Transcriptome profiling of primary bovine macrophages from cows with Johne’s disease suggests a tolerance state induced by convergent signalling via NF-κB and its synergistic tolerized genes

Citation

Bissonnette, N., D. Gendron, O. Ariel, P.-L. Dudemaine, and E. Ibeagha-Awemu. Transcriptome profiling of primary bovine macrophages from cows with Johne’s disease suggests a tolerance state induced by convergent signalling via NF-κB and its synergistic tolerized genes. ASAS-CSAS Annual Meeting & Trade Show, Vancouver, Canada, July 8-12th.

Résumé

Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) provoque la maladie de Johne (JD) chez les ruminants. Les mécanismes de la pathogenèse de la JD ne sont pas encore clairs, mais on sait que cette bactérie obligatoire manipule les macrophages pour sa survie et le succès de l'infection à long terme chez son hôte.
Une analyse transcriptomique comparative (séquençage d'ARN de nouvelle génération) a été réalisée pour étudier le mécanisme de décalage transcriptionnel global observé dans les macrophages de vaches JD-positives (+) (sérum-ELISA positif pour les antigènes MAP et excrétant la MAP vivante dans leurs fèces). Six vaches JD-négatives (-) et six vaches JD(+) ont été sélectionnées. Des macrophages dérivés de monocytes (MDM) ont été infectés ex vivo pendant 1, 4, 8 et 24 h avec de la MAP vivante à une multiplicité d'infection de 10:1. Alors que les macrophages infectés par MAP des vaches JD(−) ont montré une induction pro-inflammatoire robuste de 3 765 gènes (p < 0,05) au cours des 1 à 8 premières heures (membres du TNF, du NF-κB et des cytokines), seuls 31 gènes ont été différentiellement exprimés pour JD(+). Les principaux gènes régulés à la hausse par la suite (24 h) se sont déplacés vers un état anti-inflammatoire et pro-résolution. Cette signature de tolérisation distincte a été confirmée dans les macrophages JD(+) lors d'une exposition ultérieure à la MAP. La validation des principaux gènes tolérés a montré que les macrophages JD(+) étaient façonnés pour ne pas répondre aux stimuli MAP transcriptionnels et immunitaires ultérieurs. Par exemple, alors qu'une activation synergique des voies NF-κB, MAPK et IRF était associée à des réponses cytokiniques aiguës dans JD(−), la voie canonique NF-κB (p50/p65/BCL3) et le séquestosome étaient étroitement régulés dans JD (+) macrophages.
Comprendre le mécanisme précis de la stimulation transcriptionnelle distincte observée dans les macrophages JD(+) est primordial pour le développement éventuel d'un traitement ou même de traitements. Nos résultats soutiennent l'hypothèse que MAP pourrait induire un état de tolérance dans les monocytes circulants des vaches JD(+), empêchant ainsi la réponse à une exposition ultérieure à MAP. Ce rapport fournit des indices importants sur les mécanismes de survie de la MAP et sur la façon dont la MAP manipule les macrophages pour favoriser la persistance de la maladie chez les bovins laitiers.