TSSP, une protéase limitant l’apprêtement de certains antigènes du soi : étude des mécanismes impliqués et de leurs impacts sur le développement de l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale

TSSP, a protease limiting the processing of certain self-antigens : study of the mechanisms involved and their impact on the development of experimental autoimmune encephalomyelitis

• Auteur / Autrice : Maëva Girard
• Direction : Sylvie Guerder
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 27/09/2018
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Physiopathologie de Toulouse-Purpan (Toulouse ; 2002-2020)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Autoimmunité

Sérine-protéases

Encéphalomyélite auto-immune expérimentale

Mots clés libres

TSSP

Auto-immunité

Cellules dendritiques

TSSP

Autoimmunity

Dendritic cells

Résumé

TSSP (Protéase à Sérine Spécifique du Thymus) est une protéase exprimée de manière prépondérante dans le thymus par les cellules épithéliales thymiques corticales (cTEC) et par les cellules dendritiques thymiques (tDC). En revanche, TSSP n'est pas exprimée par les cellules dendritiques (DC) en périphérie même après activation par des agonistes de TLR (Toll-like Receptor). L'équipe a précédemment montré que les souris NOD déficientes pour TSSP (NOD TSSP°) sont totalement résistantes au développement du diabète de type 1 (T1D) contrairement aux souris NOD WT qui développent de manière spontanée la pathologie. L'absence de T1D est due à une augmentation de la sélection négative de cellules T CD4 spécifiques de certains antigènes des ilots de Langerhans par les tDC. Ainsi, la déficience en TSSP conduit à l'épuration du répertoire des cellules T CD4 auto-réactifs par des évènements de sélection négative dans le thymus limitant ainsi le développement du T1D. Bien que la fonction précise de TSSP reste inconnue, ces données et des données complémentaires montrent que TSSP dans les tDC limite la présentation de certains antigènes des ilots de Langerhans dans la voie classe II. Nous avons, dans un premier temps, déterminé si le rôle de TSSP peut être généralisé à une autre maladie auto-immune médiée également par les cellules T CD4, l'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE), un modèle murin de sclérose en plaque. Nous avons montré que la sévérité de l’EAE induite par immunisation avec le peptide MOG35-55 (Glycoprotéine de l'Oligodendrocyte de la Myéline) est réduite chez les souris NOD TSSP°. La réduction de sévérité chez les souris NOD TSSP° est associée à une augmentation de la délétion des cellules T CD4 spécifiques du peptide MOG35-55. TSSP limiterait la délétion thymique des cellules T CD4 spécifiques de MOG35-55. Ainsi TSSP, en réduisant le répertoire peptidique présenté par les molécules I-Ag7, conduirait à un défaut de tolérance centrale favorisant le développement de maladies auto-immunes. Dans un second temps, l’objectif de mes travaux de thèse a été d'apporter de nouvelles connaissances quant à la fonction de TSSP dans les tDC. L’ensemble des données suggèrent que TSSP limiterait la présentation d’antigènes dans la voie classe II, nous avons donc analysé les capacités d’internalisation et de dégradation des tDC par imagerie en flux. Nous avons montré que TSSP limite spécifiquement l'internalisation de la protéine ovalbumine dans les cellules dendritiques conventionnelles 2 (cDC2) et dans une lignée de DC mais n'affecte pas leurs capacités dégradatives. De plus, la réduction de l’internalisation des antigènes dans les tDC de souris NOD WT est indépendant de l’endocytose médiée par récepteur. Ces données suggèrent que TSSP en réduisant l'internalisation des antigènes pourrait limiter la formation de complexes peptide/CMH II et la présentation antigénique dans la voie classe II. Par ce mécanisme, TSSP induirait un défaut de tolérance centrale et favoriserait le développement de maladies auto-immunes.

TSSP (Thymus Specific Serine Protease) is a protease expressed predominantly in the thymus by thymic epithelial cortical cells (cTEC) and thymic dendritic cells (tDC). In contrast, TSSP is not expressed by dendritic cells (DC) in the periphery even after activation by TLR agonists (Toll-like Receptor). Previous studies showed that TSSP-deficient NOD mice are completely resistant to the development of type 1 diabetes (TD1) whereas NOD WT mice spontaneously develop pathology. The absence of T1D is due to an increase in the negative selection, by tDC, of CD4 T cells specific for certain antigens of the islets of Langerhans. Thus, TSSP deficiency leads to the crippling of the autoreactive CD4 T cells repertoire by negative selection in the thymus limiting the development of T1D. Although the precise function of TSSP remains unknown, these data and complementary data show that TSSP in tDC limits the presentation of certain islet antigens in the class II pathway. At first, the aim of my PhD work was to determine if the role of TSSP can be generalized to another autoimmune disease also mediated by CD4 T cells, experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), a mouse model of multiple sclerosis. We have shown that the severity of EAE induced by immunization with MOG35-55 (Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein) peptide is reduced in NOD TSSP° mice. Reduced disease severity is linked to increased deletion of MOG35-55 specific CD4 T cells in TSSP-deficient NOD mice. TSSP would limit the thymic deletion of MOG35-55 specific CD4 T cells. Thus, by reducing the peptide repertoire presented by the IAg7 molecules, TSSP would limit central tolerance and favor the development of autoimmune diseases. In continuation, the second objective of my thesis work was to clarify the function of TSSP in tDC. Given the suspected role of TSSP in the class II pathway we analyzed the internalization and degradation capabilities of tDCs by flow imaging. We have shown that TSSP specifically limits the internalization of ovalbumin protein in conventional dendritic cells 2 (cDC2) and in a DC line but does not affect the degradation of endocytosed OVA. The reduction of antigens internalization in the tDC of NOD WT mice is independent of receptor-mediated endocytosis. These data suggest that, by reducing internalization of antigens, TSSP could limit the formation of peptide/MHC II complexes and antigenic presentation in the class II pathway. By this mechanism, TSSP induces a defect of central tolerance and promotes the development of autoimmune diseases