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  Responsable : THEZE Jacques (jtheze@pasteur.fr)


  resume

 

L'IL-2 est une cytokine majeure du système immunitaire. Elle interagit avec un récepteur (RIL-2) composé de trois sous-unités (a, b et g). Nous développons trois grands axes de recherche :1) la caractérisation des voies de signalisation de l'IL-2 grâce à l'étude d'un mimétique de l'IL-2 humaine ; 2) rôle de l'IL-2 dans le contrôle l'amplitude des réponses T et le maintien de l'homéostasie ; 3) étude de l'impact de la dérégulation du système IL-2/RIL-2 sur l'immunodépression induite au cours de l'infection par le VIH.



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Mode d'action de l'IL-2 : contrôle de l'équilibre activation/ et maintien de l'homéostasie (P. Chastagner, J. Reddy)

Nous avons cherché à d'identifier de nouveaux gènes dont l'expression est sous contrôle de l'IL-2. Une soustraction de banque de cDNA a été réalisée à partir d'une lignée cellulaire capable de proliférer avec del'IL-2 ou de l'IL-4. Ceci, nous a conduit à la sélection de 66 transcrits différents. La cinétique d'expression de 8 de ces transcrits a suggéré que ces transcrits seraient induits au cours du phénomène d'activation /différenciation déclenché par l'IL-2 au niveau des lymphocytes T (L T). Un premier groupe de ces gènes codent pour des facteurs impliqués dans le contrôle de la transcription, CCCTC-binding factor, Jun inhibitor factor-1,et les facteurs de transcriptions E2F-4 et AMP-responsive element-binding protein, zhx-1. L'IL-2 augmente aussi l'expression de l'a-tubuline, une protéine du cytosquelette et de protéines plurifonctionnelles i.e. b-catenine et nucleolin. Par ailleurs, nous avons montré que le TNF-b fait partie des gènes précocement induits par l'IL-2, grâce à un mécanisme précédemment identifié pour l'induction de la chaîne de l'IL-2Ra, (activation de la voie Jak/STAT et la présence d'un site de fixation pour STAT5 en amont du gène du TNF-b). L'étude de l'expression de ces gènes a été poursuivie in vivo dans des lignées de souris où le gène de l'IL-2 est invalidé ou non, (IL-2-/-, IL-2-/+). Les souris IL-2-/- se caractérisent dans les organes lymphoïdes secondaires par une prolifération aberrante des LT qui contraste avec un thymus normal (structure et fonction). Dans les souris IL-2 déficientes, nous avons observé un défaut d'expression de certains de ces gènes, spécifiquement au niveau des organes lymphoïdes secondaires. Dans ces organes, d'autres gènes de la famille du TNF (TNF-a, LT-b, TNFR1 et TNFR2) ont été montré comme le TNF-b sous le contrôle de l'IL-2. Le rôle critique joué par l'IL-2 sur l'expression de ces gènes suggère leur implication possible dans le contrôle de l'activation et le maintien de l'homéostasie des LT en périphérie. Récemment, nous avons montré que la prolifération et la résistance excessive des LT des souris IL-2-/- est associée à une plus forte expression de cFLIP, une protéine inhibitrice de activation de l'apoptose dépendante du TNF-R ou de FAS.


Caractérisation d'un nouvel agoniste du RIL-2b humain (R. Eckenberg,, J-L. Moreau, F. Gesbert.)

Dans le cadre d'une étude structure-fonction de l'IL-2 humaine, nous avons caractérisé un nouvel agoniste de la chaîne b du RIL-2, le peptide p1-30. Ce peptide est composé par les 30 premiers aminoacides de l'IL-2. Afin d'élucider les mécanismes d'action de cette nouvelle molécule, nous avons étudié ses propriétés physico-chimiques et biologiques. L'étude de sa structure secondaire et quaternaire en solution ont montré un repliement en hélice a et une association sous forme d'un tétramère. Des études conduites avec des lignées cellulaires exprimant une ou plusieurs chaînes de l'IL-2R humain ou encore à l'aide anticorps spécifiques de ces chaînes ont montré que seule la chaîne b est indispensable à son action. Une synergie est observée quand ce peptide est utilisé en association avec l'IL-2 l'IL-4, l'IL-9 et l'IL-15, des cytokines pour lesquelles la chaîne gc rentre dans la composition de leur récepteur. Compte tenu de l'association élective de ce peptide avec la chaîne b nous avons entrepris une caractérisation de la cascade de signalisation mise en jeu par p1-30. Les signaux de transduction induits par p1-30 ont été étudiés. De façon similaire à l'IL-2, p1-30 provoque la phosphorylation de la protéine adaptatrice SHC et l'activation de la protéine kinase p56lck. Dans le système IL-2/RIL-2, ces deux protéines sont spécifiquement recrutées par le RIL-2b.
Contrairement à l'IL-2, p1-30 provoque la phosphorylation de la kinase Tyk2 et ne conduit ni à l'activation des protéines Jak1 et Jak3 ni de STAT5s. A un niveau transcriptionnel, p1-30 induit l'expression Bcl-2 et une induction synergique avec l'IL-2 des proto-oncogènes c-myc, c-jun et c-fos et pourrait expliquer la synergie de ces deux molécules sur la prolifération cellulaire.

L'identification des cibles cellulaires potentielles de p1-30 dans les PBMCs a été entreprise. Sur les PBMCs. P1-30 induit une activité de type LAK et la production d'IFN-g. CD69 qui est un marqueur précoce de l'activation cellulaire est exclusivement détectée sur les sous-populations NK et CD8low, des sous-populations intervenant dans les phénomènes de cytotoxicités et présentant une expression constitutive de la chaîne b de l'IL-2R.
Nos études, sur p1-30, ont aussi comme perspectives de déterminer quel est son potentiel thérapeutique ou encore l'identification de dérivés possédant un meilleur indexe thérapeutique.


Implication de l'IL-2 et de son récepteur dans l'immunopathologie associé à l'infection VIH (D. David, H. Keller, L. Bani, S. Beq, V. Pasquier, M. Kryworuchko, J-H. Colle.)

Nous avons réalisé l'analyse de l'expression des trois chaînes de l'IL-2R à la surface des cellules lymphomonocytaires provenant de sang d'individus normaux et de patients en cours d'infection chronique avec le HIV. Chez les individus normaux, on observe deux profils qui recoupent la séparation schématique en cellules de la réponse non spécifique versus spécifique. Les cellules NK et les monocytes expriment de façon abondante soit la chaîne b soit g respectivement. Avec les lymphocytes (T CD4, T CD8 et L B) aucune des trois chaînes n'est détectée en surface. La chaîne g est néanmoins exprimée par les T CD4, CD8, NK et les L B et reste localisée dans un compartiment intracellulaire. Chez les patients, HIV+, une forte expression de surface des trois chaînes du RIL-2 est observée avec les CD8 et les L B. Chez les patients, la réactivité à l'IL-2 des LB contraste avec l'insensibilité des CD8 ou à une diminution de la réactivité des NK à cette cytokine.
L'étude de ces paramètres biologiques a été conduite avec des patients bénéficiant d'une tri thérapie et pour lesquels la virémie est passée en dessous du seuil de détection. Dans ces conditions, nous avons observé conjointement à l'augmentation du nombre des CD4, une acquisition d'une réactivité à l'IL-2 pour les CD8 et la restauration de celles des NK. La faible capacité de production d'IL-2 par les CD4 des patients HIV+ est connue depuis longtemps et considérée jouer un rôle important dans le mécanisme du déficit immunitaire de ces patients, les anomalies que nous avons mises en évidence au niveau de l'expression du fonctionnement des chaînes de l'IL-2R, semblent aussi contribuer à ce défaut. Plus récemment, l'analyse de l'expression de l'IL-2R et sa fonctionnalité a été réalisée chez des patients enrôlés dans un traitement discontinu d'IL-2, car malgré le fait qu'ils bénéficiaient d'une trithérapie et d'un contrôle efficace de la virémie leur nombre de CD4 restait en dessous d'un seuil critique. Après l'instauration de ce traitement, conjointement à une remonté rapide des CD4, nous avons observé les changements suivant pour les CD4 : une diminution de la susceptibilité à la mort par apotose, un accroissement de l'expression de Bcl-2 et l'acquisition d'une réactivité à l'IL-2.
Pour la plus part des patients bénéficiant d'une trithérapie, le contrôle de la charge virale est le plus souvent associé à certaine restauration du nombre des CD4 mais aussi de la réactivité à l'IL-2. Les études réalisées avec le dernier groupe de patients révèlent un nouvel aspect du déficit immunitaire, qui n'est pas dépendant de la persistance d'un processus viral actif. Ces études seront poursuivies au niveau du mode d'action de l'IL-2 in vivo et étendues à l'évaluation thérapeutique de l'IL-2.



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