Unité: Immunorégulation

Responsable: Rogge, Lars

Le groupe à 5 ans Immunorégulation poursuit trois projets :

Le rôle du remodelage de la chromatine lors du développement des cellules T auxiliaires

Nous étudions le rôle des signaux transmis à travers le récepteur des cellules T et les récepteurs des cytokines dans l'induction du programme d'expression des gènes spécifiques aux sous populations des cellules T auxiliaires. Nous nous interessons plus particulièrement aux interactions entre les facteurs de transcriptions et les complexes de remodelage de la chromatine qui interviennent dans les changements épigénétiques et la transcription des gènes pendant le développement des cellules Th1.

Caractérisation cellulaire et moléculaire d'une nouvelle sous-population de lymphocytes T CD4+ induite chez des patients infectés par le VIH sous thérapie IL-2

Le but de ce projet est de caractériser à un niveau cellulaire et moléculaire les lymphocytes T CD4+CD25+ induits par l'IL-2 chez les patients infectés par le VIH et les comparer aux lymphocytes T régulateurs "naturels" CD4+CD25+ chez les témoins négatifs qui jouent un rôle primordial dans le contrôle de l'auto-immunité.

Etude d'un nouveau régulateur du processus de l'ubiquitination, le COP9 signalosome

Nous étudions les fonctions biochimiques et moléculaires du COP9 signalosome (CSN) humain, en se focalisant sur le rôle du CSN dans la régulation des processus d'ubiquitination qui contrôlent le cycle cellulaire et l'expression des gènes dans des cellules normales et transformées.

Le rôle du remodelage de la chromatine lors du développement des cellules " T helper " 

La différenciation des cellules naïves T CD4+ en cellules T helper de type 1 (Th1) ou Th2 est un aspect fondamentale de la réponse immune aux larges implications dans la défense de l'hôte et la pathogénèse. Les cellules Th1 promeuvent l'immunité médiée par les cellules et sont nécessaires pour débarrasser l'organisme d'agents pathogènes intracellulaires mais peuvent provoquer des maladies inflammatoires chroniques. D'autre part, les cellules Th2 sont essentielles pour combattre les agents pathogènes extracellulaires mais sont associées aux allergies et à l'asthme. Ces résultats montrent que le développement des cellules Th1 et Th2 doit être contrôlé étroitement et que la modulation thérapeutique des réponses immunes peut avoir un impact sur les maladies humaines.

Les cellules Th1 et Th2 sont issues d'un même précurseur, la cellule T naïve CD4+. Le processus de différenciation est initié par la stimulation des cellules T à travers l'engagement du TCR et des interactions co-stimulatrices. La présence de cytokines spécifiques au moment de la stimulation régule la différenciation des cellules vers des cellules T effectrices. La cytokine IL-12 induit le développement des cellules Th1 notamment grâce à la chaine β2 du récepteur d'IL-12 (IL-12Rβ2). Nous avons démontré préalablement que le récepteur IL-12Rβ2 est exprimé spécifiquement dans les cellules Th1, mais le mécanisme d'expression de ce récepteur n'est pas encore établi. Le but de ce projet est d'analyser les molécules et le mécanisme qui dirigent l'expression du récepteur IL-12Rβ2 spécifiquement dans les cellules Th1. En analysant des sites hypersensitifs à la DNAse I du gène IL-12Rβ2 nous avons identifié une région d'enhancer et un promoteur minimal. Nous avons démontré que l'enhancer du gène du récepteur IL-12Rβ2 contient des éléments GAS qui ont démontré une association avec STAT4. Notre étude, par immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) démontre que la protéine STAT4 est directement liée à l'enhancer du gène du récepteur IL-12Rβ2. STAT4 semble donc avoir un rôle prépondérant dans la régulation de l'expression du récepteur IL-12Rβ2.

La différenciation des cellules T helper, est accompagnée par plusieurs processus de remodelage de la structure de la chromatine à des loci précis qui contribuent à l'activation ou au " silencing " de gènes spécifiques. L'ouverture de la chromatine est caractérisée par l'hyperacétylation d'histones qui facilite l'accessibilité aux nucléases et aux facteurs de transcription. Les régions d'enhancer et du promoteur du gène du récepteur IL-12Rβ2, démontrent une forte acétylation dans les cellules Th1. Il est admis que la modification de la chromatine H3 par tri-méthylation des résidus de lysine, est un facteur d'activation (tri-méthylation de lysines 4) ou de " silencing " (tri-méthylation de lysines 9) de gènes spécifiques. Notre étude témoigne d'une augmentation de la tri-méthylation des lysines 4 des histones 3 dans les régions d'enhancer et du promoteur du gène du récepteur IL-12Rβ2, mais uniquement dans les cellules Th1. Ces résultats nous confirment l'accessibilité et l'activation du gène du récepteur IL-12Rβ2 comme étant un aspect spécifique de la différenciation des cellules Th1. Les diverses modifications de la chromatine sont donc des facteurs pouvant influencer le mécanisme de différenciation des cellules T naïves CD4+ en cellules effectrices Th1 et Th2.

Caractérisation cellulaire et moléculaire d'une nouvelle sous-population de lymphocytes T CD4+ induite chez des patients infectés par le VIH sous thérapie IL-2

L'infection par le VIH provoque un déficit sévère des lymphocytes T CD4+ et une altération de leur fonctionnalité, ce qui est largement à l'origine des manifestations pathologiques de la maladie. Des études récentes ont montré qu'une thérapie à base d'IL-2 associée à un traitement antirétroviral efficace aboutissait à une augmentation significative du nombre de LT CD4+ chez les patients VIH+. L'IL-2 injectée induit une nouvelle sous-population de LT CD4+ exprimant la chaîne α du récepteur à l'IL-2 (CD25) à un niveau élevé. Cette sous-population peut représenter jusqu'à 70% des LT CD4+ totaux chez les patients traités et peut persister dans l'organisme très longtemps après l'arrêt de la thérapie sous IL-2. Le phénotype de cette sous-population LT CD4+CD25+ induite par l'IL-2 est similaire aux LT régulateurs "naturels" CD4+CD25+ chez les témoins négatifs qui jouent un rôle primordial dans le contrôle de l'auto-immunité. Cependant, actuellement, nous ne savons pas si la thérapie IL-2 affecte la génération et/ou la fonction des LT régulateurs humains.

Le but de ce projet est de caractériser à un niveau cellulaire et moléculaire les LT CD4+CD25+ induits par l'IL-2 chez les patients infectés par le VIH et les comparer aux Treg des témoins négatifs.

Ce projet est une sous-étude d'un essai clinique organisé par l'ANRS. La structure de cet essai nous donne l'opportunité unique de réaliser une analyse longitudinale des sous-poupulations LT CD4+ au cours d'une thérapie IL-2 chez l'homme. Puisqu'il est primordial de savoir si l'IL-2 administrée induit des LT avec des propriétés régulatrices, nous isolerons les différentes sous-populations LT CD4+ chez les patients VIH+ avant et après la thérapie IL-2 et chez les témoins négatifs par tri cellulaire afin de les étudier. Nous prévoyons d'analyser phénotypiquement et fonctionnellement les LT CD4+CD25+ induits par l'IL-2 et de déterminer leur profil d'expression génique en utilisant la technologie des puces à ADN. Ce projet fait part du Grand Programme Horizontale " HIV " à l'Institut Pasteur et est une collaboration avec les équipes de Jacques Thèze à l'Institut Pasteur et Yves Levy à l'Hôpital Henri Mondor.

Un nouveau régulateur des processus d'ubiquitination : le signalosome COP9

La dégradation contrôlée des protéines par le système " ubiquitine " est importante pour la régulation de nombreux processus cellulaires fondamentaux tels que la prolifération, la différenciation, la modulation des recepteurs des facteurs de croissance et l'expression des gènes. De ce fait, il n'est pas surprenant que des aberrations du système " ubiquitine " soient associées à la pathogenèse de plusieurs maladies, y compris de nombreuses tumeurs. Du fait du rôle essentiel de l'ubiquitination dans la dégradation des protéines qui contrôlent le cycle cellulaire et la transcription des gènes, son activité doit être hautement spécifique et finement régulée. Le complexe signalosome C0P9 (CSN), récemment identifié, pourrait fonctionner comme un régulateur des processus d'ubiquitination chez plusieurs organismes modèles. Des études in vitro et dans des organismes tels que les levures et les plantes ont montré que le CSN peut contrôler l'activité du complexe SCF, une ligase de l'ubiquitine responsable de la dégradation des régulateurs intervenant dans le cycle cellulaire et la transcription (comme les inhibiteurs des kinases dépendants du cycle cellulaire, p27 kipl et p21, les cyclines et l'inhibiteur de NF-κB , IκB). Le CSN est également présent dans les cellules humaines. Cependant, son rôle dans les processus cellulaires chez les mammifères est un domaine nouveau encore complètement ouvert. Nous proposons d'étudier les fonctions biochimiques et moléculaires du CSN humain, en se focalisant sur le rôle du CSN dans la régulation des processus d'ubiquitination qui contrôlent le cycle cellulaire et l'expression des gènes dans des cellules normales et transformées. Dans Arabidopsis le CSN interagit fonctionnellement avec atCOP1, le répresseur transcriptionnel. Nous avons récemment cloné l'homologue humain de COP1 et avons démontré que huCOP1 est une nouvelle ligase de l'ubiquitin qui bloque l'activité transcriptionnelle de c-Jun. Par la suite nous chercherons à établir les processus moléculaires de la fonction huCOP1 et sa relation avec le CSN dans les cellules de mammifères. Ces études nous donneront un schéma compréhensif des voies cellulaires qui sont contrôlées au niveau transcriptionnel par le CSN et nous élargirons notre compréhension de la régulation des processus d'ubiquitination.

Mots-clés: différenciation des cellules Th1 et Th2, modifications épigéniques, VIH, cellules T régulatrices, Interleukine-2, ubiquitination, transcription, COP9 signalosome


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