La parodontite apicale (PA) est une pathologie fréquente en odontologie, avec une prévalence variante, entre 33 et 70 % selon les populations et augmentant avec l’âge. Elle correspond à une réaction inflammatoire localisée de l’os périapical, consécutive à une infection endodontique d’origine bactérienne. Cette inflammation, caractérisée par un tissu granulomateux et un infiltrat lympho-plasmocytaire, conduit à une destruction osseuse progressive. Les lésions périapicales d’origine endodontique (LIPOE) représentent ainsi un véritable enjeu de santé publique. Le taux d’échec élevé des traitements endodontiques impose souvent un recours à la chirurgie. Cette pathologie a un impact sur la qualité de vie des patients. Au-delà de leur dimension locale, un lien est désormais envisagé entre la PA et certaines pathologies systémiques, telles que le diabète ou les maladies cardiovasculaires. Les précédentes recherches menées au sein de notre équipe ont montré qu’une écologie spécifique du microbiote endodontique influence la sévérité des lésions : une diversité bactérienne élevée est associée à des lésions de moindre ampleur (PAI < 3), tandis qu’une perte de diversité favorise leur aggravation (PAI > 3).
A partir de ces observations, cette thèse vise à mieux comprendre les mécanismes moléculaires par lesquels le microbiote périapical influence la sévérité du granulome et sa possible interaction avec le métabolisme systémique. Ce travail s’articule autour de deux volets complémentaires.
La première étude est conduite au CHU de Toulouse Rangueil auprès de patients nécessitant une chirurgie endodontique. Un recueil standardisé inclut des données sociodémographiques et hygiéno-diététiques, des prélèvements salivaires, sanguins, de fluide sulculaire et de granulome le jour de l’intervention. Un suivi à un an, fondé sur une évaluation clinique et radiologique (par tomographie volumique), permet d’analyser la cicatrisation. Les images radiologiques pré et post-opératoire sont segmentées et le volume des lésions est comparé. Nous avons développé une approche technologique innovante combinant le séquençage métagénomique (shotgun sequencing) et la cytométrie en flux à partir du même échantillon, afin d’établir un double phénotypage bactérien et immunitaire du granulome. Les analyses montrent une influence significative de certains paramètres cliniques sur la distribution des cellules immunitaires du granulome. La base de données multiomiques générée (métagénomique, métabolomique, transcriptomique et imagerie 3D) constitue un outil unique pour identifier les interactions hôte-microbiote prédictives de la sévérité et du potentiel de cicatrisation des lésions périapicales.
La seconde étude, réalisée sur modèle murin, explore le rôle de l’interleukine 17 (IL-17) dans l’exacerbation des lésions périapicales induites par les lipopolysaccharides (LPS) de Porphyromonas gingivalis (Pg), ainsi que son impact sur la tolérance au glucose, dans un contexte de déséquilibre métabolique. Des souris sauvages et IL-17 knock-out ont été exposées à des bactéries Pg appauvries ou non en LPS. Les résultats montrent que la présence de LPS accentue significativement la lyse osseuse, le recrutement de cellules Th17 et la sévérité des lésions périapicales. A contrario, son absence/mutation ou l’invalidation d’IL-17 atténuent la perte osseuse, l’intolérance au glucose et l’infiltration immunitaire. Cela suggère que IL-17 constitue un médiateur clé reliant inflammation locale et altération métabolique. En cibler le recrutement, pourrait représenter une approche thérapeutique innovante afin d’améliorer le contrôle glycémique et réduire le risque de diabète de type 2, chez les personnes atteintes d'une maladie périapicale. |
Apical periodontitis (AP) is a common condition in dentistry, with a prevalence ranging from 33% to 70% depending on the population and increasing with age. It involves a localized inflammatory reaction of the periapical bone resulting from a bacterial endodontic infection. This inflammation, characterized by granulomatous tissue and a lymphocytic-plasmacytic infiltrate, leads to progressive bone destruction. Periapical lesions of endodontic origin (LIPOE) thus represent a significant public health challenge. The high failure rate of endodontic treatments often necessitates surgical intervention. This condition impacts patients’ quality of life. Beyond its local effects, a link is now being considered between AP and certain systemic conditions, such as diabetes or cardiovascular disease. Previous research conducted by our team has shown that a specific endodontic microbiome ecology influences lesion severity: high bacterial diversity is associated with less severe lesions (PAI < 3), while a loss of diversity promotes their worsening (PAI > 3).
Based on these observations, this thesis aims to better understand the molecular mechanisms by which the periapical microbiota influences the severity of the granuloma and its potential interaction with systemic metabolism. This work is structured around two complementary components.
The first study is being conducted at Toulouse Rangueil University Hospital with patients requiring endodontic surgery. A standardized data collection includes sociodemographic and hygiene-dietary data, as well as saliva, blood, sulcular fluid, and granuloma samples collected on the day of the procedure. A one-year follow-up, based on clinical and radiological evaluation (via computed tomography), allows for the analysis of healing. Pre- and post-operative radiological images are segmented, and lesion volume is compared. We have developed an innovative technological approach combining metagenomic sequencing (shotgun sequencing) and flow cytometry using the same sample to establish dual bacterial and immune phenotyping of the granuloma. The analyses show a significant influence of certain clinical parameters on the distribution of immune cells within the granuloma. The generated multi-omics database (metagenomic, metabolomic, transcriptomic, and 3D imaging) constitutes a unique tool for identifying host-microbiota interactions predictive of the severity and healing potential of periapical lesions.
The second study, conducted in a mouse model, explores the role of interleukin 17 (IL-17) in the exacerbation of periapical lesions induced by lipopolysaccharides (LPS) from Porphyromonas gingivalis (Pg), as well as its impact on glucose tolerance, in the context of metabolic imbalance. Wild-type and IL-17 knockout mice were exposed to Pg bacteria that were either LPS-depleted or LPS-containing. The results show that the presence of LPS significantly increases bone resorption, Th17 cell recruitment, and the severity of periapical lesions. Conversely, the absence/mutation or inactivation of IL-17 attenuates bone loss, glucose intolerance, and immune infiltration. This suggests that IL-17 acts as a key mediator linking local inflammation and metabolic dysfunction. Targeting its recruitment could represent an innovative therapeutic approach to improve glycemic control and reduce the risk of type 2 diabetes in individuals with periapical disease. |