Note publique d'information : La modulation de la réponse immunitaire est l'une des hypothèses les plus intéressantes
pour expliquer les effets bénéfiques attribués aux bifidobactéries. Cependant les
mécanismes moléculaires impliqués dans cette réponse sont peu étudiés. En utilisant
des cellules THP-1 différenciées en macrophages et des cellules PBMC, nous avons comparé
la capacité de plusieurs souches de bifidobactéries à induire la production de cytokines
pro-inflammatoires et antiinflammatoires in vitro. B. bifidum DSM 20082 s'est avérée
la souche la plus stimulatrice de la production des cytokines pro-inflammatoires TNF-alpha
et IL-8 tandis que la souche B. longum DSM 20219 est la moins inductrice. Nous avons
par la suite évalué l'implication et les effets des LTA (composants de la paroi des
bifidobactéries) dans cette réponse immunitaire. Après extraction, purification et
caractérisation structurale des LTA par RMN, l'étude de l'activité biologique des
deux LTA a révélé que les LTA de B. bifidum induisent plus fortement les cytokines
pro-inflammatoires TNP-alpha et IL-8 que ceux de B. longum. Ces résultats confortent
ceux obtenus avec les bactéries entières. Nous avons par la suite mis en évidence
les récepteurs impliqués dans cette réponse. Nous avons démontré pour la première
fois que l'activation des réponses cellulaires induites par ce type de LTA est médiée
par les récepteurs cellulaires CD14, TLR-2 et TLR-1, et est indépendante du TLR-4.
L'analyse du rôle de la LBP a révélé que la réponse liée aux deux LTA est fonction
de la concentration en LBP. Une étude menée par résonance plasmonique de surface a
montré que les LTA isolés des deux espèces présentaient une affinité similaire pour
la LBP. Cependant l'étude des voies de signalisation ainsi que celle des récepteurs
de co-stimulation activés en présence des LTA démontrent que les LTA de B. bifidum
induisent d'avantage que ceux de B. longum une surexpression des molécules de co-stimulation
CD83/CD86 ainsi qu'une augmentation de la phosphorylation du facteur NF-kappa B et
de la p38 Kinase dans les cellules THP-1. Nous avons par ailleurs démontré que les
LT A de B. bifidum et de B. longum induisent une production de TNF-alpha beaucoup
plus faible que les LPS de E. coli. Cependant, l'affInité des LTA de B. bifidum (Kd=
8,92.10-8 M) et de B. longum (Kd= 5,12.10-8 M) pour la LBP est plus forte que celle
décrite pour les LPS (Kd =3,5. 10-9 M). En conclusion, les résultats obtenus montrent
que la réponse immunitaire induite par les bifidobactéries est liée en partie aux
LTA et que les LTA des bifidobactéries pourraient inhiber l'interaction de la LBP
avec les LPS par compétition et diminuer ainsi la réponse inflammatoire induite par
les LPS.
Note publique d'information : The modulation of the immune responses is one of the most interesting hypotheses to
explain the benefical effects allotted to the bifidobacteria. However, the molecular
mechanisms involved in this response are not weIl studied. THP-1/macrophages-like
cells and PBMC cells were used to compare the capacity of several bifidobacterial
strains to induce the production of the pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines
in vitro. B. bifidum DSM 20082 is proved to be the most stimulatory strain of the
production of the pro-inflammatory cytokines TNF-alpha and IL-8 while the strain B.
longum DSM 20219 is the least inductive. Thereafter, we tried to evaluate the involvement
and the effects of the LTA (bacterial cell wall components) in this immune response.
After extraction, purification and structural characterization of the LTA by NMR,
the study of the biological activity of the two LTA revealed that B. bifidum LTA induce
more strongly pro-inflammatory cytokines TNF-alpha and IL-8 than B. longum ones. These
results are consistent with those obtained for the whole bacteria. Identification
of the receptors involved in this response showed for the first time that these activities
was lipopolysaccharide binding-protein (LBP)-dependent, are mediated through a CD14-
TLR-2 and TLR-l pathway, and are independent of the TLR-4 receptor. The analysis of
the role played by LBP in this immuno- modulatory effect revealed that host response
against bifidobacterial LTA was LBP concentration dependant. A study conducted by
surface plasmon resonance showed that both bifidobacterial isolated LTA displayed
a similar affinity for the human LBP. However, study of the THP-1-cellular signaling
pathways showed that B. bifidum LTA induce stronger than those of B. longum a surexpression
of CD83/CD86 costimulation-molecules as weIl as an increase of NF-kappa B phosphorylation
level and p38 Kinase activity. On other hand, we also provide evidence that even tough
both bifidobacterial strains related LTA induce a strongly lower TNF-alpha synthesis
than E. coli LPS does, LBP affmity of either the B. bifidum LTA (Kd = 8,92.10-8 M)
or B. longum one (Kd = 5,12.10-8 M) is significantly higher than the one reported
for the E. coli LPS (Kd=3,5. 10-9 M). FinaIly, aIl the results presented here suggest
that the immune response induced by bifidobacteria is partially related to cell wall
associated LTA. Interestingly, ones can predict that, in vivo, LBP/LTA affine association
could compete with LBP/LPS binding and consequently decrease the inflammatory response
induced by LPS.
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