Macrophages et développement de l'immunité - CNRS URA2578  


  RESPONSABLEDr HERBOMEL Philippe / herbomel@pasteur.fr
  MEMBRESDr COLUCCI-GUYON Emma / Dr KISSA-MARIN Karima / LE GUYADER Dorothée
Dr LEVRAUD Jean-Pierre / Dr MURAYAMA Emi / TAUZIN Muriel

  Rapport d'activité

Nous étudions l'émergence successive et les traits fonctionnels des premiers types cellulaires responsables de l'immunité innée au cours du développement des vertébrés, en utilisant les atouts d'un petit poisson tropical d'eau douce, le danio zébré (zebrafish). Ceci nous a conduit à étudier également le passage de l'hématopoièse primitive (embryonnaire) à l'hématopoièse définitive, en particulier l'origine et les migrations des cellules souches hématopoiétiques, en utilisant des traceurs cellulaires photoactivables in vivo (Murayama et al., 2006). Enfin, nous utilisons le modèle danio zébré pour étudier les réponses innées aux infections dans l'animal vivant à haute résolution.

Macrophages, granulocytes, et développement de l'hématopoièse (K. Kissa, D. Le Guyader, E. Murayama, M. Tauzin)

Chez tous les embryons de vertébrés, les premiers leukocytes à apparaitre sont les 'macrophages primitifs', dont nous avons montré que chez le danio ils proviennent d'un territoire mésodermique particulier, juste en avant du champ cardiaque. Ces macrophages se différencient dans le sac vitellin, puis envahissent rapidement les tissus (encore non vascularisés) de l'embryon, en particulier le cerveau et la rétine, où ils se différencient en microglie primitive. Récemment nous avons exploré les bases de leur comportement naturellement invasif, et nous avons trouvé que leur colonisation du cerveau et de la rétine requérait leur expression d'une métalloprotéase matricielle spécifique, probablement pour leur permettre de traverser la lame basale de ces organes.

Les granulocytes neutrophiles apparaissent un jour plus tard dans le développement, de façon surprenante assez peu dans le sang, mais principalement en pérégrination continuelle dans le mésenchyme et l'épiderme de l'embryon. Grâce à un traceur cellulaire photoactivable in vivo, nos avons établi que ces cellules ont deux origines différentes : i) Une partie sont en fait des "granulocytes primitifs", en ce qu'ils dérivent du même lignage que les macrophages primitifs - ce qui démontre que ce lignage est en fait bipotent; ii) Les autres sont engendrés dans la queue de la jeune larve nageuse, lieu d'hématopoièse non décrit jusqu'ici dont nous avons montré qu'il a du point de vue d l'hématopoièse une rôle proche du foie fetal des mammifères : lieu d'accueil, d'expansion et de différenciation des cellules souches hématopoiétiques, avant qu'elles ne migrent vers les organes hématopoiétiques définitifs (le thymus et le rein chez les poissons) (Murayama et al., 2006).

Au sein du Programme Intégré européen "Zebrafish Models for Human Development and Disease", nous avons réalisé deux cribles à grande échelle qui nous ont permis d'obtenir toute une série de mutants affectés dans la différenciation et / ou les capacités migratoires respectivement des macrophages et des granulocytes. Nous analysons actuellement plus en détail les phénotypes des mutants les plus prometteurs. La figure ci-dessous montre l'exemple d'un mutant dépourvu de granulocytes - et néanmoins viable à l'état homozygote.

Réponses innées de l'hôte aux infections (J.-P. Levraud, E. Colucci-Guyon)

Mycobacterium marinum, l'agent de la tuberculose des poissons, est très proche de son homologue chez l'homme, M. tuberculosis. Les glycolipides complexes de la paroi cellulaire des mycobactéries sont considérés comme un facteur important de leur pathogénicité. Nous injectons ces molécules purifiées de M. marinum dans les larves nageuses de danio, soit telles quelles, soit couplées à des billes fluorescentes, et nous évaluons leurs effets sur la phagocytose, le recrutement cellulaire, la formation de granulomes, ou l'induction de gènes de l'hôte (collaboration avec L. Kremer, CNRS Montpellier, et Y. Guérardel, CNRS Lille).

Nous avons aussi mis en place un système expérimental d'infection virale d'embryons de danio, qui permet d'exploiter la technologie antisens (morpholinos) pour évaluer les effets anti-viraux de n'importe quel gène viro-induit de l'hôte (collaboration G. Lutfalla, CNRS Montpellier et P. Boudinot, INRA Jouy-en-Josas). Cette approche nous a permis pour commencer d'identifier fonctionnellement les deux chaînes du récepteur de l'interféron (IFN) des poissons parmi tous les récepteurs de cytokines en hélice de classe II, ce qui nous a conduit à conclure que l'IFN antiviral ancestral n'est ni l' IFN-α ni le ß, mais l'IFN lambda (Levraud et al., J. Immunol., in press).

Mots-clés: développement, macrophages, granulocytes, hématopoièse, cellules souches, migrations cellulaires, danio zébré (zebrafish), imagerie in vivo, infections

herbomel.jpg

Une larve type sauvage (WT) a des granulocytes (points noirs) dispersés dans ses tissus, tandis que le mutant NL144-01 (homozygote viable) n'en a aucun.

Figure: A wild-type fish larva has granulocytes (black dots) dispersed in the tissues; an NL144-01 (homozygous viable) mutant larva has none.



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