Analyse du rôle joué par les protéines de la voie de réparation par jonction des extrémités non-homologues de l'ADN au cours du processus de commutation de classe des immunoglobulines

Role of NHEJ factors in the diversification process of the lymphoid System

• Auteur / Autrice : Gwenaël Le Guyader
• Direction : Jean-Pierre de Villartay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Souris

Protéines de liaison à l'ADN

Mutation

Lentivirus

Commutation de classe des immunoglobulines

Réparation de l'ADN

Résumé

La réparation des cassures double brin de l'ADN (CDB) est majoritairement prise en charge chez les mammifères par la machinerie de réparation des extrémités non-homologues (NHEJ). Un défaul d'expression d'une des protéines connues du NHEJ (tel qu'Artémis ou XRCC4) aboutit chez l'Homme ou la souris à un défaut de la recombinaison V(D)J associé à une sensibilité accrue aux agents induisant des CDB, entraînant un arrêt précoce du développement des cellules B et T. La voie NHEJ est supposée intervenir spécifiquement dans le mécanisme de commutation isotypique de la chaîne lourde des immunoglobulines (CSR), sans toutefois n'avoir jamais été indubitablement mise en cause. Afin de dépasser le défaut de recombinaison V(D)J, et ainsi d'évaluer finement le rôle des facteurs Artémis et XRCC4 dans la réaction de CSR, nous avons essayé de développer quatre différentes stratégies. Une des stratégies a servi à initier l'invalidation conditionnelle du gène murin Artémis dans les cellules B matures des centres germinatifs. Ces données n'ont pas permis d'impliquer Artémis dans le processus de réparation des extrémités non-homologues de l'ADN au cours du CSR. Pour définitivement statuer sur l'implication de la voie NHEJ durant le CSR, nous nous sommes efforcés de développer une stratégie d'invalidation conditionnelle du gène XRCC4 dans ces mêmes cellules B, en mettant en place un système de transgenèse lentivirale. Les résultats de ce modèle nous ont permis de définitivement impliquer XRCC4 et la voie NHEJ dans le processus de commutation isotypique. Son rôle n'est toutefois que partiel, suggérant que d'autres voies alternatives de réparation des CDB peuvent prendre le pas au cours du CSR.

The immune System is the site of intense DNA damage. Indeed, DNA double-strand breaks (DSBs) are a constant threat to ail living cells. Mammalian cells tend to utilize mainly the non-homologous end-joining pathway (NHEJ) to repair DSBs. Lack of one of the NHEJ proteins (Artemis or XRCC4) leads to a severe combined immune deficiency with radiosensitivity in mammals. Mature B cells migrate to secondary lymphoid organs, where they undergo antigen-driven immunoglobulin-gene diversification through somatic hypermutation and class-switch recombination (CSR). So far, XRCC and DNA Ligase IV are the only proteins required for ail types of NHEJ reactions that have no reported roles outside NHEJ. Therefore, although most available evidence points to a role for NHEJ factors in CSR, elucidation of the role of XRCC4 would provide the most unequivocal proof. To bypass the embryonic lethality and the V(D)J recombination defect of knockout models, we tried to develop four differents strategies to identify the role of Artemis and XRCC4 in CSR. The purpose of one of these strategies was to bring about conditional inactivation of Artemis murine gene in mature germinal center B cells. We found that Artemis-deficient B cells undergo robust CSR, indicating that NHEJ pathway functions mostly in CSR via an Artemis-independent mechanism. To formally implicate NHEJ process in CSR, we built up a strategy of conditional invalidation of XRCC4 gene in mature B cells. Our results connect XRCC4 and NHEJ pathway to CSR while reflecting the use of an alternative pathway using microhomologies in the repair of CSR DSB in the absence of XRCC4.