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International audience; Le fluorouracile (5-FU) est un analogue de base pyrimidique utilisé dans de nombreuses combinaisons de chimiothérapie, notamment contre les cancers colorectaux. Malgré les progrès dans le traitement de ces cancers, le pronostic des formes avancées reste sombre, notamment en raison de la forte prévalence de la chimiorésistance au 5-FU. Les mécanismes impliqués dans cette chimiorésistance sont multiples : modulation du transport du 5-FU dans la cellule (ainsi que son exportation), métabolisme de la molécule, modification de sa cible, modification de l’équilibre entre facteurs apoptotiques et anti-apoptotiques, adaptation au microenvironnement tumoral, et transition épithélio-mésenchymateuse [1]. La plupart des études portant sur la chimiorésistance se sont focalisées sur la cellule cancéreuse elle-même, et l’importance du microenvironnement tumoral a été longtemps minimisée. Des travaux récents, dont ceux de notre laboratoire, montrent cependant que le microenvironnement joue en réalité un rôle beaucoup plus important dans la chimiorésistance des tumeurs.

International audience; Macrophages are innate immune cells which can react to a large number of environmental stimuli thanks to a high degree of plasticity. These cells are involved in a variety of tissue functions in homeostasis, and they play essential roles in pathological contexts. Macrophages’ activation state, which determines their functional orientation, is strongly influenced by the cellular environment. A large body of macrophage literature is devoted to better defining polarizations from a molecular viewpoint. It is now accepted that a multidimensional model of polarization is needed to grasp the broad phenotype repertoire controlled by environmental signals. The study presented here aimed, among other goals, to provide a molecular signature of various polarizations in human macrophages at the protein level so as to better define the different macrophage activation states. To study the proteome in human monocyte-derived macrophages as a function of their polarization state, we used a label-free quantification approach on in-gel fractionated and LysC/Trypsin digested proteins. In total, 5102 proteins were identified and quantified for all polarization states. New polarization-specific markers were identified and validated. Because oxygen tension is an important environmental parameter in tissues, we explored how environmental oxygen tension, at either atmospheric composition (18.6% O2) or “tissue normoxia” (3% O2), affected our classification of macrophage polarization. The comparative results revealed new polarization-specific makers which suggest that environmental oxygen levels should be taken into account when characterizing macrophage activation states. The proteomic screen revealed various polarization-specific proteins and oxygen sensors in human macrophages. One example is arachidonate 15-lipoxygenase (ALOX15), an IL4/IL13 polarization-specific protein, which was upregulated under low oxygen conditions and is associated with an increase in the rate of phagocytosis of apoptotic cells. These results illustrate the need to consider physicochemical parameters like oxygen level when studying macrophage polarization, so as to correctly assess their functions in tissue.&nbsp.

Granulomatosis with polyangiitis is a systemic vasculitides associated with an autoimmune response directed against proteinase 3 a neutrophil-derived serine protease. This protein presents a very specific pattern of expression in neutrophils, illustrated by its membrane expression during apoptosis. The ability of PR3 to bind membrane is based on the existence of four amino-acids involved in the formation of a hydrophobic patch. The membrane expression during apoptosis, which is dependent of the existence of the hydrophobic patch, leads to an interaction between proteinase 3 and calreticulin, a “eat-me” signal involved in the recognition of apopotic cells by macrophages. As a consequence, we have found that proteinase 3 expressed at the surface of apoptotic cells hampers the normal anti-inflammatory phenotype of macrophages following phagocytosis of apoptotic cells. The pro-inflammatory phenotype resulting from proteinase 3 expressing cells phagocytosis by macrophages is a MyD88 signaling pathway dependant mechanism mimicking an alarmin stimulation. This activation of macrophages through the secretion of chemokines (MCP-1, KC, MIP-1α and MIP-1β) implicated in the recruitment of cells expressing proteinase 3 participate in the maintenance of inflammation. This macrophage-induced microenvironment was also found to impact the immune silencing of apoptotic cells clearance by plasmacytoid dendritic cell-dependant T cell interaction leading to a skewed Th2/Th9 T cell distribution instead of the generation of regulatory T cells. Proteinase 3, which is encoded by a G-CSF responsive gene, was also able to recruit more over expressing proteinase 3 cells by its ability to stimulate G-CSF secretion. Then proteinase 3 through its corruption of inflammation resolving mechanisms and its self-induced over expression appears to be a central key in the physiopathology of granulomatosis with polyangiitis.; La granulomatose avec polyangéite est une vascularite systémique associée à une réaction auto-immune dirigée contre la protéinase 3, une serine protéase du neutrophile. Cette protéine présente un profil particulier d’expression dans le neutrophile, caractérisé notamment par une expression membranaire au cours de l’apoptose. Cette capacité de la protéinase 3 à se lier aux membranes repose sur l’existence de quatre acides amines formant un patch hydrophobe. Cette expression membranaire au cours de l’apoptose, qui dépend de l’existence de ce patch hydrophobe, conduit la protéinase 3 à interagir avec la calréticuline qui est une molécule impliquée dans la reconnaissance des cellules apopotiques par les macrophages. Nous avons démontré que cette interaction conduit la protéinase 3 à modifier le phénotype pro-résolutif des macrophages consécutif à la phagocytose de cellules apoptotiques. Le phénotype pro-inflammatoire résultant de cette expression de la protéinase 3 dépend de la voie de signalisation MyD88 mimant un signal danger. Cette activation des macrophages conduit à la sécrétion de chimiokines (MCP-1, KC, MIP-1α et MIP-1β) impliquées dans le recrutement de cellules exprimant la protéinase 3 participant ainsi au maintient de l’inflammation. Ce microenvironnement induit par les macrophages modifie le rôle immuno-modulateur de la clairance des cellules apoptotiques, influençant notamment l’interaction des cellules T naïves avec les cellules dendritiques plasmacytoïdes. La polarisation T résultante présente une distribution déséquilibrée vers les lymphocytes Th2/Th9 et une diminution de la génération de lymphocytes T régulateurs. La protéinase 3, qui est encodée par un gène de réponse au G-CSF, est de plus capable d’induire le recrutement de cellules sur-exprimant cette protéase capable à son tour de stimuler la sécrétion de G-CSF. La protéinase 3 apparait donc, par sa capacité à corrompre les mécanismes de résolution de l’inflammation et d’amplifier sa propre expression dans les cellules recrutées sur le site inflammatoire, comme un élément clé de la physiopathologie de la granulomatose avec polyangéite.