Rôle du facteur de transcription Hnf4alpha dans la réponse de la cellule épithéliale intestinale face aux infections bactériennes

Les maladies inflammatoires de l'intestin (MIIs) sont un groupe de troubles chroniques qui touchent plus de 270 000 personnes au Canada. De plus, les MIIs sont des maladies multifactorielles dépendant de dérèglements génétiques, immunitaires et environnementaux. L'épithélium gastro-intestinal joue un rôle important en tant que barrière. De plus, il est bien reconnu qu'un défaut d'intégrité de la barrière et de ses fonctions peuvent être impliqués dans le développement de ces maladies. D'autre part, notre laboratoire a montré que la délétion conditionnelle du récepteur nucléaire HNF4α dans l'épithélium intestinal de souris peut conduire au développement d'une inflammation chronique intestinale. Cependant, l'impact de la perte de ce facteur transcriptionnel sur la barrière épithéliale est encore controversé. Dans ce mémoire, nous avons tenté d’évaluer l'impact de la délétion de HNF4α sur la barrière épithéliale lors d'infections bactériennes. La génération de mutantes HNF4α dans l'épithélium intestinal a été réalisée en croisant des animaux Hnf4aloxP/loxP C57BL/6 avec un modèle murin Villin-CreERT2, dans lequel la délétion inductible du gène a été conditionnée par l'administration de tamoxifène chez la souri à un jeune âge adulte. Chez les souris Hnf4aΔIEC-ind, une augmentation du passage du FITC-dextran dans la circulation sanguine a révélé que l'épithélium intestinal présentait une augmentation de la perméabilité associée à la mutation. Il est intéressant de noter que l'infection par voie orale avec une souche de Salmonella Typhimurium déficiente pour un gène impliqué dans l’invasion n'a pas montré de différences significatives en termes de charge bactérienne détectée pour Hnf4aΔIEC-ind et les souris témoins. Puis, l'expression génique des cibles sélectionnées a été évaluée chez le modèle Hnf4aΔIEC-ind par qPCR. En ce sens, la perte de HNF4α semble affecter l'expression de différentes molécules des jonctions apicales, liées à la fois à la perméabilité paracellulaire (Cldn2) et au transport ionique (Cldn15). De même, nous prouvons que les souris Hnf4aΔIEC-ind montrent une expression accrue de gènes liés à la protection et à l'intégrité de la barrière épithéliale, tels que Retlnb, Muc2, ainsi que les peptides antimicrobiens Defa5 et Defa20, une observation plus marquée chez les animaux mâles. Les examens histologiques chez les souris Hnf4aΔIEC-ind ont démontré des augmentations du nombre et de la taille des cellules caliciformes, principalement au niveau de la crypte iléale. En plus, la délétion de Hnf4a a non seulement modifié le patron d'expression de la fucosylation dans l'iléon après l'infection, mais aussi, a semblé influencer l'expression des gènes associés à la spécification et à la différenciation des cellules sécrétoires. Globalement, nos résultats suggèrent que HNF4α pourrait jouer un rôle adaptatif important en tant que médiateur de la fonction de barrière épithéliale intestinale en présence d'infections bactériennes.Abstract: Inflammatory bowel diseases (IBD) are a group of chronic disorders that affect more than 270,000 individuals in Canada. In addition, IBD are multifactorial diseases depending on genetic, immune and environmental dysregulations. The gastrointestinal epithelium plays an important role as a barrier. Also, it is well recognized that a defect in the integrity of the barrier and its functions may be involved in the development of these diseases. On the other hand, our laboratory has shown that the conditional deletion of HNF4alpha nuclear receptor (HNF4α) in the intestinal epithelium of mice can lead to the development of intestinal chronic inflammation. However, the impact of the loss of this transcriptional factor on the epithelial barrier is still controversial. The aim of this thesis was to evaluate the impact of Hnf4a deletion on the epithelial barrier during bacterial infections. The HNF4α mutants generation in the intestinal epithelium was achieved by crossing Hnf4aloxP/loxP C57BL/6 animals with a Villin-CreERT2 mouse model, in which the inducible gene deletion was caused by the administration of tamoxifen in mice at young adult age. In Hnf4aΔIEC-ind mice, an increase in the passage of FITC-dextran into the blood circulation revealed that the intestinal epithelium presented an increase in permeability associated with the mutation. Interestingly, oral infection with an invasion-deficient Salmonella Typhimurium strain did not show relevant differences in terms of the bacterial load detected for Hnf4aΔIEC-ind and control littermate mice. Also, gene expression of selected targets was assessed in Hnf4aΔIEC-ind by qPCR. In this sense, the loss of HNF4α seemed to affect the expression of different molecules of the apical junctions, related to both paracellular permeability (Cldn2) and ion transport (Cldn15). Likewise, Hnf4aΔIEC-ind mice showed increased expression of genes related to the protection and integrity of the epithelial barrier, such as Retlnb, Muc2, as well as the anti-microbial peptides Defa5 and Defa20, an observation being more marked in male animals. Histological examinations showed that Hnf4aΔIEC-ind mice display increases in the number and size of goblets cells, mainly at the level of the ileal crypt. Furthermore, Hnf4a deletion not only modified the expression patterns of fucosylation in the ileum after infection, but also, seemed to influence the expression of genes associated with the specification and differentiation of secretory cells. Globally, these results suggest that HNF4α could play an important adaptive role as a mediator of the intestinal epithelial barrier function in the presence of bacterial infections