Etude du lien entre perturbations du microbiote et l’arthrite inflammatoire.

Les rhumatismes inflammatoires correspondent à une inflammation articulaire, appelée arthrite, dans le cadre de maladies générales de l’organisme avec un risque de handicap et une baisse de la qualité de vie. Les mécanismes aboutissant aux rhumatismes inflammatoires restent mal connus. Le corps humain est l’hôte d’une communauté microbienne, dont la plus importante est le microbiote qui réside dans les intestins. Les micro-organismes présents sont capables d’interagir avec différentes cellules immunitaires, qui agissent comme des sentinelles. Des études antérieures ont montré que les traitements antibiotiques étaient associés au développement de l’arthrite chez les enfants. Néanmoins, la méthodologie de ces études ne permet pas d’établir un lien causal, et les mécanismes par lesquels ces médicaments influencent la physiopathologie de l’arthrite restent inexplorés. D’autres études ont observé que la translocation de fragments de bactéries, présentes dans l’intestin, vers le système sanguin de l’organisme était augmentée chez les souris arthritiques. Un plus grand nombre de fragments de bactéries ont également été retrouvés dans le sang de patients atteints d’arthrite. Sachant que l’un des mécanismes d’action des traitements antibiotiques est la destruction des bactéries de l’intestin, cela provoque une augmentation de fragments bactériens dans l’intestin. Nous formulons alors l’hypothèse que le traitement antibiotique peut être responsable d’une augmentation significative de fragments bactériens libres capables de pénétrer dans l’organisme et d’augmenter la sévérité de l’arthrite. Ainsi, dans cette étude, nous étudierons le rôle des antibiotiques dans la physiopathologie de l’arthrite. L’exploration complexe du lien entre le tube digestif et l’arthrite inflammatoire nécessite d’être réalisée sur des animaux puisqu’à ce jour aucun système cellulaire in vitro ne permet de reproduire ces interactions complexes. Nous utiliserons un modèle murin transgénique qui développe spontanément une arthrite ressemblant à l’arthrite humaine. Seront étudiés les effets de différents types d’antibiotiques sur la translocation de fragments de bactéries, l’activation immunitaire et le développement de l’arthrite.

Ce projet permettra d’établir un lien mécanistique entre le traitement antibiotique à un jeune âge et le développement ultérieur d’une arthrite inflammatoire. Les résultats pourraient influencer l’utilisation des antibiotiques chez les enfants, et éventuellement guider le choix des molécules à utiliser dans les populations à risque de développer une arthrite.

L’urine sera collectée une fois par semaine chez les mères (enceintes et allaitantes) et les nouveau-nés après le sevrage, soit après contention avec la main du manipulateur et placement d’un tube collecteur au niveau de l’urètre ; soit en isolant la souris quelques instants dans une cage séparée pour une courte durée si nécessaire (moins de 30 minutes), l’urine présente dans la cage sera alors aspirée à l’aide d’une pipette. Afin de mieux comprendre l’effet des antibiotiques sur la perméabilité intestinale, nous réaliserons, une fois par semaine (S5-S10), le gavage de deux sucres, suivi d’une collecte d’urine de 24h. Les souris ne seront pas endormies pour la réalisation di gavage. La récolte des urines pour cette analyse sera fait à l’aide des cages métaboliques, des unités de détention délimitées de tous côtés, avec des surfaces partiellement grillagées ou non perforées pour les animaux de laboratoire qui permettent de recueillir les excréments et l’urine. Une fois par semaine, les selles sont récoltés en isolant les souris quelques instants dans une cage séparée (moins de 30 minutes). Des échantillons de sang sont prélevés sur la mandibule (sous-maxillaire) une fois par semaine. Il s’agit de piquer, à l’aide d’une aiguille fine, une zone de la joue de la souris connue pour avoir une veine facilement accessible. Cela permet de récupérer facilement 2 à 3 gouttes de sang, avec une cicatrisation rapide et un traumatisme limité pour la souris. La souris pourra être endormie à l’aide d’un anesthésique gazeux, afin de réduire le stress et l’inconfort de la procédure. Conformément aux recommandations actuelles, le volume prélevé sera inférieur à 7,5 % du volume sanguin total de l’animal. Le lait maternel peut être prélevé pour l’analyse post-traitement (S2), conformément aux procédures existantes dans la littérature. Les souris seront endormies comme décrit ci-dessus et placées sur le dos afin d’avoir accès à leur estomac et à leurs mamelles. Les souris peuvent être endormies à l’isoflurane (anesthésie gazeuse) si la procédure est inconfortable pour elles. Les mamelles seront massées pour stimuler la sortie du lait, qui sera récupéré à l’aide d’une pipette. Seule la moitié des mamelles sont utilisées, afin de laisser suffisamment de lait à la mère pour nourrir ses petits. Une biopsie peut être prélevée sur les nouveau-nés dès leur naissance, afin d’effectuer une étude génétique de la souris, pour s’assurer que la mutation génétique est toujours présente.

Ce projet de recherche a comme effet indésirable attendu l’augmentation de la sévérité de l’arthrite provoquant la douleur chez les souris selon les traitements reçus et leurs durées. L’arthrite évoluera par une augmentation du gonflement des articulations (principalement des pattes arrières) plus ou moins rapide et forte, pouvant devenir douloureuse lors de la marche. L’analyse de la perméabilité intestinale peut provoquer un inconfort supplémentaire, car le les souris seront mises à jeun, gavées et maintenues isolées (cages métaboliques) pendant 24h. Cependant, le stress additionnel provoqué par ces procédures n’augmente pas la sévérite de l’arthrite ni la mortalité des souris.

Pour les souris en élevage, après 160 jours de vie, l’arthrite sera bien installée. Ainsi, prolonger leur durée de vie ou leur donner de nouvelles portées, risque de les rendre plus douloureuses. Pour éviter ce risque de diminution du bien-être, les souris seront euthanasiées à partir de 160 jours de vie. Concernant les souris nées sous différents traitements antibiotiques, les souris seront euthanasiées à 12 semaines de vie maximum. Les mères ayant mi-bas pourront être réintroduit dans la procédure d’élevage pour avoir une nouvelle portée, à partir de 160 jours de vie, elles seront euthanasiées.

La souris est un mammifère dont la physiologie et le système immunitaire sont très proches de ceux de l’homme, et il existe des lignées avec des modifications conduisant à une inactivation des gènes, ce qui permet de reproduire des maladies et étudier les mécanismes sous-jacents. Les résultats expérimentaux obtenus chez la souris ont donc de fortes chances d’être transposés à l’homme. Le modèle murin d’arthrite inflammatoire chronique spontanée utilisé dans ce projet est très proche de l’arthrite observée chez l’homme. Il s’agit d’une souris chez laquelle est invalidé un gène qui empêche l’activation d’un récepteur impliqué dans l’inflammation, appelé récepteur de l’interleukine 1 (IL1). Par conséquent, ce récepteur est constamment stimulé, ce qui entraîne une suractivation de l’inflammation et la sécrétion de substances inflammatoires, tel que le l’interleukin-1. Dans le cas de ces souris, l’inflammation est présente dans les articulations, ce qui provoque leur inflammation. Dans la précédente demande d’autorisation de projets, nous avons remarqué que plus les souris recevaient des antibiotiques à un âge jeune, plus l’arthrite devenait précoce et sévère avec le temps. C’est pourquoi dans ce projet, nous donnerons des antibiotiques à des souris dès la naissance pour étudier le phénomène d’apparition de l’arthrite et les mécanismes biologiques impliqués chez l’enfant et au cours du temps. Ce projet permettra de mieux comprendre l’arthrite juvénile idiopathique (AJI) observée chez l’homme.