Modulation of murine adaptive immunity by simulated microgravity, hypergravity or chronic ultra mild stress
Modulation de l'immunité adaptative murine par la micropesanteur simulée, l'hypergravité ou les stress chroniques ultra légers
Résumé
Spaceflight weaken the immune system. The aims of this thesis were to determine the effects of exposure to simulated microgravity, hypergravity or chronic ultra-mild stress on murine humoral immunity, using ground-based models.
We were able to show that the anti-orthostatic suspension, that mimics some of the effects of microgravity, caused a 59% decrease of the number of splenic B cells and an inversion of the ratio between B and T lymphocytes. A decrease in B lymphopoiesis, as evidenced by the decrease of lymphoid progenitors and pre-B cells is likely the cause. Furthermore, we showed that the anti-orthostatic position, in the absence of stress, leads to a decreased in vitro response of B cells to LPS, more important than the one of T cells to ConA, as did hypergravity exposure. To determine the mechanisms responsible of the decreased response of B cells from hypergravity mice, transcripts encoding genes involved in the TLR-4 signaling pathway, the LPS receptor on B cells, have been quantified. The expression of several genes of the MyD88-dependent pathway was increased after 21 days of hypergravity, but no change was observed in B cells stimulated with LPS. Finally, the contribution of chronic ultra-mild stresses was evaluated. The proportions of splenic lymphocytes were not affected by these stresses. However, the levels of serum IgA were increased and those of Th1 pro-inflammatory cytokines were decreased, as in astronauts. Thus, these stresses do not fully explain the negative impact of spaceflight conditions on humoral immunity.
These researches are important to identify the cause(s) of spaceflight-associated impaired immunity in order to test/develop effective countermeasures to strengthen the immune system of astronauts, but also of stressed or elderly people
Les vols spatiaux affaiblissent le système immunitaire. Les objectifs de cette thèse étaient de déterminer, à l’aide de modèles terrestres, les conséquences d’une exposition à la micropesanteur simulée, l’hypergravité ou des stress chroniques ultra légers sur l’immunité humorale murine.
Nous avons ainsi montré que la suspension anti-orthostatique, qui mime certains effets de la micropesanteur, induit une diminution de 59% du nombre de lymphocytes B spléniques et une inversion du rapport entre lymphocytes B et T. L’affaiblissement de la lymphopoïèse B mis en évidence par la diminution du nombre de progéniteurs lymphoïdes et des cellules pré-B en est probablement la cause. De plus, la position anti-orthostatique entraîne, en l’absence de stress, une diminution de la réponse in vitro des lymphocytes B au LPS, plus importante que celle des lymphocytes T à la ConA, comme en hypergravité. Afin de déterminer les mécanismes responsables de la diminution de la réponse des lymphocytes B chez les souris hypergravitaires, les transcrits de gènes impliqués dans la voie TLR-4, le récepteur du LPS, ont été quantifiés. L’expression de plusieurs gènes de la voie MyD88-dépendante est augmentée après 21 jours d’hypergravité, mais aucune modification n’a été observée dans les lymphocytes B stimulés avec du LPS. Enfin, la contribution de stress chroniques ultra légers a été évaluée. Les proportions de lymphocytes spléniques ne sont pas affectées par ces stress. Par contre, le taux d’IgA sériques s’est révélé augmenté et une baisse des cytokines pro-inflammatoires de type Th1 a été observée comme chez les astronautes. Ainsi, ces stress n’expliquent pas complètement l’impact négatif des vols spatiaux sur l’immunité humorale.
Ces recherches sont importantes pour identifier la/les cause(s) de l’altération de l’immunité humorale en vol, afin de tester/développer des contremesures efficaces pour renforcer le système immunitaire des astronautes, mais également de personnes stressées ou âgées
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