Conséquences de l'expression de la protéine GILZ sur la fonction des cellules dendritiques

Consequence of GILZ expression on the dendritic cells functions

• Auteur / Autrice : Joseph Calmette
• Direction : Françoise Bachelerie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 21/12/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Inflammation, microbiome, immunosurveillance (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2010-....)
• Jury : Président / Présidente : Eric Tartour
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Françoise Bachelerie, Eric Tartour, Géraldine Schlecht-Louf, Laurent Mascarell
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Maria Cristina Cuturi, Gilles Dadaglio

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules T auxiliaires

Tolérance immunitaire

Cellules dendritiques

Cellules suppressives

Mots clés libres

Gilz

Cellules dendritiques

Treg

Capture antigènique

Gilz

Dendritic cells

Regulatory T cells

Antigen uptake

Résumé

Les cellules dendritiques (DC) sont les cellules professionnelles de la capture et de la présentation antigènique et font l'interface entre l'immunité innée et l'immunité adaptative. Suite à la reconnaissance de divers signaux de dangers (PAMP/DAMP), les DC s'activent et dégradent l'antigène afin de le présenter aux LT naïfs dans les organes lymphoïdes secondaires et ainsi initient une réponse immunitaire immunogène ou tolérogène. Le contrôle de la réponse immunitaire est notamment possible grâce aux lymphocytes T régulateurs. Il en existe deux types : les nTreg qui se différencient dans le thymus et les pTreg qui se différencient dans les organes lymphoïdes secondaires et/ou dans les tissus. Les DC sont indispensables à leur activation et à leur différenciation respectivement. Les Treg possédent un arsenal variés de mécanismes qui leur conférent leur fonction régulatrice : sécrétion de cytokines immunosuppressives (IL-10, TGF-β et IL-35), activité cytotoxique, déprivation de l'environnement en IL-2….Selon la nature des réponses lymphocytaires T CD4 qu'elles induisent, les DC peuvent être classées fonctionnellement en DC activatrices/immunogènes (DCact) versus DC tolérogènes (DCreg). Les DCact sont définies par leur capacité à induire des lymphocytes T CD4 effecteurs et CD8 cytotoxiques. Les DCreg sont caractérisées par leur capacité à induire des Treg qui vont contrôler la réponse immunitaire. Ces DCreg peuvent être induites par des cytokines (IL-10 et TGF- β produites par exemple par certains Treg), sous l'effet sous l'effet de vitamines anti-oxydantes ou de la vitamine D3, de l'acide rétinoïque, par traitement aux glucocorticoïdes (GC) ou encore sous l'effet de facteurs produits par des pathogènes comme la toxine cholérique. Durant mes travaux de thèse je me suis intéressé aux conséquences physiologiques de l'expression de la protéine Glucocorticoid-Induced Leucine Zipper dans les DC. En effet, les DC humaines et murines surexpriment cette protéine sous l'effet des GC, de l'IL-10, du TGF-β, de la mitomycin C, de la rapamycine, de la vitamine D3 et enfin de l'environnement tumoral. Sur des DC dérivées de monocytes, ils avait été montré que GILZ est nécessaire et suffisant pour induire un phénotype (diminution de l'expression membranaire de CD40, CD80, CD86, CMH-II et augmentation de PD-L1 et ILT-3) et une fonction (sécrétion d'IL-10 et diminution de la production de CCL3, CCL5 et CXCL8) tolérogènes chez ces cellules. De plus, les DC GILZhi sécrètent de l'IL-10 et induisent la différenciation de Treg CTLA-4+IL-10+, spécifiques de l'antigène, dont certains expriment le facteur de transcription FoxP3 et qui inhibent la prolifération de LT CD4 autologues. Mes travaux ont pour finalité d'évaluer l'importance physiologique de l'expression de GILZ par les DC in vivo, et en particulier sa contribution à l'induction et au maintien de la tolérance immunologique à l'homéostasie ou dans un contexte pathologique. Pour atteindre ces objectifs, je disposais de deux modèles de souris complémentaires, créés au laboratoire, les souris CD11c-GILZhi, surexprimant GILZ spécifiquement dans les DC, et les souris CD11c-GILZko, conditionnellement déficientes pour GILZ dans leurs DC. Les travaux que j'ai effectués jusqu'à présent ont permis d'établir que la surexpression de GILZ dans les DC leur confère un phénotype tolérogène in vivo (faible expression des molécules de CMH II et production d'IL-10) et est suffisante pour induire une accumulation de Treg à l'homéostasie et une expansion de nTreg suite à une stimulation antigénique. De plus, L'absence de GILZ dans les DC leur confère une capacité de capture antigènique par macropinocytose accrue. In vivo, cet accroissement de la capture est sélectif et ne touche que les DC CD8α+.Finement régulée par des signaux antigéniques, biologiques ou chimiques, GILZ est un puissant régulateur de la balance immunogénicité/tolérogénicité dans les fonctions de la DC.

Dendritic cells (DC) are professionnal antigen-presenting cells and interface between innate immunity and adaptative immunity. After danger signals recognition, DC activate and process antigen to present to naive T cells in the secondary lymphoid organs (SLO) and thus, initiate the immune response, immunogenic or tolerogenic. Control of immunitary response is possible by regulatory T cells (Treg). There are two types of Treg : nTreg that differenciate in the thymus, and pTre that differenciate in SLO and/or in tissues. DC are essential for their activation or their differenciation respectively. Treg possess a large arsenal of regulatory mechanisms : cytokines secretion (IL-10, TGF-B and IL-35), cytotoxic activity, IL-2 environnement deprivation…According to theT CD4 lymphocytary responses, DC are functionnaly classified in activator/immunogenic DC (DCact) versus tolerogenic DC (DCreg). DCact induce effector CD4 T cells and cytotoxic CD8 T cells. DCreg induce Treg controlling the immune response. DCreg can be induce by cytokines (IL-10 and TGF-B produce by Treg for example), by anti-oxidant vitamin or vitamin D3, by retinoic acid, by glucocorticoid (GC) treatment and by various product of pathogens. During my thesis work, I focused on the physiological consequences of GILZ expression in DC. Human and murin DC overexpress GILZ after GC treatment and after treatment with IL-10, TGF-B, mitomicyn C, rapamycin, vitamin D3 and under the influence of the tumoral microenvironnement. On monocytes derived-DC, it has been demonstrated that GILZ is necessary and sufficient to induce a tolerogen phenotype (decrease of CD40, CD80, CD86, MHC-II expression and increase of PD-L1 and ILT-3 expression) and functionnality (IL-1à secretion and decrease of CCL3, CCL5 and CXCL8 production). So, GILZhi DC induce the differenciation of antigen-specific CTLA-4+IL-10+ Treg whose a part express FoxP3 and inhibit the proliferation of CD4 autologous T cells. My work evaluate the physiological importance of GILZ expression by DC in vivo, and more particularlythe contribution of this expression on the induction and the support of the immune tolerance at homeostasis and in pathologic context. To reach my objectives, I haved two complementary murin models, created in the laboratory : the CD11c-GILZhi mice, overexpress GILZ specifically in the DC, and the CD11c-GILZko mice, deficient for GILZ expression in mice. Studies I have done show that overexpression of GILZ in vivo in DC induce a tolerogenic phenotype in these cells (decrease of MHC-II expression and IL-10 production) and is sufficient to induce accumulation of Treg at homeostasis and expansion of nTreg after antigenic stimulation. Thus, lack of GILZ in DC increase their macropinocytic antigen uptake capacity. In vivo, this increase is selective of CD8a+ DC. Being strongly regulated by antigen, biologic or chemicals signals, these work show GILZ like a powerful regulator of the immunogenecity/tolerogenicity balance in the DC functionnalities.