Rôle de FAN et de la voie sphingomyéline-céramide associée à une sphingomyélinase neutre dans les réponses immuno-inflammatoires

Role of FAN and of neutral sphingomyelinase associated sphingomyelin-ceramide pathway in the immuno-inflammatory responses

• Auteur / Autrice : Anne Montfort
• Direction : Bruno Ségui, Hervé Benoist
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

TNF (cytokines)

Anticorps antinucléaires

Sphingolipides

Mots clés libres

Fan

Tnf

Inflammation

Mélanomes

Sphingolipides

Résumé

Le TNF alpha est une cytokine proinflammatoire impliquée dans les réponses anti-infectieuses et anti-tumorales, ainsi que dans certaines maladies autoimmunes. FAN (Factor Associated with Neutral sphingomyelinase activation) est une protéine adaptatrice qui s'associe à un domaine particulier du TNF-RI, le domaine NSD (Neutral Sphingomyelinase Domain). Le NSD et FAN sont nécessaires à l'activation d'une sphingomyélinase neutre (nSMase) qui hydrolyse la sphingomyéline en céramide, en réponse au TNF alpha. Les travaux récents du laboratoire montrent que la déficience en FAN chez la souris confère une résistance partielle à l’hépatite fulminante induite par le TNF alpha, indiquant un rôle potentiel de FAN dans la signalisation inflammatoire du TNF-R1. La première partie de cette thèse a consisté à clarifier le rôle de FAN dans diverses réponses immunitaires et inflammatoires. Nous montrons que FAN est impliqué de façon sélective dans la sécrétion de cytokines inflammatoires telles que CXCL2 et l'IL6 en réponse au TNF alpha. Ce rôle de FAN est associé in vivo au recrutement des polynucléaires neutrophiles et au développement d'une réponse anticorps vis-à-vis d'un antigène thymo-dépendant. Nous montrons également que la déficience en FAN, contrairement à la déficience en TNF alpha, n'altère pas la mise en place d'une réponse anti-infectieuse. Dans un deuxième temps, nous avons évalué le rôle de FAN et du TNF alpha de l'hôte dans la croissance des mélanomes B16 et la mise en place d'une réponse immunitaire spécifique anti-mélanome. De façon remarquable la croissance des B16 est fortement inhibée chez les souris TNF-/-, phénomène associé une augmentation de la réponse immunitaire T CD8+, spécifique des cellules B16. Le déficit en FAN ne s'accompagne pas d'une inhibition de la croissance des B16 et d’altération de la réponse immunitaire T CD8+. Ainsi, nos résultats soulignent le rôle du TNF alpha de l'hôte dans la croissance des cellules de mélanome par des mécanismes indépendants de la protéine FAN. Dans une dernière partie, FAN et le TNF-R1 étant impliqués dans la production de céramide, notamment par l'activation de la nSMase 2, nous avons évalué l'effet de la surexpression de cette phospholipase, sur la croissance des cellules B16. Nos résultats montrent que la surexpression de la nSMase 2 entraîne (i) une accumulation de céramide intracellulaire, (ii) une inhibition d'environ 20% de la prolifération et de la clonogénicité des B16 et (iii) une diminution de plus de 50% de la croissance des tumeurs B16 chez la souris. L'ensemble de ces travaux illustre le rôle modulateur de la voie sphingomyéline/céramide dépendante de l'activation d'une nSMase, dans divers contextes physiopathologiques impliquant entre autres, le TNF alpha.

TFN alpha is a proinflammatory cytokine, which plays a major role in anti-infectious and anti-tumoral immune responses, and involved in autoimmune diseases. FAN (Factor Associated with Neutral sphingomyelinase activation) is constitutively associated to the NSD (Neutral Sphingomyelinase Domain) domain of TNF-R1. FAN and NSD are both essential for the activation of a neutral sphingomyélinase (nSMase) in response to TNF alpha. Recent published data of the laboratory demonstrated that FAN deficient mice are partially resistant to the induction of TNF alpha-induced fulminant hepatitis. This indicates the potential involvement of FAN in the TNF-R1-dependent inflammatory signaling pathway. The first part of this work aimed at clarifying the involvement of FAN in the establishment of diverse immunological responses. Notably, our data show that FAN is selectively implicated in TNF alpha - induced cytokine (CXCL2, IL6) secretion. This observation is associated in vivo to the involvement of FAN in leucocyte recruitment and the establishment of a specific thymo-dependent humoral immune response. On the contrary, FAN does not seem to be essential for the development of an anti-infectious immune response. We analyzed the effect of the host FAN and TNF alpha deficiency in mice on melanoma development and specific anti-melanoma immune response. Interestingly, TNF alpha deficiency leads to an important decrease in the B16 tumor growth associated with an increased specific T CD8+ immune response against B16 cells. On the contrary FAN deficiency neither induces a decrease of the tumor growth nor a modulation of the specific T CD8+ immune response. Our results thus indicate that the host TNF alphaplays a major role in melanoma growth and immune response, independently of the presence or absence of FAN. Taking into account the involvement of FAN and TNF-R1 in nSMase 2-dependent ceramide generation, we evaluated in the last part of the study, the impact of the over-expression of this phospholipase in B16 cell growth. Our result show that the nSMase 2 over-expression leads to (i) the intracellular ceramide accumulation, (ii) an approximately 20% inhibition of cell growth and clonogenicity in vitro and (iii) a 50% decrease of tumor growth in mice. In summary, this work illustrates the modulatory effect of the nSMase-dependent sphingomyelin/ceramide pathway in different pathophysiological context notably involving TNF alpha.