Thèse en cours

Interleukine-26 et cellules lymphoïdes innées : analyse de leur rôle dans le développement épithélial et l'homéostasie de l'intestin des poissons zèbres.
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Auteur / Autrice : Yazan Salloum
Direction : Pedro Hernandez
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Biologie cellulaire et développement
Date : Inscription en doctorat le 01/10/2020
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique et biologie du développement
Equipe de recherche : Développement et homéostasie des tissus muqueux
établissement opérateur d'inscription : Institut Curie (Paris ; 1978-....)

Mots clés

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Résumé

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Le tractus gastro-intestinal représente un système complexe abritant plus de cellules immunitaires et de microorganismes commensales que tout autre endroit de notre corps. Dans l'intestin, une diaphonie dynamique entre les cellules immunitaires, les cellules épithéliales et le microbiote assure une physiologie et une homéostasie adéquates des organes. À l'heure actuelle, on sait peu de choses sur la façon dont les circuits entre les cellules hôtes et le microbiote intestinal sont construits au début de la vie. En outre, on ne sait toujours pas si et comment ces circuits contrôlent le développement épithélial de l'intestin et l'homéostasie pendant la croissance des organes. Des études d'association pangénomique (GWAS) ont identifié le gène de l'interleukine-26 (IL-26) comme un locus de risque pour les maladies inflammatoires intestinales (MII), un groupe de pathologies inflammatoires intestinales chroniques. De plus, l'IL-26 est surexprimée chez les patients atteints de MICI. Cependant, la fonction de cette cytokine reste insaisissable, en grande partie en raison de l'absence d'IL-26 chez les rongeurs. Le poisson-zèbre est un modèle émergent pour étudier le développement et l'inflammation intestinaux et possède un orthologue unique du gène humain de l'IL-26. Nos données préliminaires montrent que l'IL-26 est exprimé à l'état d'équilibre et fortement induit lors de l'exposition bactérienne dans les intestins des larves de poisson-zèbre, ce qui fait référence à un rôle potentiel de cette cytokine dans le développement intestinal et l'homéostasie. Chez l'homme, l'IL-26 est fortement exprimée dans les cellules lymphoïdes innées (ILC), le membre du système immunitaire le plus récemment identifié. Les ILC sont des contributeurs clés à l'homéostasie des tissus barrières, y compris l'intestin, chez la souris et l'homme. Cependant, les fonctions exactes des ILC dans le développement intestinal, la physiologie et l'inflammation n'ont pas encore été déterminées, principalement en raison du manque de marqueurs spécifiques aux ILC. Nous avons récemment découvert que les ILC existent également chez le poisson-zèbre et, en utilisant le séquençage de l'ARN d'une seule cellule (scRNA-seq), nous avons révélé qu'elles possèdent toutes des sous-catégories d'ILC ressemblant à celles des ILC humaines. Fait important, nous avons identifié un marqueur spécifique des ILC qui expriment des cytokines ciblant les cellules épithéliales, dont il26, permettant de cibler spécifiquement ces cellules pour des études fonctionnelles. Au cours de ma thèse de master 2, nous avons découvert que il26 est exprimé à l'état d'équilibre et fortement induit lors de l'exposition bactérienne dans l'intestin. J'ai également découvert que l'expression d'il26 dans l'intestin nécessite une détection bactérienne par des récepteurs de type Toll et que dans les modèles de poissons qui manquent de lymphocytes adaptatifs, il26 est significativement surexprimé. Nos résultats préliminaires font état d'un rôle potentiel de cette cytokine dans le développement de l'intestin et l'homéostasie, et suggèrent une interférence entre les cellules exprimant il26, le microbiote et les lymphocytes adaptatifs dans ce processus. Nous émettons l'hypothèse que les il26 et les ILC régulent le développement épithélial de l'intestin, la physiologie et l'homéostasie, et qu'elles s'entremêlent avec le microbiote et les lymphocytes adaptatifs pour préserver l'homéostasie de l'intestin. Dans le projet de thèse proposé, nous prévoyons d'exploiter les avantages du modèle du poisson-zèbre pour caractériser en détail les rôles des il26 et des ILC dans le développement et la fonction de l'épithélium intestinal. Nous identifierons les facteurs contrôlant leur activité et décoderons comment ils participent à l'établissement et au maintien d'un microenvironnement homéostatique dans l'intestin. Notre programme est structuré autour de trois objectifs complémentaires : i) caractériser in vivo le rôle de l'il26 dans le développement épithélial de l'intestin, la physiologie et l'homéostasie ; ii) étudier le rôle des cellules lymphoïdes innées dans le développement épithélial de l'intestin, la physiologie et l'inflammation ; iii) disséquer la diaphonie entre les ILC et l'il26 avec le microbiote et les lymphocytes adaptatifs. Notre analyse comprendra des méthodologies de pointe telles que l'imagerie en direct, l'immunocoloration et la microscopie, la cytométrie en flux, le transfert de lymphocytes T adoptifs, la génération et l'analyse d'animaux exempts de germes, la transplantation de microbiote, les défis immunitaires, la RCPQ, ainsi que le séquençage d'ARN unicellulaires et en masse. Avec ces travaux, nous visons à disséquer comment l'interaction entre les circuits intercellulaires de l'hôte et le microbiote intestinal façonne le développement épithélial, la physiologie et l'homéostasie.