Unité: Biologie des Populations Lymphocytaires - CNRS URA 1961

Responsable: FREITAS Antonio

Les thèmes de recherche de l'UBPL sont :

L'étude des mécanismes homéostatiques contrôlant le nombre de cellules B et T

L'étude des mécanismes de survie lymphocytaire : les taux de production, de renouvellement et de mort

L'étude du rôle de la compétition lymphocytaire dans la sélection et le contrôle des réponses immunes primaires et mémoires

Homéostasie et sélection des cellules B (Yi Hao, Emmanuelle Gaudin): La tolérance des cellules B est déterminée par des mécanismes de sélection. La sélection négative des cellules auto réactives a été bien démontrée. A l'opposé, la sélection positive des cellules B reste à démontrer. Nous avons pu montrer que des cellules B autoréactives ne sont pas toujours éliminées en présence d'auto-antigènes membranaires. À doses faibles, les auto-antigènes membranaires permettent la survie de cellules exprimant un BCR autoréactif de haute affinité. Nous avons aussi pu montrer que l'inclusion allélique du BCR modifie le devenir des cellules B autoréactives ; de faibles quantités d'auto-antigènes induisent la sélection et l'accumulation de cellules B autoréactives qui expriment un nombre diminué de récepteurs autoréactifs. Ces cellules ont une avidité d'association avec l'auto-antigène diminuée. Une fraction de ces cellules est activée et sécrète des auto-anticorps qui forment des complexes immuns circulants. L'ensemble de nos résultats démontre que les cellules B, dites conventionnelles, subissent une sélection positive et que le devenir d'une cellule B autoréactive dépend de la quantité d'auto-antigènes, du nombre de récepteurs engagés et de l'avidité globale de sa liaison avec l'auto-antigène.

Homéostasie et fonction des cellules T régulatrices CD4+ CD25+ (Afonso Almeida). Durant l'année 2004, nous avons réalisé des études dans le but d'identifier les facteurs responsables de l'homéostasie des cellules T CD4+ CD25+ régulatrices et de comprendre le rôle crucial de cette sous-population dans le maintien de l'homéostasie de l'ensemble des cellules T périphériques. L'examen approfondi de résultats anciens et plus récents argumente en faveur d'une régulation stricte de la proportion des cellules T CD4+ CD25+ régulatrices. Grâce à la génération, puis au co-transfert de cellules T régulatrices CD4+ CD25+ issues de souris IL-2-/- avec des cellules T IL-2-/- ou wild type, nous avons pu démontrer que l'IL-2, produite soit par les cellules CD4+ CD25+ elles-mêmes, soit par des cellules contaminantes activées/mémoires, était un facteur clé pour la fonction et l'expansion des cellules régulatrices. L'ensemble de nos études nous a poussés à considérer la possibilité d'une indexation du nombre des cellules T CD4+ CD25+ régulatrices sur le nombre des cellules T CD4+ activées produisant de l'IL-2 afin d'expliquer pourquoi la proportion relative de cellules T CD4+ CD25+ est si strictement régulée. Nous avons également initié des études qui devraient nous aider à comprendre les similitudes et les différences entre les phénotypes des souris scurfy, IL-2-/- et CD25-/-. Des études publiées, dans lesquelles l'expression forcée du facteur de transcription foxp3 dans des cellules T CD4+ périphériques naïves avait entraîné l'acquisition de fonctions régulatrices dans ces mêmes cellules, ont également montré l'induction de l'expression de CD25 dans ces cellules. Nous avons décidé d'examiner la possibilité d'une nécessité absolue de l'expression de CD25 pour la fonction de foxp3 exprimé par les cellules T CD4+ régulatrices. Nous avons infecté des précurseurs de moelle osseuse CD25-/- par un rétrovirus exprimant le gène foxp3 et reconstitué des souris rag2-/- avec ces précurseurs. Nous avons pu sauvé ces chimères de moelle osseuse. Afin de clarifier ce résultat, les souris sauvées ont été sacrifiées et les cellules T matures périphériques ou les précurseurs de moelle osseuse ont été utilisés dans d'autres expériences. Ces expériences sont en cours et devraient mettre en lumière le rôle de chaque molécule dans la génération, la survie et les fonction de la sous-populations T CD4+ CD25+.

Rôle de l'IL- 7/ IL-7 récepteur dans l'homéostasie des cellules T (Jaime Franco). Les mécanismes contrôlant la taille du compartiment T périphérique ne sont pas encore totalement connus. Il a déjà été montré que l'IL-7 était impliquée dans la production et la survie des cellules T matures périphériques. Par conséquent, il est possible que l'IL-7 puisse aussi jouer un rôle sur la taille du compartiment T mature. Toutefois, la relation quantitative entre les taux d'IL-7 et les cellules T périphériques n'est pas encore établie. Nous avons mis au point un système expérimental permettant la production de cellules B et T dans des hôtes IL-7-/-Rag-/-, basé sur l'expression et la production renforcée d'IL-7. Ce système expérimental nous permettra d'étudier en détails les relations entre la dose disponible d'IL-7 et la production T ainsi que la taille du compartiment. En utilisant ce système, nous pouvons aussi générer des cellules T matures produisant de l'IL-7 qui seront utilisées pour réguler le potentiel d'expansion T et l'homéostasie dans des hôtes Il-7-/-.

Prolifération des cellules T CD4+ induites par lymphopénie : régulation différentielle des protéines STAT 4 et 6 (Vanesa Guajardo).

L'issue d'une réponse immunitaire dépend des capacités de compétition acquises au travers de la différenciation des cellules T CD4+ en effecteurs Th1 ou Th2. Comme les protéines Stat4 et Stat6 sont impliquées dans la génération et le maintien des cellules Th1 et Th2 respectivement, nous avons comparé les cinétiques de cellules T CD4+ Stat4-/- et Stat6-/- en situation de compétition lors de la reconstitution par des précurseurs de moelle osseuse et de prolifération induite par lymphopénie. Après transplantation de moelle osseuse, les deux populations présentent la même capacité à reconstituer le pool périphérique. Après transfert dans des hôtes lymphopéniques, les cellules T CD4+ sauvages et Stat6-/- présentent un avantage prolifératif, associé de manière précoce à l'expression de la forme active phospho-stat4 et à la disparition de Stat6. Malgré ces différences, les cellules T Stat4-/- et Stat6-/- atteignent un nombre similaire à l'équilibre. Cependant, quand les deux types de cellules T CD4+ Stat4-/- et Stat6-/- sont co-injectés dans le même hôte, les cellules Stat6-/- deviennent dominantes et excluent les cellules Stat4-/-. Ces résultats suggèrent que l'activation cellulaire impliquant la voie de signalisation Stat4 et la disparition concomitante de stat6 confèrent à des cellules pro-Th1 un avantage prolifératif . Cet avantage a dans une situation de compétition, des répercussions tardives majeures en modifiant l'équilibre final homéostatique des populations et en favorisant l'établissement d'une domination cellulaire T CD4+ Th1.

Compétition et survie au sein du compartiment des cellules T CD4 mémoires (Sylvie Garcia, Catarina Leitao). La compétition pour la survie entre cellules T mémoires est l'un des paramètres qui contrôle la composition des compartiments mémoires. Le but de ce projet est de définir et de comparer les règles qui gouvernent les pools mémoires CD4 et CD8. Deux aspects de ces mécanismes seront explorés : 1- La compétition entre différentes sous-populations de cellules mémoires. 2- La capacité des cellules T CD4 mémoires nouvellement générées à entrer en compétition avec un pool de cellules CD4 mémoires préexistant. Ce processus impliquerait alors un appauvrissement qualitatif du pool de cellules mémoire (phénomène appelé " attrition "). Afin de répondre à ces deux questions, nous créons des souris contenant des sous-populations de cellules T CD4 et CD8 transgéniques pour des TCR différents et des cellules polyclonales. Ceci est réalisé soit par greffe d'un mélange de précurseurs de moelle osseuse, soit par transferts adoptifs de cellules T matures d'hôtes déficients en cellules T. Le premier point est étudié en co-transférant différents types de cellules T mémoires transgéniques pour différents TCR dans des souris hôtes immunodéficientes. Le deuxième point est testé par immunisation séquentielle des différentes populations T transgéniques dans les hôtes. Le devenir de chaque sous-population de cellules T mémoires sera suivi dans ces deux systèmes en fonction de la spécificité, la fonction (Th1 vs Th2 pour les cellules CD4) et l'âge des cellules mémoires. Ces études devraient contribuer à la compréhension des règles qui gouvernent la génération et le maintien du pool des cellules T CD4 mémoires au cours de stimulations antigéniques aiguës (i.e. vaccination) ou chroniques ((i.e. infection par le VIH).

Survie des cellules T CD8 (Yi Hao). En collaboration avec Nicolas Legrand nous avons comparé la nécessité des molécules du CMH pour la survie de plusieurs sous-populations T CD8+ monoclonales exprimant différents TCR, spécificités et phénotypes, en suivant le devenir de ces cellules après leur transfert dans des souris dépourvues de cellules T et déficientes pour certaines molécules de classe I du CMH. Nous avons trouvé qu'alors que la survie des cellules T CD8+ naïves anti-HY et P14 dépend strictement de la présence de l'élément de restriction H-2Db, les cellules T OT-1 peuvent survivrent en l'absence de leur élément de restriction H-2Kb. Nous avons également étudié le rôle possible des molécules de classe I comme ressource en suivant le devenir de cellules T CD8+ monoclonales dans des chimères de moelle osseuse contenant des nombres limités de cellules exprimant des molécules de classe I. Nos résultats suggèrent que le nombre de cellules exprimant des molécules de classe I peut contrôler la survie des cellules T CD8+, la prolifération induite par prolifération et la compétition.

La signalisation Notch dans le développement et la survie lymphocytaire (Alix de la Coste). Bien que le rôle de la voie de signalisation Notch au cours du développement lymphocytaire T soit bien établi, l'identité du ligand responsable de ce signal, in vivo, reste inconnu. En reconstituant le système immunitaire de souris athymiques nude avec des cellules de foies fœtaux surexprimant les ligands de Notch Delta 1 ou Delta 4, nous avons pu montrer que l'expression de l'un de ces 2 ligands est suffisante pour conduire au développement complet des cellules T à partir d'un précurseur immature jusqu'au stade de lymphocyte T mature αβ CD4+ ou CD8+.

Nous avons montré que ces lymphocytes développés dans un environnement riche en delta 1 ou en delta4 et en anticorps de thymus expriment dans les 2 cas un répertoire de TCR divers et sont capable de proliférer in vitro en réponse à une stimulation du TCR. En revanche, dans le cadre d'une réponse à une stimulation anti CD3 in vitro, le profil de sécrétion de cytokines induites par les ligands delta 1 ou delta 4 est différent ce qui suggère que ces ligands pourraient exercer des fonctions spécifiques dans la maturation périphérique des lymphocytes

Mots-clés: cellules B, cellules T, homéostasie lymphocytaire, survie lymphocytaire, mémoire immunologique


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