Influence des hormones sexuelles sur le développement et la fonction du système immunitaire : exploration du thymus à la peau.

L’objectif général de ce projet est de comprendre comment les hormones sexuelles modulent les réponses immunitaires à travers les interactions entre les organes centraux et périphériques, en se concentrant sur le thymus et la peau. Les réponses immunitaires diffèrent souvent entre les femelles et les mâles : les femmes développent généralement des réponses immunitaires plus fortes, ce qui se traduit par une incidence plus élevée de maladies auto-immunes, tandis que les hommes sont plus sensibles à certaines infections et à certains cancers. Cependant, les mécanismes sous-jacents à ces différences restent mal définis, notamment en ce qui concerne les contributions relatives des hormones sexuelles et des chromosomes sexuels, ainsi que le ou les moments critiques au cours du développement à partir duquel ces différences apparaissent. Ce projet poursuivra trois objectifs principaux : 1. Définir le rôle des androgènes et des oestrogènes dans la régulation du fonctionnement du thymus et des réponses immunitaires cutanées avant et après la puberté, à la suite d’une colonisation cutanée avec un microoganisme commensal, d’une infection ou d’une vaccination. 2. Évaluer la contribution du thymus à l’établissement des différences immunitaires liées au sexe dans les tissus périphériques (e.g. la peau). 3. Tester la plasticité du dimorphisme sexuel immunitaire par des interventions hormonales locales et systémiques afin de déterminer si ces différences peuvent être reprogrammées. En intégrant des approches développementales, endocriniennes et immunologiques, ce projet fournira un cadre mécanistique reliant la programmation immunitaire centrale dans le thymus à l’immunité fonctionnelle dans la peau. Il permettra d’identifier les fenêtres critiques du développement au cours desquelles les hormones influencent le système immunitaire, et de déterminer si les différences immunitaires entre les sexes sont fixes ou peuvent être modulées plus tard dans la vie. Les résultats attendus incluent le changement conceptuel d’une vision statique du dimorphisme sexuel immunitaire à une compréhension de celui-ci comme un processus dynamique et régulé par les hormones. Ces connaissances contribueront à une compréhension plus globale de la régulation immunitaire et orienteront le développment futur de stratégies thérapeutiques et vaccinales plus sûres, plus efficaces et tenant compte du sexe biologique.

Ce projet générera des connaissances fondamentales sur la manière dont les hormones sexuelles façonnent la fonction immunitaire, en se concentrant sur les interactions entre le thymus et la peau. Comprendre comment l’environnement hormonal influence le développement et le fonctionnement du système immunitaire est essentiel pour expliquer pourquoi les femmes et les hommes diffèrent dans leur susceptibilité aux infections, aux maladies auto-immunes et à certains cancers et identifier les mécanismes sous-jacents. En identifiant quand et où les hormones sexuelles agissent sur le système immunitaire, ce projet permettra de déterminer les fenêtres critiques du développement au cours desquelles le dimorphisme sexuel immunitaire s’établit. Il mettra en évidence si les signaux hormonaux agissent principalement via des mécanismes centraux (dans le thymus) ou par une régulation locale au niveau des tissus barrières tels que la peau. De plus, en testant les effets d’interventions hormonales, ce projet évaluera si les différences immunitaires entre les sexes sont réversibles, une question clé tant pour la biologie fondamentale que la médecine clinique. Les bénefices scientifiques attendus sont multiples : – définition des mécanisques permettant la traduction des signaux endocriniens en programmes immunitaires aux niveaux central et périphérique ; – identification de la façon dont la puberté et les transitions hormonales déterminent l’identité immunitaire à long terme ; – évolution de la vision du dimorphisme sexuel immunitaire, considéré non plus comme un trait fixe, mais comme un état dynamique régulé par les hormones. Ce projet aura également des retombées biomédicales majeures en améliorant la compréhension des différences entre les sexes face aux maladies auto-immunes, aux infections et à certains cancers. Il fournira aussi des bases scientifiques essentielles pour un usage plus sûr et efficaces des traitements hormonaux dans divers contextes médicaux, tels que la ménopause, la contraception, les troubles endocriniens ou les thérapies hormonales d’affirmation de genre. À long terme, il contribuera à promouvoir une approche plus inclusive et fondée sur des données objectives de la santé immunitaire contribuant à réduire les biais dans la recherche biomédicale et à favoriser des stratégies thérapeutiques plus personnalisées et équitables pour les deux sexes.

– Ablation des ovaires : femelles anesthésiées, 10-20 min. – Ablation des testicules : mâles anesthésiées, 5-15 min. – Ablation du thymus : souris anesthésiées, 25-35 min. – Transplantation sous-capsulaire rénale d’un lobe thymique : souris anesthésiées, 25-35 min. – Greffe de peau : souris anesthésiées, 25-35 min. – Implantation sous-cutanée d’un granulé hormonal : souris anesthésiées, 5-10 min. – Injections : . sous-cutanée préopératoire de buprémorphine ou métacam : souris vigiles, quelques secondes. . intrapéritonéale de fentanyl/diazepan/médétomidine avant thymectomie ou transplantation thymique : souris vigilesl, quelques secondes. . sous-cutanée d’atipamézole ou flumazénil après thymectomie/transplantation thymique : souris anesthésiées, quelques secondes. . sous-cutanée de lidocaïne avant incision : souris anesthésiées, quelques secondes. . sous-cutanée post-opératoire de buprémorphine : souris vigiles, quelques secondes, renouvelable toutes les 8-12 hours pendant 24h si nécessaire. . intraveineuse unique de précurseurs thymiques : souris anesthésiées, quelques secondes. . intrapéritonéale de busulfan : souris vigiles, quelques secondes, jusqu’à 4 injections espacées de 24 heures. . intraveineuse unique de cellules de la moelle osseuse : souris anesthésiées, quelques secondes. . intrapéritonéale d’hormones sexuelles : souris vigiles, quelques secondes, répétée au minimum tous les 4 jours pendant 8 semaines maximum. . sous-cutanée unique d’hormones sexuelles ou d’inhibiteurs hormonaux : souris vigiles, quelques secondes. – Application topique cutanée . d’hormones sexuelles ou d’inhibiteurs hormonaux : souris vigiles, 1-2 min, quotidienne pendant 3 semaines maximum. . incluant les pavillons auriculaires d’une culture de micro-organismes : souris vigiles, 1-2 min, jusqu’à 4 applications espacées de 48 heures maximum. – Injection intradermique unique avec un micro-organisme : souris anesthésiées, quelques secondes. – Exposition cutanée unique avec un micro-organisme après rupture de la barrière cutanée (scarification ou tape stripping) : souris anesthésiées, 1 min. – Injection intradermique unique d’un vaccin : souris anesthésiées, quelques secondes. – Prélèvement sanguin : . au sinus sous-mandibulaire ou à la veine caudale latérale : souris vigiles, quelques secondes, au maximum 1 fois par semaine pendant 11 semaines maximum. . terminal au sinus sous-mandibulaire : souris anesthésiées.

Ce projet sera attentif aux 5 libertés individuelles de l’animal. Cependant, certaines procédures décrites dans ce projet peuvent induire divers effets indésirables, dont l’intensité et la durée dépendent de la nature de l’intervention. De manière générale, les effets les plus fréquemment observés sont la douleur postopératoire, l’inflammation locale, une détresse transitoire liée à la manipulation ou la contention, ainsi que des altérations temporaires de la mobilité, des comportements exploratoires et des comportements liés à la prise alimentaire et au toilettage. Ces effets sont habituellement de courte durée et compatibles avec un rétablissement complet en quelques jours. Les procédures chirurgicales listées dans ce projet (ablation des testicules, des ovaires, du thymus, transplantation sous-capsulaire rénale d’un lobe du thymus, greffe de peau; pose d’implants sous-cutanée) peuvent entraîner une douleur post-opératoire aigüe et une inflammation locale au niveau du site opératoire ; un inconfort fonctionnel temporaire ou une réduction de la mobilité souvent associés à une diminution transitoire de l’activité, du toilettage ou de la prise alimentaire ; une fatigue passagère particulièrement marquée après l’ablation du thymus, éventuellement aussi associée à un ralentissement ou une légère difficulté respiratoire durant les premières 24 à 48 heures. La phase de récupération post-opératoire s’étend en général sur 3 à 7 jours, période durant laquelle une légère perte de poids ou une diminution des interactions sociales peuvent également être observées. Les traitements hormonaux locaux (application topique) ou systémiques (injection ou implants sous-cutanés) peuvent entraîner un changement de l’aspect du pelage ainsi que des modifications progressives du comportement (irritabilité accrue), du niveau d’activité (légère léthargie) ou de la prise alimentaire avec pour conséquence des variations du poids corporel. Ces effets sont généralement réversibles dans un délai d’environ 7 jours après l’initiation ou l’arrêt du traitement.

Toutes les procédures expérimentales nécessitent l’analyse des cellules immunitaires présentes dans diffréents organes. La seule façon d’effectuer ces analyses est de mettre les animaux à mort à la fin de chaque expérience.

La souris est un modèle de choix pour étudier la modulation du fonctionnement du thymus et des réponses immunitaires cutanées par les hormones sexuelles, en raison de sa pertinence scientifique et de son utilisation largement répandue dans les domaines de l’immunologie et de l’endocrinologie. Les systèmes immunitaire et endrocrinien chez la souris sont bien caractérisés et présentent de nombreuses similitudes avec ceux de l’être humain. De plus, une large gamme de lignées de souris génétiquement modifiées est disponible, permettant d’examiner spécifiquement le rôle des hormones sexuelles dans le fonctionnement du thymus et des cellules immunitaires. La petite taille des souris facilite également la constitution de cohortes expérimentales de taille appropriée tout en limitant l’impact sur le bien-être animal, comparativement à des espèces de plus grande taille. Les souris seront utilisées à deux stades de développement : prépubère (3-5 semaines) et jeune adulte (7-10 semaines). Le stade prépubère est essentiel pour étudier l’influence des hormones sexuelles sur le développement thymique et sur l’établissement du dimorphisme immunitaire entre femelles et mâles à la puberté. Le stade adulte est nécessaire pour déterminer comment un environnement hormonal déjà établi et l’involution thymique affectent l’immunité cutanée et la plasticité du système immunitaire. L’utilisation de ces deux fenêtres développementales nous permettra de comprendre comment les programmes immunitaires spécifiques au sexe se mettent en place et s’il est possible de les modifier ultérieurement au cours de la vie.