ED Sciences de la Vie et de la Santé
De la cellule au nano-objet : signatures biologiques et stratégies d'imagerie du macrophage spumeux dans l'athérosclérose
par Amina Sarah HENNI MANSOUR (Centre de Résonnance Magnétique des Systèmes Biologiques)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - RMSB- salle de conférence Centre de Résonance Magnétique des Systèmes Biologiques, UMR5536 CNRS, 2 Rue Dr Hoffmann Martinot, 33000 Bordeaux.
devant le jury composé de
- Florence OTTONES - Maîtresse de conférences - Université de Bordeaux - Directeur de these
- François CANONNE-HERGAUX - Chargé de recherche - Inserm U1188 – DéTROI - Rapporteur
- Émilie SECRET - Chargée de recherche - PHENIX UMR 8234 - Rapporteur
- MERCHED AKSAM - Professeur des universités - BRIC - Inserm U1312 - Examinateur
- Thomas CHARLES - Professeur des universités - UMR 1231 INSERM/Université de Bourgogne UFR Sciences de la Vie, de la Terre et de l'Environnement (SVTE) - Examinateur
- Nicolas LARMONIER - Professeur des universités - CNRS UMR 5164 / UF Biologie - Université de Bordeaux - Examinateur
L'athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique dont les complications cliniques dépendent davantage de la composition et de l'activité biologique de la plaque que du seul degré de sténose. Les macrophages y jouent un rôle central, mais leur hétérogénéité phénotypique, métabolique et fonctionnelle complexifie leur détection et leur ciblage. Cette thèse a étudié le macrophage spumeux comme une cible dynamique selon deux approches complémentaires développées respectivement dans le cadre des projets ANR MEAP et NanoBioID : l'exploitation de signatures optiques endogènes des macrophages et l'évaluation biologique de nanofleurs magnétiques d'oxyde de fer destinées au ciblage des macrophages spumeux. Des macrophages humains dérivés de monocytes ont été polarisés ou transformés en cellules spumeuses par exposition à des LDL oxydées ou acétylées. Leur caractérisation multiparamétrique, combinant cytométrie en flux, dosage des cytokines, analyse des flux métaboliques, évaluation du stress oxydant et imagerie de fluorescence excitée à deux photons (TPEF), montre que les modèles Mox et Mac constituent des états distincts qui dépassent le paradigme simplifié M1/M2. Les macrophages Mox50 présentent notamment une respiration mitochondriale altérée, une dépendance accrue à la glycolyse, une augmentation des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et une accumulation lysosomale de céroïdes. Dans ces cellules, le signal détecté dans la fenêtre spectrale du FAD augmente malgré la diminution de la respiration. Sa réduction par l'α-tocophérol et son association avec les céroïdes conduisent à le définir comme un signal « FAD-like », indicateur d'une surcharge oxydative et lysosomale plutôt que d'une phosphorylation oxydative accrue. Une exploration préliminaire d'aortes de souris Apoe⁻/⁻ soutient la faisabilité d'une détection sans marqueur exogène de régions associées à des macrophages dysfonctionnels. Dans le cadre du projet NanoBioID, les interactions entre différentes formulations de nanofleurs (NFs) et les macrophages ont été évaluées in vitro. La fonctionnalisation par l'acide oléique (OA) augmente fortement l'association et la captation cellulaires par rapport à la formulation PEGylée de référence. Les résultats suggèrent une contribution de CD36 ou d'autres voies de reconnaissance lipidique, sans établir de mécanisme exclusif. La formation d'une couronne protéique dans le sérum humain réduit fortement la captation, montrant que l'identité biologique acquise par les NFs détermine leur interaction avec les cellules. Les formulations présentent globalement une bonne compatibilité métabolique dans les conditions étudiées, sans être biologiquement inertes. Enfin, l'absence d'efflux significatif du cholestérol ne permet pas de valider, à ce stade, la fonctionnalité théranostique des formulations portant l'ApoA1. Ainsi, cette thèse met en évidence l'interaction entre deux identités évolutives : celle du macrophage, façonnée par son environnement lipidique et inflammatoire, et celle du nano-objet, remodelée par la couronne protéique. Elle propose une approche intégrée dans laquelle l'imagerie multiphotonique fournit une lecture locale de la dysfonction macrophagique, tandis que les nanofleurs magnétiques pourraient permettre un repérage plus global par imagerie par résonance magnétique. Ces travaux ouvrent des perspectives pour une imagerie biologique multiparamétrique des plaques à risque.