Thèse Identification de Phénotypes d'Eosinophiles et leurs Réponses aux Thérapies dans la Dermatite Atopique H/F - 59

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Biologie Santé de Lille
Laboratoire de recherche : Institut de Recherche Translationnelle sur l'Inflammation
Direction de la thèse : Delphine STAUMONT-SALLE ORCID 000000247804212
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-28T23:59:59

Comme pour les autres maladies de type-2 (T2) (i.e., l'asthme, la sinusite chronique et l'oesophagite à éosinophiles), la dermatite atopique (DA) est caractérisée par l'accumulation de cytokines T2 (i.e., IL-13, IL-4 et IL-5) et d'éosinophiles dans les tissus inflammés, c'est à dire la peau dans le cas de la DA. Le rôle des cytokines T2 dans la physiopathologie de la DA et dans l'éosinophilie des tissus est bien connu. Cependant, certains patients atteints de DA ne répondent pas aux biothérapies anti-cytokines T2 telles que dupilumab, tralokinumab et lebrikizumab (Réf. 1). Ainsi, l'hétérogénéité des réponses aux biothérapies conduit au besoin d'identifier l'existence de différents phénotypes d'éosinophiles dans les maladies T2 pour mieux guider l'utilisation des biothérapies. En effet, notre laboratoire a récemment publié que des patients DA avaient des éosinophiles sanguins exprimant des niveaux différents de marqueurs de surface en comparaison à des individus sains (Réf. 2). De plus, ces marqueurs de surface démontrent une importante hétérogénéité parmi les patients DA, indiquant que les éosinophiles de ces patients ne possèdent pas tous le même phénotype. Ainsi, notre hypothèse principale est que dans la DA, les éosinophiles présentent des signatures phénotypiques, transcriptomiques et fonctionnelles spécifiques, reflétant à la fois leur capacité à relarguer des protéines toxiques et ainsi leur toxicité dans les tissus. Nous postulons que ces phénotypes et fonctions spécifiques pourraient être associés à la réponse des patients aux biothérapies. Les objectifs de ce projet sont donc de mieux caractériser les patients DA par le phénotypage de leurs éosinophiles sanguins et tissulaires, et d'identifier différentes populations d'éosinophiles du sang avant et après le début d'un traitement par biothérapie pour identifier des critères biologiques permettant de prédire l'efficacité des biothérapies. Trois volets permettront d'atteindre nos objectifs. Volet-1 : Identification de phénotypes d'éosinophiles sanguins par cytométrie en flux (sur sang total), par séquençage d'ARN (RNA-seq sur éosinophiles isolés) et transcriptomique sur cellule unique (scRNA-seq sur granulocytes isolés), chez des patients DA, avant et pendant un traitement par biothérapies Le recrutement des patients se fera au CHU de Lille via une cohorte de patients DA déjà existante (FHU IMMINENT-PRECISE ID-RCB 2019-A01309-48). Volet-2 : Détermination de l'activité des éosinophiles (i.e., dépôts d'EPX et dégranulation) et des lymphocytes in vivo dans la peau et in vitro, avant et sous biothérapie chez des patients DA. L'analyse transcriptomique spatiale de la peau sera réalisée chez quelques patients. Des facteurs immunologiques solubles seront aussi mesurés dans le sang, et in vitro après activation pour évaluer les réponses T2, T1 et T17. Les données obtenues dans les volets 1 et 2 seront analysées pour identifier de potentielles associations avec les caractéristiques cliniques et la réponse aux traitements. Volet-3 : Evaluation du rôle des éosinophiles des patients DA sur la fonction des kératinocytes, cellules constituant la barrière cutanée dont les altérations contribuent à la physiopathologie de la DA. Pour cela, des cocultures d'éosinophiles avec des kératinocytes primaires permettront d'identifier les facteurs provenant des éosinophiles responsables des altérations des kératinocytes. Cette phase plus exploratrice pourrait permettre d'identifier de nouvelles molécules cibles pour la DA. La faisabilité de ces trois volets est appuyée par la génération de publications (Réf. 3,4,5,6,7,8,9) et de résultats préliminaires dans notre laboratoire. Notre perspective est d'associer un phénotype particulier de l'éosinophile du sang avec son action dans les tissus et son rôle dans la maladie. Ces résultats pourraient alors être confirmés dans des études cliniques prospectives avec une approche de médecine de précision.

Les maladies inflammatoires de type 2 (T2) telles que l'asthme sévère ou la dermatite atopique (AD) posent un défi majeur de santé publique en France. Les biothérapies ciblant les cytokines IL-5, IL-4 et IL-13 ont transformé leur prise en charge, mais la réponse aux traitements reste imprévisible et hétérogène. Ainsi, l'identification de différents phénotypes et sous-populations d'éosinophiles est actuellement une priorité pour la recherche translationnelle dans les maladies où l'éosinophile est impliqué. Notamment, le choix d'une biothérapie ciblant l'lL5 et déplètant ainsi les éosinophiles circulants nécessite de savoir s'il existe des populations d'éosinophiles pathogéniques ou au contraire homéostatiques. Ce type de recherche est original et a été pour l'instant principalement généré dans des modèles murins où cependant les éosinophiles expriment différents gènes et différentes protéines de surface en comparaison aux humains. Nos capacités techniques et logistiques à travailler avec des éosinophiles humains nous placent en bonne position pour transposer cette recherche chez l'humain. De plus, notre objectif qui est de réaliser de multiples approches techniques (cytométrie de flux et analyses transcriptomiques) et fonctionnelles sur les éosinophiles de patients bien caractérisés cliniquement, place ce projet à la pointe de la recherche fondamentale et translationnelle dans le domaine de l'immunité, l'éosinophile et les maladies où les éosinophiles sont impliqués.

Les objectifs sont de mieux caractériser les patients atteints de dermatite atopique par le phénotypage de leurs éosinophiles sanguins et tissulaires, et d'identifier des populations particulières d'éosinophiles dans le sang qui pourraient être responsables au moins en partie des lésions cutanées observées dans cette maladie, et d'évaluer l'évolution de ces populations spécifiques avant et sous traitement par les biothérapies actuellement disponibles dans la DA. La perspective serait d'identifier des marqueurs biologiques liés aux éosinophiles qui nous permettraient de prédire la réponse aux biothérapies et de guider le choix des biothérapies dans une approche de médecine personnalisée.

Dans le volet 1, un large panel (spectral) en cytométrie en flux sera utilisé pour phénotyper les éosinophiles circulants. Ces phénotypages ont déjà été reportés dans plusieurs publications par notre laboratoire (Réf. 2,4,5), avec les marqueurs de surface suivants: SIGLEC8, CD66c, CD16, CD63, CCR3, CD125, CD123, CD62L, CD44, CD69, HLA-DR, CRTH2, TNFRSF14. Le séquençage d'ARN se fera sur les populations d'éosinophiles isolées du sang et le séquençage sur cellule unique se fera chez un petit groupe de patients après isolation des granulocytes (éosinophiles et neutrophiles). Les résultats seront obtenus chez les patients avant traitement et 4 mois et 12 mois après le début du traitement de la dermatite atopique par biothérapie. Les résultats seront aussi comparés à ceux obtenus à partir d'individus contrôles sains.
Dans le volet 2, nous mesurerons le dépôt d'EPX (éosinophile péroxidase) dans les tissus cutanés pour compter le nombre d'éosinophiles et évaluer le relargage d'EPX par dégranulation ou cytolyse, et ainsi évaluer l'activité des éosinophiles dans la peau, comme décrit dans la Réf. 8. Nous utiliserons aussi les tissus pour faire de la transcriptomique spatiale (Xénium) sur quelques coupes pour quantifier les ARNs liés à l'activité des granulocytes et des lymphocytes. L'activité des éosinophiles du sang chez les patients et les sujets contrôles sera évaluée ex-vivo sur des modèles mis au point au laboratoire et consistant à mesurer la dégranulation des éosinophiles sur des immunoglobulines-G (Réf. 9), la dégranulation étant mesurée en quantifiant l'eosinophil-derived neurotoxin (EDN) par ELISA. L'ELISA et autres analyses Multiplex seront aussi utilisés pour mesurer des cytokines et facteurs de croissance dans le sérum et dans les cultures de cellules mononuclées du sang activées in vitro (e.g., ECP, éotaxines, TARC, IL-1, IL-3, IL-31, IL-4, IL-5, IL-13, IFNG, IL-17A, GM-CSF, IL-6, OSM, TGFA, TSLP, IL-22, CCL23, FGF19). Les données obtenues dans les volets 1 et 2 seront analysées pour rechercher des associations avec les caractéristiques cliniques des patients et leur réponse aux traitements renseignées dans la cohorte.
Dans le volet 3, basé sur nos publications (e.g., Réf 9) et nos résultats préliminaires, l'objectif sera d'identifier le(s) rôle(s) des facteurs produits par les éosinophiles sur les kératinocytes. Les milieux conditionnés d'éosinophiles activés et dégranulés, voire lysés seront incubés avec des kératinocytes de sujets sains et de patients atteints de DA en présence d'IL-13 pour mimer le milieu riche en cytokines de type-2 dans la peau au cours de la DA. Pour identifier les facteurs d'éosinophiles responsables des changements identifiés dans les kératinocytes, nos résultats publiés et préliminaires suggèrent de bloquer EGFR, IL1R1, LTBR, TNFRSF12, TGFBR1 et/ou les leukotriènes. Ces expériences seront suivies par des cocultures avec ou sans contact entre les éosinophiles et les kératinocytes. Les facteurs d'éosinophiles identifiés pourront ensuite être directement mesurés dans les peaux de patients DA.