Des déficiences génétiques comme modèles naturels pour l'étude de la régulation des checkpoints immunitaires et la caractérisation des réponses auto-immunes

Genetic deficiencies as natural models to study the immune-checkpoints regulation and to better characterize the autoimmune response

• Auteur / Autrice : Laure Delage
• Direction : Frédéric Rieux-Laucat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 13/12/2021
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Maladies Génétiques (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Sanofi
• Jury : Président / Présidente : Eliane Piaggio
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Pellier, Eric Tartour
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Lambotte, Matthieu Mahevas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antigène CTLA-4

Protéines de points de contrôle immunitaires

Syndrome des plaquettes grises

Mutation (biologie)

Autoimmunité

Maladies congénitales

Mots clés libres

Syndrome des plaquettes grises

SPG

CTLA-4

NBEAL2

LRBA

Domaine BEACH

Protéine contenant un domaine BEACH

Trafic vésiculaire

Recyclage

Dégradation lysosomale

Granule lytique

Interactome

Checkpoint immunitaire

Auto-immunité

Gray platelet syndrome

GPS

CTLA-4

NBEAL2

LRBA

BEACH domain

BEACH-domain containing protein

Vesicular traffic

Recycling

Lysosomal degradation

Lytic granule

Interactome

Immune checkpoint

Autoimmunity

Résumé

Des mutations récessives de NBEAL2 ont été décrites chez des patients atteints du syndrome des plaquettes grises (SPG). Ce syndrome se caractérise par une macro-thrombopénie, avec des plaquettes dénuées de granules-alpha, conduisant à des troubles de la coagulation, souvent associés à une splénomégalie. Ainsi, NBEAL2 a un rôle crucial dans le trafic des granules-alpha plaquettaires. En outre, notre laboratoire a montré que les patients avec un déficit en NBEAL2 peuvent présenter des caractéristiques cliniques semblables aux syndromes lymphoprolifératifs auto-immuns ; suggérant un rôle de NBEAL2 dans l'homéostasie immunitaire et la tolérance. Une cohorte internationale plus large de patients SPG a confirmé et décrit de nouvelles anomalies immunitaires chez ces patients (maladies auto-immunes, autoanticorps, lymphopénies). Si le rôle de NBEAL2 dans le trafic des granules est souvent étudié, le mécanisme exact conduisant au développement des manifestations auto-immunes chez les patients SPG reste inconnu. NBEAL2 appartient à une famille de protéines, impliquées dans le trafic vésiculaire, et possédant toutes un domaine BEACH conservé. Dans cette famille de protéines à domaine BEACH, une des protéines les plus proche de NBEAL2 est LRBA. LRBA est impliqué dans le recyclage de CTLA-4, un checkpoint immunitaire inhibiteur. CTLA-4 joue un rôle crucial dans la régulation des réponses immunitaires et la tolérance. Des mutations récessives de LRBA conduisent à des caractéristiques cliniques semblables aux déficiences partielles en CTLA-4 : auto-immunité, infiltrations lymphocytaires et lymphopénie B progressive. En condition physiologique, LRBA empêche la dégradation lysosomale de CTLA-4 et permet son recyclage à la membrane plasmatique. Par analogie avec LRBA, nous avons étudié l'importance de NBEAL2 dans le trafic intracellulaire des checkpoints immunitaires et nous avons apporté un nouveau regard sur son rôle dans les lymphocytes. NBEAL2 est ainsi une protéine d'échafaudage, se liant à LRBA, et impliquée dans le trafic de CTLA-4 ainsi que le trafic vésiculaire en général. Ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur la régulation de CTLA-4 dans les lymphocytes T activés, une nouvelle liste de partenaires pour la protéine NBEAL2 ainsi qu'un nouveau modèle pour le trafic vésiculaire dans lequel est impliqué NBEAL2. Enfin, une meilleure compréhension des mécanismes conduisant à l'auto-immunité chez les patients atteints du syndrome des plaquettes grises pourrait conduire à un diagnostic plus précoce et un traitement adapté.

Recessive NBEAL2 mutations have been reported in patients with Gray Platelet Syndrome (GPS). This syndrome is characterized by a macro-thrombocytopenia, with platelets lacking alpha-granules, leading to bleeding disorders, often associated with splenomegaly. Thus, NBEAL2 plays a crucial role in the trafficking of alpha-granules in platelets. Moreover, our lab has also described NBEAL2 deficiencies in patients presenting clinical features of the autoimmune lymphoproliferative syndrome, suggesting a role of NBEAL2 in immune homeostasis and tolerance. A broader international cohort of GPS patients has been described, revealing immune system abnormalities (autoimmune diseases, autoantibodies, lymphopenia). If the role of NBEAL2 in the traffic of granules is often investigated, the exact mechanism leading to the development of autoimmune manifestations in GPS patients remains unknown. NBEAL2 belongs to a protein family involved in vesicular trafficking, all of which possess a conserved BEACH domain. Within this BEACH-domain containing proteins family, one of the closest members to NBEAL2 is LRBA. LRBA is involved in the recycling of CTLA-4, an inhibitory immune checkpoint. CTLA-4 plays a crucial role in the regulation of immune responses and tolerance. Recessive mutations of LRBA lead to similar clinical features as partial CTLA-4 deficiency: autoimmunity, lymphocytic infiltrations, and progressive B lymphopenia. Physiologically, LRBA prevents the lysosomal degradation of CTLA-4 and allows its recycling to the membrane. By analogy with LRBA, we investigated the importance of NBEAL2 in immune checkpoints intracellular trafficking and we brought new insights on its role in lymphocytes. Thus, NBEAL2 is a scaffold protein, binding LRBA, and involved in CTLA-4 trafficking as well as in vesicular trafficking in general. This work brings new knowledge to the regulation of CTLA-4 in activated T lymphocytes, a list of new partners for NBEAL2 protein and a new model of vesicular trafficking in which NBEAL2 is involved. Finally, a better understanding of the mechanisms leading to autoimmunity in patients with gray platelets syndrome could lead to better diagnosis and treatment management.