Compréhension de l'impact fonctionnel des mutants de eif2ak dans les cellules dendritiques et les interféronopathies

Understanding the functional impact of eif2ak mutants in dendritic cell and Interferonopathies

• Auteur / Autrice : Angelo Pilotti
• Direction : Philippe Pierre, Frederic Rieux-laucat
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : SCIENCES DU VIVANT Immunologie
• Date : Inscription en doctorat le 03/07/2024
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences du Vivant
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CIML - Centre d'Immunologie de Marseille-Luminy

Mots clés

Mots clés libres

Kinases

Phosphatases

EIF2a

Cellules dendritiques

Auto-immunité

Immunologie

Kinases

Phosphatases

EIF2a

Dendritic cells

Autoimmunity

Immunology

Résumé

La réponse cellulaire intégrée au stress (ISR) réduit la synthèse des protéines en réponse au stress, tout en établissant un programme transcriptionnel favorisant la résolution du stress et la survie cellulaire par l'activation des kinases EIF2A et des phosphatases. En cas de déséquilibre du système immunitaire, les cellules dendritiques Plasmacytoïd (pDC), les monocytes et les cellules B peuvent alimenter l'auto-immunité en libérant anormalement des cytokines et de l'interféron de type I (IFN) qui contribuent à la récidive de la maladie. L'équipe du Dr Philippe Pierre a montré que les molécules de la réponse cellulaire intégrée au stress (ISR), telles que PERK (EIF2AK3) sont nécessaires pour la production d'IFN de type I en réponse aux acides nucléiques (NA) ou aux toxines, événements clés de l'apparition des interféronopathies et des flairs. Ils ont identifié, en collaboration avec F. Rieux-Laucat (IHU Imagine, Paris), de nouvelles variantes humaines rares avec une susceptibilité accrue au lupus érythémateux systémique familial (SLE) et à la vasculopathie associée au STING chez l'enfant (SAVI) patients présentant des mutations dans divers gènes eif2ak, y compris eif2ak3/perk et CREP. Le projet se concentrera sur pDC, qui affiche des caractéristiques de type ISR et produit des IFN de type I récurrents pendant les interféronopathies. Nous étudierons donc : 1) comment l'induction de l'ISR dans la pDC conduit à la production d'IFN de type I, qui devient pathogène chez les individus sensibles porteurs de mutations dans les gènes de l'ISR. Les méthodologies de biologie cellulaire, ainsi que la synthèse des protéines, le métabolisme énergétique et la surveillance des cytokines par cytométrie de flux avancée seront effectuées sur des CSH et des modèles de cellules transformées conçus par Cas9, ainsi que sur des PBMC. 2) Identifier les signatures omiques spécifiques aux gènes/mutations dans les lignées cellulaires de patients ou de modèles modifiés. L'analyse du riboseq et l'identification de la biotinylation de proximité (BIO-ID) par spectrométrie de masse seront effectuées pour révéler les réseaux moléculaires reliant différents acteurs moléculaires de l'ISR aux voies de signalisation de l'immunité innée, comme l'adaptateur anti-viral STING et finalement type-Production d'IFN et/ou activation des voies JAK/STAT. 3) Caractériser à l'aide de la biologie cellulaire et des approches immunologiques la diaphonie entre la détection de microbes ou de toxines et l'ISR dans les pDCs et contribue potentiellement à l'apparition d'interféronopathies en potentialisant les réponses dans les cellules mutées.

The cellular Integrated Stress Response (ISR) reduces protein synthesis in response to stress, while establishing a transcriptional program favoring stress resolution and cell survival through the activation of EIF2A kinases and phosphatases. Upon immune system unbalance, Plasmacytoïd dendritic cells (pDC), monocytes and B cells can fuel auto-immunity by abnormally releasing cytokines and type-I Interferon (IFN) that contribute to disease recurrence. Dr Philippe Pierre's team showed that molecules in the cellular integrated stress response (ISR), such as PERK (EIF2AK3) are required for the production of type-I IFN in response to nucleic acids (NA) or toxins, key events in Interferonopathies onset and flairs. They have identified, in collaboration with the F. Rieux-Laucat (IHU Imagine, Paris), new rare human variants with increased susceptibility to familial Systemic Lupus Erythematosus (SLE) and STING-associated vasculopathy in infancy (SAVI) patients displaying mutations in various eif2ak genes, including eif2ak3/perk and CREP. The project will focus on pDC, that display ISR-like features and produce recurrently type-I IFN during interferonopathies. We will therefore: 1) Study how ISR induction in pDC leads type-I IFN production, which becomes pathogenic in susceptible individuals bearing mutations in ISR genes. Cell biology methodologies, as well as protein synthesis, energy metabolism and cytokines monitoring by advanced flow cytometry will be performed on Cas9 engineered differentiated HSCs and transformed cell models, as well as on PBMCs. 2) Identify the gene/mutation-specific omics signatures inmutated patient or engineered model cell lines. Riboseq analysis and proximity biotinylation identification (BIO-ID) by mass spectrometry will be performed to reveal the molecular networks linking different ISR molecular players to the innate immunity signaling pathways, like the anti-viral STING adaptor and ultimately type-I IFN production and/or activation of the JAK/STAT pathways. 3) Characterize using cell biology and immunology approaches the crosstalk between microbe or toxin sensing and the ISR in pDCs the potentially contributes to interferonopathies onset by potentializing the responses in mutated cells.