Origine des molécules du complexe majeur d'histocompatibilité dans la présentation croisée dépendante du protéasome

The origin of MHC-I involved in proteasome dependent cross-presentation

• Auteur / Autrice : Nawel Merzougui
• Direction : Peter Van Endert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 5

Mots clés

Mots clés contrôlés

génétique

Antigènes

Proteasome endopeptidase complex

Complexe majeur d'histocompatibilité

immunologie

Molécules d'adhérence cellulaire

Antigènes d'histocompatibilité HLA

Protéasome

Complexe majeur d'histocompatibilité

Origines

Molécules

Résumé

La présentation croisée dépendante du transporteur associé à la présentation antigénique (TAP) est considérée comme la voie de présentation croisée la plus efficace. La dépendance de TAP dans cette voie est interprétée comme une preuve de sa fonction de transport actif des précurseurs peptidiques dans les compartiments où a lieu le chargement des molécules du complexe majeur d’histocompatibilité de classe I (CMH de classe I) : le reticulum endoplasmique (RE) et les vésicules endo-phagosomales. Dans ce travail, nous avons réexaminé ce concept en utilisant des cellules dendritiques TAP déficientes. L’outil principal utilisé lors des expériences est la pré-incubation des cellules dendritiques déficientes pour TAP toute une nuit à 26°C. Cette procédure est connue pour augmenter l’expression en surface cellulaire des molécules de classe I dans de telles cellules. Au cours de ce travail, nous avons trouvé que les cellules dendritiques déficientes pour TAP et pré-incubées à 26°C crossprésentent les antigènes particulaires avec une grande efficacité, égale ou souvent meilleure que des cellules normales. De façon surprenante, la restauration de la présentation croisée par la pré-incubation à 26°C est complètement abolie par les inhibiteurs du protéasome. Parallèlement, l’inhibition du protéasome n’a pas affecté la présentation croisée des antigènes particulaires qui ne nécessitent pas une digestion par le protéasome pour la génération des épitopes pour les lymphocytes T. Ce dernier résultat suggère que l'inhibition du protéasome dans nos expériences n’interfère pas avec la maturation du phagosome ou avec d'autres mécanismes cellulaires impliqués dans la présentation croisée. En revanche, cette inhibition semble affecter la protéolyse cytosolique des antigènes phagocytés. Pris ensemble, nos données expérimentales suggèrent que dans les cellules dendritiques déficientes pour TAP, les antigènes particulaires cross-présentés sont dégradés dans le cytosol par le protéasome,, retrotransloqués dans les phagosomes et / ou le réticulum endoplasmique pour être chargés sur les molécules de CMH de classe I (vraisemblablement les molécules de recyclage) de manière TAP indépendante. De manière surprenante, la normalisation des molécules CMH de classe I à la surface cellulaire par la pré-incubation à 26°C des cellules dendritiques déficientes pour TAP n'a aucun effet sur la présentation croisée d'antigènes internalisés par l’intermédiaire d’un récepteur membranaire. Ainsi, l'origine des molécules CMH de classe I et / ou leur chargement en peptides varie fortement entre les voies de présentation croisée endosomales et phagosomales. La présentation croisée phagosomale semble donc employer un nouveau mécanisme de transport des peptides du cytosol dans le compartiment de chargement des molécules CMH de classe I.

The dominant role of TAP-dependent pathway(s) in cross-presentation is commonly interpreted as evidence for transport of cross-presented antigenic peptides into specialized cross-presentation compartments or into the perinuclear ER by the TAP transporters. I have re-examined this concept using TAP-deficient dendritic cells. The main tool used for these experiments were TAP - deficient dendritic cells pre-incubated overnight at 26°C, a procedure known to increase cell-surface expression of class I molecules in such cells. I found that TAP-deficient dendritic cells pre-incubated overnight at 26°C cross-present particulate antigens with an efficiency equal to, or exceeding that of wild type cells. Surprisingly, restoration of cross-presentation by pre-incubation at 26°C is abolished by proteasome inhibitors. At the same time, proteasome inhibition does not affect cross-presentation of a particulate antigen not requiring proteasomal proteolysis for the T cells epitope generation. The latter result suggests that proteasome inhibition as used does not interfere with phagosome maturation or other cellular mechanisms involved in the cross presentation, but instead inhibits cytosolic proteolysis of phagocytosed antigen. Taken together, my experimental data suggest that in TAP-deficient DCs, cross-presented particulate antigens are degraded in the cytosol by the proteasome and gain access to (presumably recycling) MHC class I molecules in phagosomes and/or the ER in a TAP-independent manner. Interestingly, normalization of cell surface MHC class I molecules by pre-incubation at 26°C of TAP-deficient DCs has no effect at all on cross-presentation of receptor-targeted antigen. Thus, the origin of MHC class I molecules and/or the mode of their peptide loading differ strikingly between the endosomal and phagosomal cross-presentation pathways. Moreover, phagosomal cross-presentation appears to employ a novel mechanism for peptide transport from the cytosol into an MHC class I loading compartment.