Thèse Remodelage Neuronal dans l'Asthme Impact de l'Endotype et Effet de l'Antagonisation des Cytokines Polarisantes dans des Modèles Murins d'Asthme. H/F - 59

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Biologie Santé de Lille
Laboratoire de recherche : Centre d'Infection et d'Immunité de Lille
Direction de la thèse : Silvia DEMOULIN-ALEXIKOVA ORCID 0009000741139593
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-28T23:59:59

L'asthme est une maladie inflammatoire chronique des voies aériennes impliquant des voies physiopathologiques multiples à l'origine de profils inflammatoires différents (endotypes). Le profil prédominant, T2high, implique les cytokines IL 4, IL-5 et IL-13 alors que les autres endotypes, appelés T2low, regroupent diverses entités, le mieux caractérisé étant associé à la production des cytokines Th17 (IL-17 et IL 22)1.

La toux est un symptôme majeur de l'asthme, il en est même parfois sa seule manifestation définissant alors la toux-variant d'asthme. C'est également une des causes principales d'altération de la qualité de vie et de complications chez l'asthmatique2, justifiant une prise en charge spécifique. A ce jour, il n'existe aucun traitement ciblant la toux dans l'asthme.

Dans l'asthme, la toux semble être déclenchée de façon excessive, on parle alors d'excès de sensibilité tussigène. Celui-ci pourrait être lié à l'inflammation ou à des modifications structurelles des terminaisons neuronales, appelées remodelage neuronal. On observe en effet un remodelage des voies aériennes dans l'asthme, secondaire à un processus de réparation anormal, mais celui-ci a principalement été étudié au niveau épithélial, musculaire lisse et fibroblastique, mais très peu concernant les terminaisons nerveuses alors que le remodelage neuronal pourrait jouer un rôle critique dans le développement de l'hyperréactivité bronchique ou de la toux associée à l'asthme. Le lien entre remodelage neuronal et excès de sensibilité tussigène n'a jamais été établi dans l'asthme, que ce soit chez l'homme ou dans des modèles animaux. Par ailleurs, les études sur le remodelage neuronal ont été conduites dans des modèles T2high3 alors que l'excès de sensibilité tussigène semble plus important dans l'asthme T2low4.

Nous posons comme première hypothèse qu'il existe dans l'asthme un remodelage neuronal des voies aériennes responsable d'un excès de sensibilité tussigène et que celui-ci est modulé différemment en fonction de l'endotype (T2high versus T2low).
Nous posons comme deuxième hypothèse que le remodelage neuronal et l'excès de sensibilité tussigène peuvent être réduits par l'antagonisation des cytokines polarisantes spécifiques de chaque endotype.

L'objectif principal est d'évaluer 1/ la présence d'un remodelage neuronal des voies aériennes dans deux modèles murins d'asthme, un d'endotype T2high (induit par Dermatophagoides pteronyssinus) et un T2low (induit par l'allergène de chien) et 2/ son lien avec la sensibilité tussigène et la réactivité bronchique. L'objectif secondaire est d'évaluer le rôle des cytokines polarisantes de chaque endotype dans le remodelage neuronal.

Le remodelage neuronal sera évalué sur le plan quantitatif par la densité neuronale (immunohistochimie) et sur la plan qualitatif par l'expression des récepteurs de la toux TRPV, TRPA et P2X au niveau des terminaisons nerveuses (immunomarquage, expression d'ARNm et dosage protéique) au niveau du poumon et des ganglions afférents du nerf vague.
La sensibilité de la toux sera évaluée par le nombre cumulé de toux en réponse aux agents tussigènes (agonistes de TRPV1, TRPA1 et P2X3) et la réactivité bronchique en réponse à la métacholine.

Nous nous attendons à démontrer
1/ la présence d'un remodelage neuronal dans des modèles expérimentaux d'asthme et son lien avec la sensibilité du réflexe tussigène et la réactivité bronchique
2/ le rôle des cytokines polarisantes dans le développement du remodelage neuronal.
Cette étude préclinique poserait ainsi un rationnel pour évaluer l'intérêt des biothérapies comme traitement personnalisé de la toux dans l'asthme.

L'asthme est une maladie inflammatoire chronique des voies aériennes dont la prévalence est, en France, de 6% chez l'adulte5 et 9% les enfants6. La physiopathologie repose sur une interaction délétère entre le génome et l'environnement aboutissant à une réaction anormale de l'immunité pulmonaire en réponse aux agressions environnementales, avec comme conséquence une inflammation et une hyperréactivité bronchique ainsi qu'un remodelage des voies aériennes. Il s'agit d'une maladie hétérogène impliquant des voies physiopathologiques multiples à l'origine de profils inflammatoires différents, appelés endotypes. L'endotype prédominant, appelé T2high, présente des niveaux élevés d'expression de cytokines IL 4, IL-5 et IL-13 et une inflammation éosinophilique. Il inclut l'asthme allergique caractérisé par une sensibilisation aux aéro-allergènes. Parmi les autres endotypes, appelés T2low, qui regroupent diverses entités, le mieux caractérisé est associé à la production des cytokines Th17 (IL-17 et IL 22) et à une inflammation neutrophilique1.

L'asthme est caractérisé par l'association de symptômes respiratoires (toux, sifflements, dyspnée) et d'une limitation des débits expiratoires, qui sont variables dans le temps et en intensité. Cette pathologie fréquente représente un fardeau important pour les patients et pèse lourdement sur les systèmes de santé. L'asthme touche environ 4 millions de personnes en France et est responsable chaque année de près de 60 000 hospitalisations. En 2014, 851 décès par asthme sont survenus en France, soit un taux brut de mortalité lié à l'asthme de 1,3/100 000 habitants.
La toux est un symptôme majeur de l'asthme, il est parfois la seule manifestation définissant alors la toux-variant d'asthme. Elle altère la qualité de vie par les complications qu'elle engendre (fragmentation du sommeil, fractures costales, incontinence urinaire)2 et leur prise en charge spécifique.

La toux est un mécanisme de défense visant à empêcher l'inhalation de produits chimiques nocifs et de corps étrangers. Il est déclenché par l'activation des canaux ioniques ligand-dépendants (TRPV1, TRPA1 et P2X3) exprimés par les terminaisons nerveuses de la muqueuse laryngée, trachéale et bronchique. Lorsque la toux se déclenche de façon excessive (sensibilité accrue aux stimuli)7 ou inappropriée (absence de stimulus), on parle alors d'excès de sensibilité tussigène. Dans l'asthme, il existe un excès de sensibilité tussigène4 qui pourrait être, au moins en partie, lié à l'inflammation et aux modifications structurelles de l'innervation des voies aériennes, appelées remodelage neuronal8.

Le remodelage des voies aériennes peut être présent dans l'asthme, il est la conséquence d'un processus mal contrôlé de réparation, secondaire à des lésions répétées de la paroi des voies aériennes par les agressions environnementales (infections, polluants, allergènes) sur un terrain génétique prédisposé. A ce jour, il a été essentiellement étudié au niveau épithélial, musculaire lisse et fibroblastique.
En revanche, le remodelage neuronal des voies aériennes a été peu étudié dans ce contexte. Il a été décrit dans quelques modèles d'asthme à la fois sur le plan quantitatif (augmentation de la densité des fibres nerveuses)9 et qualitatif (modulation de l'expression des récepteurs de la toux) au niveau pulmonaire10 et au niveau des corps neuronaux des ganglions relais du nerf vague3. Ces modifications facilitent la dépolarisation neuronale et pourraient donc participer à une augmentation de la sensibilité de la toux.
Le lien entre remodelage neuronal et l'excès de sensibilité tussigène n'a jamais été établi dans l'asthme que ce soit chez l'homme ou dans les modèles animaux. Par ailleurs, toutes les études sur le remodelage neuronal ont été conduites dans des modèles T2high alors que l'excès de sensibilité tussigène semble plus important dans l'asthme T2low4.
Au laboratoire, nous avons développé deux modèles murins d'asthme, un modèle d'asthme T2high, induit par Dermatophagoides pteronyssinus (Der p)11 et un modèle d'asthme T2low, induit par l'allergène de chien12. Dans ces modèles, nos données préliminaires montrent une modulation de l'expression des récepteurs de la toux avec une augmentation de l'expression pulmonaire de TRPV1 dans le modèle T2high et une augmentation de TRPA1 et P2X3 associée à une diminution de TRPV1 dans le modèle T2low (données non publiées). Ces données étant issues de broyats pulmonaires, l'origine neuronale de la surexpression des canaux ioniques reste à confirmer.

L'objectif principal est d'évaluer la présence d'un remodelage neuronal des voies aériennes dans un modèle murin d'asthme d'endotype T2high et dans un modèle murin d'asthme d'endotype T2low et son lien avec la sensibilité tussigène et réactivité bronchique.
L'objectif secondaire est d'évaluer le rôle des cytokines polarisantes de chaque endotype dans le remodelage neuronal.

Deux modèles murins d'asthme seront utilisés, un modèle d'asthme T2high, induit par Der p et un modèle d'asthme T2low, induit par l'allergène de chien. Les souris sensibilisées à l'allergène vont recevoir ou non un traitement par antagonistes de la cytokine polarisante, un anti-IL-5 ou un anti-IL4R dans le modèle T2high et un anti-IL-17 ou un anti-IL-22 dans le modèle T2low .

La toux, provoquée par les stimuli tussigènes, sera mesurée à l'état vigil13 en réponse à la nébulisation des agonistes des canaux ioniques TRPV1 (l'acide citrique), TRPA1 (l'alyl isothiocyanate) et P2X3 (l'ATP). La réactivité bronchique sera mesurée à l'état anesthésié en réponse à la nébulisation de concentrations croissantes de métacholine14.

La densité des fibres nerveuses et l'expression des canaux ioniques seront évaluées par microscopie confocale après immun marquage (immunofluorescence) sur les coupes pulmonaires (PCLS) et sur les coupes de ganglion afférent du nerf vague respectivement.
L'expression relative des canaux ioniques, au niveau protéique et génique, sera évaluée dans l'homogénat du poumon.