogénéité des macrophages dérivés de monocytes de patients atteints de PR et de donneurs sains après différenciation en présence de sérum humain AB ;
2. identifier les signatures transcriptionnelles et métaboliques associées aux différentes sous-populations macrophagiques ;
3. déterminer le rôle fonctionnel de métabolites dérégulés dans la différenciation et le phénotype des macrophages ;
4. caractériser les altérations des voies énergétiques et de la fonction mitochondriale dans les monocytes et macrophages de patients atteints de PR ;
5. étudier la contribution du micro-ARN miR-155 à ces altérations métaboliques et fonctionnelles.
L'objectif final est d'identifier des mécanismes immunométaboliques participant au maintien du dysfonctionnement macrophagique dans la PR.
démographiques, cliniques et thérapeutiques.
Les monocytes sanguins seront isolés puis différenciés en macrophages en présence de sérum humain AB. Le projet sera organisé selon trois axes complémentaires.
Dans un premier axe, les données de RNA-seq bulk déjà obtenues seront approfondies afin d'identifier les signatures transcriptionnelles, les voies de signalisation, les voies métaboliques et les programmes de cycle cellulaire associés au dysfonctionnement macrophagique. Une analyse transcriptomique unicellulaire par technologie 10X permettra d'identifier les différentes sous-populations macrophagiques. Des marqueurs membranaires représentatifs de ces populations seront ensuite sélectionnés afin de les quantifier par cytométrie spectrale dans une cohorte élargie et d'étudier leur distribution en fonction des caractéristiques cliniques et des traitements des patients.
Dans un deuxième axe, des métabolites dérégulés identifiés par métabolomique seront sélectionnés et ajoutés au cours de la différenciation des macrophages. Leur impact sur la différenciation et le phénotype macrophagique sera étudié par cytométrie conventionnelle et spectrale.
Enfin, le métabolisme des monocytes et macrophages sera comparé entre donneurs sains et patients atteints de PR. La dépendance aux principales voies énergétiques sera étudiée par ScENITH et la respiration cellulaire par Seahorse. La fonction mitochondriale sera évaluée par mesure des ROS, du potentiel membranaire mitochondrial, marquage MitoTracker, imagerie en temps réel et microscopie électronique en transmission. Des approches de modulation de miR-155 permettront d'étudier sa contribution aux altérations observées.

Médecin ou Pharmacien
M2 en Immunology