L’activité alarmine de la peroxyrédoxine-1 humaine dans le modèle monocytaire THP-1

Bien que la peroxyrédoxine-1 (PRDX1) soit connue pour ses capacités réductrices des peroxydes dans les cellules animales, certains travaux suggèrent qu’elle est également impliquée dans la signalisation extracellulaire de l’inflammation, notamment comme alarmine. Lors de sa libération extracellulaire après une lésion, la PRDX1 se lierait au récepteur TLR4, permettant la libération de cytokines pro-inflammatoires par la voie TLR4-MyD88. De cette façon, la PRDX1 pourrait déclencher ou propager une réponse inflammatoire. L’objectif principal de ce mémoire était d’étudier le ou les mécanismes de libération et/ou sécrétion de la PRDX1 dans le milieu extracellulaire par les cellules THP-1 différenciées en macrophages et exposées à des lipopolysaccharides (LPS) pro-inflammatoires dans un processus de feedback positif. Dans un premier temps, l’objectif était de déterminer si la PRDX1 est libérée passivement ou sécrétée activement dans le milieu extracellulaire par les cellules THP-1 exposées au LPS. A cet effet, des cellules THP-1 différenciées en macrophages ont d’abord été exposées à des concentrations croissantes de LPS pendant 24h et 48h. Leurs contenus intracellulaires et la libération ou sécrétion extracellulaire en PRDX1 ont ensuite été analysés. Nos résultats montrent que, contrairement au traitement LPS de 24h, le traitement avec les plus fortes concentrations de LPS induit une augmentation de la quantité intracellulaire de PRDX1 après 48h. L’analyse de la PRDX1 extracellulaire montre que la PRDX1 est libérée après un traitement au LPS de 48h. Cette libération dépend de la concentration en LPS selon une courbe biphasique. En outre, une analyse de la cinétique de libération de la PRDX1 par les cellules THP-1 exposées au LPS a également été réalisée mais sans donner de résultats interprétables. Finalement, afin de déterminer l’implication de l’inflammasome Nod-Like Receptor family, Pyrin domain containing 3 (NLRP3) dans la sécrétion de PRDX1, les cellules THP-1 ont été exposées à un activateur (nigéricine) et un inhibiteur (MCC950) de l’inflammasome NLRP3. Les données obtenues montrent que la libération de la PRDX1 est, du moins en partie, sous le contrôle de l’inflammasome NLRP3. L’ensemble de ces résultats suggère que la PRDX1 est sécrétée par un mécanisme actif impliquant l’inflammasome NLRP3 mais qu’elle peut également être libérée passivement lors de la mort cellulaire. Dans un second temps, il s’agissait d’étudier la capacité de la PRDX1 à activer la signalisation TLR4 dans les cellules THP-1 via un processus de feedback positif. Néanmoins, en raison de problèmes de production et de purification, la PRDX1 recombinante n’a pas pu être obtenue pour la poursuite de ce deuxième volet du mémoire. En conclusion, les résultats obtenus dans ce travail mettent en évidence la sécrétion active de la PRDX1 impliquant l’inflammasome NLRP3, en plus de sa libération passive par les cellules THP-1 exposées au LPS. Des études complémentaires seront nécessaires pour déterminer dans quel type de mécanisme de sécrétion non conventionnelle la PRDX1 est impliquée en aval de l’inflammasome NLRP3. Although peroxiredoxin-1 (PRDX1) is known for its ability to reduce peroxides, some data in the litterature suggest that PRDX1 is involved in extracellular signalling of inflammation, particularly as an alarmin. Upon extracellular release after injury, PRDX1 is reported to bind to TLR4 receptor, allowing the release of pro-inflammatory cytokines via the TLR4-MyD88 pathway. In this way, PRDX1 could trigger or propagate an inflammatory response. The main purpose of this master thesis was to study the mechanism(s) of release and/or secretion of PRDX1 in the extracellular milieu by THP-1 cells differentiated into macrophages and exposed to pro-inflammatory lipopolysaccharides (LPS) in a positive feedback process. First of all, the primary objective was to determine whether PRDX1 is passively released or actively secreted into the extracellular medium by THP-1 cells exposed to LPS. To this end, THP-1 cells differentiated into macrophages were first exposed to increasing concentrations of LPS for 24 and 48 hours. Their intracellular contents and the extracellular release or secretion of PRDX1 were then analysed. The results show that, unlike the 24h LPS treatment, treatment with the highest LPS concentrations induced an increase in the intracellular amount of PRDX1 after 48h. The analysis of extracellular PRDX1 shows that PRDX1 is released after a 48h LPS treatment. This release depends on the concentration of LPS according to a biphasic curve. Then, a kinetic analysis of PRDX1 release by THP-1 cells exposed to LPS was also performed but without any interpretable results. Finally, in order to determine the involvement of the Nod-Like Receptor family Pyrin domain containing 3 (NLRP3) inflammasome in the secretion of PRDX1, THP-1 cells were exposed to an activator (nigericin) and an inhibitor (MCC950) of the NLRP3 inflammasome. The results show that the release of PRDX1 is, at least in part, under the control of the NLRP3 inflammasome. Taken together, these results suggest that PRDX1 is secreted by an active mechanism involving the NLRP3 inflammasome but can also be passively released during cellular death. In a second phase, the ability of the PRDX1 to activate TLR4 signalling in THP-1 cells via a positive feedback process was investigated. However, due to production and purification problems, recombinant PRDX1 could not be obtained for the continuation of this second part of the master thesis. In conclusion, the results obtained in this work highlight the active secretion of PRDX1 involving the NLRP3 inflammasome, in addition to its passive release by THP-1 cells exposed to LPS. Further study will determine by what type of unconventional secretion mechanism PRDX1 is involved downstream of the NLRP3 inflammasome.