Production d'anticorps par des cellules non-immunitaires

Antibody production from non-immune cells

• Auteur / Autrice : Alice Capuz
• Direction : Michel Salzet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 05/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Protéomique, Réponse Inflammatoire, Spectrométrie de Masse (PRISM)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Vermersch
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Chiara Guerrera, Vincent Sobanski, Franck Rodet, Philippe Marin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hélène Castel, Virginie Redeker

Mots clés

Mots clés contrôlés

Reprogrammation cellulaire

Transcriptome

Protéomique

Développement neurologique

Neurones

Astrocytes

Immunoglobulines

Lésions et blessures

Moelle épinière

Mots clés libres

Repousse neuritique

Antibody

Astrocytes

Transcriptomic

Proteomic

Neurones

Neurogenesis

Résumé

La moelle épinière est l'une des parties les plus importantes du système nerveux central (SNC). Cependant, celle-ci peut être sujette à des lésions allant de la contusion à la section, à la suite d'accidents de la route, d'agressions physiques, de chutes, etc. Malheureusement, aucun traitement efficace n'est réellement connu à ce jour. Dans ce contexte, il est important de caractériser les mécanismes moléculaires mis en jeu lors de cette physiopathologie. Pour cela, une étude protéomique spatio-temporelle sur des rats présentant une lésion de la moelle épinière (LME) a été réalisée. Celle-ci a permis de mettre en évidence que la région rostrale localisée en amont de la lésion synthétise des facteurs impliqués dans la neurogenèse ; alors que sur le site de lésion et la région caudale localisée en aval de la lésion, les facteurs produits sont de nature inflammatoire. De façon surprenante, cette étude a également montré que les sécrétomes issus des cultures organotypiques de ces différents segments de la LME contiennent des immunoglobulines Gamma (IgG), d'isotypes IgG1, IgG2A, IgG2B et IgG2C. Celles-ci apparaissent dès 12 h après lésion. Or, lors d'une réponse adaptative conventionnelle, la production d'IgG par les lymphocytes B nécessite 7 à 8 jours. Bien qu'actuellement, il soit considéré que seuls les lymphocytes B soient capables de produire des IgG, cette expression précoce soutient l'idée que ces Igs pourraient être produites par des cellules résidentes du SNC. Ainsi, le but de cette thèse a été d'identifier la source de ces Igs et de déterminer leur rôle lors d'une LME. Au cours de ce travail, nous avons montré que des Igs peuvent être produites au sein même du système nerveux central par les neurones et les astrocytes. En effet, à l'aide d'analyses multi-omiques, nous avons révélé l'expression constitutive des chaînes lourdes IgG2C et IgG2B dans les neurones et les astrocytes respectivement. Lorsque nous nous sommes intéressés à la chaîne lourde IgG2B dans les astrocytes, des études de surexpression et d'invalidation ont montré un rôle de cette IgG dans le maintien de l'identité des astrocytes. Ces Igs se sont révélées particulières, car elles ne présentent pas une forme classique, mais plutôt une forme aberrante. C'est-à-dire des parties variables et constantes aussi bien pour la chaîne lourde IgG que pour la chaîne légère Kappa qui sont produites de façon indépendante. Nous avons pu montrer par des études fonctionnelles que ces Igs présenteraient un rôle dans la conservation du phénotype astrocytaire et seraient impliquées dans la neurogénèse et la repousse neuritique. Ces nouvelles immunoglobulines peuvent être nommées les « Igs dérivées des cellules neurales ». Ces résultats renforcent les dernières recherches montrant que les Igs peuvent produire par d'autres cellules que les cellules B. En conclusion, l'ensemble de ces travaux a permis de mettre en évidence une nouvelle classe d'Igs issu de cellules non-B, ouvrant la porte à des recherches portant sur leurs rôles et leurs cibles au sein du SNC dans des conditions physiologiques normales ou physiopathologiques.

The spinal cord is one of the most important parts of the central nervous system (CNS). However, the spinal cord can be subject to injury (SCI), ranging from contusion to severance, due to life events (motor vehicle or bicycle accidents, physical aggression, falls etc.). Unfortunately, no effective treatment is known to date. In this context, it is important to characterize the molecular mechanisms involved in this physiopathology. To this end, a spatio-temporal proteomic study on rats with a spinal cord injury (SCI) was carried out. This made it possible to highlight that the rostral region located upstream of the lesion synthesizes factors involved in neurogenesis; whereas at the lesion site and in the caudal region located downstream of the lesion the factors produced are inflammatory in nature. Surprisingly, this study also showed that the secretomes from organotypic cultures of these different segments of injured spinal cord contain Gamma immunoglobulins (IgG), of the isotypes IgG1, IgG2A, IgG2B and IgG2C. Surprisingly, these appear as early as 12 hours after injury. However, during a conventional adaptive response, the production of IgG by B lymphocytes requires 7 to 8 days. Although it is currently considered that only B lymphocytes can produce IgG, this early expression supports the idea that these IgGs could be produced by CNS resident cells. Thus, the aim of this thesis was to identify the source of these IgGs and to determine their role in SCI. In the course of this work, we have shown that Igs can be produced in the central nervous system by neurons and astrocytes. Indeed, using multi-omics analysis, we revealed the constitutive expression of IgG2C and IgG2B heavy chain in neurons and astrocytes respectively. When we focused on the IgG2B heavy chain in astrocytes, overexpression and invalidation studies showed a role for this IgG in maintaining astrocyte identity. These Igs were found to be peculiar in that they did not have a classical form, but rather an aberrant form. That is, independent variable and constant parts for both the IgG heavy chain and the Kappa light chain. We were able to show by functional studies that these Igs had a role in the conservation of the astrocytic phenotype and were involved in neurogenesis and neuritic regrowth. They can now be called “neural derivated Igs”. The current dogma is that Ig is produced by B lymphocytes (LB) during an immune response. Our work tends to show that B cells are no longer the only ones to produce these Igs. In conclusion, our work has identified a new class of non-B cell derived Igs, opening the door to research on their roles and targets in the nervous system under normal or pathophysiological conditions.