Le lactate induit une polarisation alternative (M2) des macrophages sous stimulation par le lipopolysaccharide in vitro via le récepteur couplé aux protéines G 81

Introduction

Le sepsis, état potentiellement mortel caractérisé par une inflammation systémique suivie d’une immunosuppression, reste un défi majeur en médecine intensive. L’hyperlactatémie, marqueur des sepsis sévères, corrèle avec un pronostic défavorable. Des données émergentes suggèrent que le lactate, au-delà de son rôle métabolique, module les réponses immunitaires. Cette étude explore le rôle du lactate dans la polarisation des macrophages sous stimulation par le lipopolysaccharide (LPS) et implique le récepteur couplé aux protéines G 81 (GPR81) dans ce mécanisme.

Conception expérimentale et méthodologie

Culture cellulaire et groupes de traitement

Des macrophages murins RAW 264.7 ont été répartis en trois groupes principaux :

1. Groupe témoin 1 : Macrophages non traités (sans LPS ni lactate).
2. Groupe LPS : Macrophages stimulés par 100 ng/mL de LPS pendant 24 heures.
3. Groupe LPS + Lactate : Macrophages traités avec du LPS (100 ng/mL) et 10 mmol/L de lactate. Le lactate a été exposé pendant 15 minutes, suivi d’une incubation de 4 heures après lavage.

Pour l’inhibition de GPR81, deux groupes supplémentaires ont été créés :

• Groupe GPR81(–) : Macrophages transfectés avec un siRNA ciblant GPR81 (Lipofectamine).
• Groupe témoin 2 : Macrophages traités avec un siRNA non ciblant.

Analyses et mesures

• Cytokines et chimiokines : Dosage par ELISA du TNF-α, IL-6, IL-10, CCL-3, CCL-20, CCL-22 et CCL-24 dans les surnageants.
• Expression protéique : Western blot pour quantifier GPR81 et la GAPDH.
• Transfection par siRNA : Deux administrations de siRNA Silencer Select ciblant GPR81 à 24 heures d’intervalle.

Résultats clés

Modulation de la polarisation macrophagique par le lactate sous stimulation LPS

1. Suppression des cytokines pro-inflammatoires :

   • Le LPS augmente significativement le TNF-α (P < 0,001) et l'IL-6 (P < 0,01) versus le témoin 1.
   • Le lactate réduit le TNF-α de 45 % et l’IL-6 de 38 % (P < 0,05), indiquant une inhibition de la polarisation M1.

2. Modification du profil des chimiokines :

   • Le LPS augmente les chimiokines M1 (CCL-3 : P < 0,01 ; CCL-20 : P < 0,05). Le lactate les réduit de 32 % et 28 %.
   • Le lactate augmente les chimiokines M2 : CCL-22 (+1,7 fois ; P < 0,05) et CCL-24 (+2,1 fois ; P < 0,01).

3. Surexpression de GPR81 :

   • Une augmentation de 2,5 fois de GPR81 est observée dans le groupe LPS + Lactate versus LPS seul (P < 0,001).

Rôle central de GPR81 dans les effets immunomodulateurs du lactate

1. Abolition des effets par inhibition de GPR81 :

   • Dans les macrophages GPR81(–), le lactate ne supprime pas le TNF-α ni l’IL-6.
   • La suppression de CCL-3/CCL-20 et l’induction de CCL-22/CCL-24 par le lactate sont réduites de 41 % à 53 % (P < 0,01).

2. Mécanismes moléculaires :

   • L’activation de GPR81 par le lactate inhibe la signalisation NF-κB induite par le LPS.
   • L’induction de CCL-22/CCL-24 suggère une polarisation M2 dépendante de GPR81.

Discussion

Lactate et immunopathologie du sepsis

Le sepsis implique une phase hyperinflammatoire initiale suivie d’une immunosuppression. Cette étude révèle le rôle dual du lactate : suppression de l’inflammation M1 et promotion de la polarisation M2, correspondant à la phase immunosuppressive. L’augmentation de l’IL-10 (cytokine anti-inflammatoire) renforce cette hypothèse.

GPR81 comme cible thérapeutique

L’implication de GPR81 ouvre des perspectives thérapeutiques. Des études antérieures dans l’hépatite immune montrent que son activation réduit les lésions hépatiques. Dans le sepsis, moduler GPR81 pourrait atténuer l’inflammation excessive ou potentialiser l’immunosuppression selon le contexte clinique.

Implications cliniques et limites

1. Observations contradictoires des cytokines :

   • Bien que le lactate réduise le TNF-α/IL-6 in vitro, ces cytokines restent élevées chez les patients septiques, reflétant la complexité des interactions cellulaires in vivo.

2. Concentrations supra-physiologiques de lactate :

   • La dose utilisée (10 mmol/L) dépasse les taux physiologiques (1–2 mmol/L), mais des accumulations tissulaires localisées pourraient mimer ces conditions.

3. Risque d’immunosuppression excessive :

   • L’induction de CCL-22/CCL-24 pourrait aggraver l’immunosuppression et les infections secondaires, nécessitant des stratégies thérapeutiques équilibrées.

Conclusion

Cette étude démontre que le lactate régule la polarisation macrophagique via GPR81 sous stimulation LPS. En supprimant les marqueurs M1 (TNF-α, IL-6, CCL-3, CCL-20) et en induisant les marqueurs M2 (CCL-22, CCL-24), le lactate favorise une reprogrammation immunosuppressive. L’inhibition de GPR81 abolit ces effets, confirmant son rôle pivot. Ces résultats soulignent le potentiel thérapeutique de la voie lactate-GPR81 dans le sepsis, bien que des études in vivo restent nécessaires.

doi : 10.1097/CM9.0000000000000955