Azithromycine, Allogreffe de cellules souches hématopoïétiques, Multi-omics, Surveillance immunitaire, Microbiota

L'azithromycine (AZM) est un macrolide de deuxième génération prescrit pour ses propriétés antibiotiques ou immunomodulatrices pour le traitement des pathologies pulmonaires chronique inflammatoires. Dans le cadre de l'allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (allo-HSCT), l'administration d'AZM afin prévenir la survenue de maladie du greffon contre l'hôte pulmonaire a été évaluée au cours de l'étude ALLOZITHRO. Cette étude était un essai de phase 3, randomisé, comparé à un placebo avec un suivi en double aveugle. L'analyse intermédiaire a révélé une augmentation inattendue du risque de rechute de l'hémopathie initiale associée à la prise d'AZM (hazard ratio=1,7, p=0,002). Nous avons formulé l'hypothèse que l'AZM pourrait augmenter le risque de rechute par l'inhibition de la réponse immunitaire anti-tumorale après allo-HSCT. Celle-ci peut être influencée par des modifications des métabolites circulants ou du microbiote digestif. L'objectif de cette étude était de déterminer si l'AZM pouvait favoriser la rechute par un effet direct sur les cellules immunitaires ou indirect par des modifications du microbiote du receveur ou par des modifications des métabolites issus du receveur ou de son microbiote. Dans une première partie, nous avons étudié 240 échantillons sanguins issus de patients inclus dans ALLOZITHRO. La durée médiane entre l'allo-HSCT et le prélèvement était de 85 jours. L'étude par cytométrie de masse a révélé que les patients traités par AZM présentaient (i) une fréquence de lymphocyte T (LT) inférieure aux contrôles, (ii) un biais de différentiation Th2 des LT CD4+, (iii) une augmentation des LT régulateurs et (iv) une augmentation des LT CD8+PD1+. Les LT des patients du groupe AZM exhibaient plus de profils épuisés caractérisés par l'expression de Tox, PD1 et TIGIT. L'analyse métabolomique du plasma et des cellules a révélé des différences de concentrations de métabolites impliqués dans les voies des lipides et du métabolisme énergétique cellulaire. L'intégration multi-omics a révélé que les populations Th2 et les métabolites impliqués dans le métabolisme énergétique étaient aussi associés à la rechute. L'analyse en cellule unique du transcriptome (scRNA-Seq) a montré un enrichissement des voies du métabolisme des lipides, de la glycolyse, de la respiration mitochondriale et de l'inflammation. In vitro, l'AZM inhibait la prolifération, la cytotoxicité et la production des cytokines pro-inflammatoires par les LT. La perte de fonction était associée à une inhibition de la signalisation du TCR et de la glycolyse. A deux jours de l'activation, l'étude en scRNA-Seq des LT a révélé une sous-expression des gènes pro-inflammatoires et mitochondriaux et une surexpression des gènes inhibiteurs de la réponse immune tel que SOCS1. Dans une seconde partie, nous avons étudié la composition du microbiote bactérien et viral et du métabolome fécal le premier mois suivant l'allo-HSCT. A partir de 148 échantillons de selles issus de 55 patients, nous avons observé une diminution de l'alpha-diversité du microbiote après allo-HSCT. Les quatre entérotypes bactériens de cette étude étaient associés à l'alpha-diversité, à la prise d'AZM et à la rechute. La prise d'AZM et la rechute étaient également associées à des microbiomes spécifiques composés d'unité taxonomique opérationnelle (OTU) du genre des Bacteroides, Prevotella et d'Enterococcus. L'intégration avec les données du virome et du métabolome a permis de calculer un réseau de corrélation révélant des modules associant ces OTU avec les voies métaboliques de la glycolyse, des phospholipides et des acides biliaires et des espèces de phages. L'ensemble de ces résultats illustrent que l'AZM inhibe directement la réponse anti-tumorale par un effet sur le métabolisme énergétique des LT. L'inhibition de la réponse anti-tumorale pourrait également être accentuée par les modifications métaboliques associées aux altérations du microbiote digestif induite par l'AZM.