Analyse du rôle des PIP2 dans l'initiation de la signalisation TCR et l'activation lymphocytaire

Regulation of the T cell receptor membrane dynamics and triggering mechanism by phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate

• Auteur / Autrice : Nassima Chouaki-Benmansour
• Direction : Hai Tao He
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 31/10/2014
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Naquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yannick Hamon, Oreste Acuto
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincenzo Di bartolo, Denis Hudrisier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antigène CD4

Cellules -- Activation

Lymphocytes T

Mots clés libres

Tcr

Cd3

Pip2

Cellule T

Activation

Tcr

Cd3

Pip2

T Cell

Activation

Résumé

L'activation des lymphocytes T est un événement fondamental de la réponse immunitaire adaptative. Elle est déclenchée par la transduction du signal médiée par le complexe TCR/CD3.Le mécanisme de déclenchement du signal via le TCR reste, mal compris. Mon projet de thèse vise à examiner la contribution des PI(4,5)P2 dans le mécanisme du déclenchement du signal TCR. L'expression ectopique d'une phosphatase spécifique de PIP2 a permis de réduire de 50% les PI(4,5)P2 membranaires. L'analyse du profil de phosphorylations spécifiques des tyrosines montre que l'expression ectopique de cette 5-phosphatase augmente les événements de phosphorylation à l'état basal comparés à des conditions analogues pour des cellules contrôles. En revanche, alors que suite à l'engagement du TCR par le complexe MHC-peptide indépendamment du co-récepteur CD4 nous observons une augmentation des phosphorylations, l'activation par le complexe MHC-peptide CD4 dépendant semble affectée. Nous avons analysé la contribution des PI(4,5)P2 dans la dynamique membranaire du TCR grâce à la technique svFCS. PIP2 peuvent jouer un rôle essentiel dans la régulation de la dynamique latérale du TCR à la membrane plasmique. Enfin, nous avons observé que l'inhibition par la néomycine (aminoglycoside qui en tant que polycation peut se lier et neutraliser le groupement anionique de PI(4,5)P2), aboutit à des changements similaires dans la dynamique membranaire du TCR et la régulation proximale dans des cellules T primaires murines CD4+. Ensemble, nos données révèlent le rôle régulateur fondamental de PI(4,5)P2 dans la dynamique membranaire du TCR et de CD4, pour le contrôle de l'initiation des voies de signalisation du TCR.

PI(4,5)P2 plays important roles in a large spectrum of membrane-based cellular activities . It is therefore surprising that it is currently not known if PI(4,5)P2 is also involved in the T cell receptor (TCR) signal transduction mechanism. We investigate here the role of PI(4,5)P2 in the regulation of the TCR membrane dynamics and signaling initiation using a combination of biophysical, biochemistry and cell biology approaches. Ectopic expression of the Inp54p, a 5-phophatase that hydrolyzes PI(4,5)P2 into PI(4)P, with a membrane targeting signal specifically decreased by 50% of the PI(4,5)P2 in a CD4+ T cell hybridoma. Interestingly, we observed that this decrease caused modified TCR (and CD4 co-receptor) dynamics in the plasma membrane. The lateral diffusion switched from a regime dominated by dynamic partitioning in the cholesterol- and sphingolipid-dependent nanodomains into one dominated by dynamic partitioning in the actin cytoskeleton-assisted nanodomains. This switch was associated with a change in activation of the TCR and proximal signaling pathways both at the basal level and upon stimulation. Upon pMHC engagement, the CD4-independent activation of the TCR signaling pathways was found significantly augmented while that of CD4-dependent was affected. We further provided evidence for the involvement of PI(4,5)P2 in the Finally, we found that inhibition of interactions between PI(4,5)P2 and endogenous proteins with neomycin resulted in the modified TCR membrane dynamics and proximal signaling in primary murine CD4+ T cells. Altogether, our data reveal that PI(4,5)P2 is crucially involved in the control of the activation of TCR early signaling pathways.