Rapport d'activité

 

L’unité Lymphopoïèse a étudié les principaux évènements impliqués dans la mise en place d’un système immunitaire fonctionnel :

 

Production des cellules souches hématopoïétiques dans l’embryon de souris

 

Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) garantissent la production de cellules sanguines tout au long de la vie, en premier dans le foie fœtal et la moelle osseuse, après la naissance. Les CSH sont produites au cours d’une courte période de la vie embryonnaire, dans l’aorte dorsale. Les progéniteurs hématopoïétiques lympho-myéloïdes sont détectés dans l’aorte dorsale à J9 et nous avons montré que ces progéniteurs sont dotés d’une capacité de reconstitution à long terme, mais les cellules ne peuvent se greffer que chez des souris Rag2gc-/- déficientes en cellules natural killer (NK). Cette nouvelle population, appelée CSH immatures, donne naissance en culture aux CSH définies par l’acquisition de CD45 et de molécules du CMH-1 et la capacité à reconstituer des souris qui possèdent des cellules NK. Cette évolution se produit au cours de l’ontogénie, comme la colonisation précoce du foie fœtal par les CSH immatures précède celles des CSH. De plus, des expériences sur des cultures d’organe montrent que les CSH immatures acquièrent, dans cet environnement, les caractéristiques des CSH adultes (Kieusseian et al Development 2012).

 

Développement B

 

L’engagement de la lignée est régulé durant l’hématopoïèse par une perte progressive du potentiel de différentiation aboutissant finalement à un engagement de la lignée. Nous avons décrit une nouvelle population de précurseurs bipotents B/NK parmi les progéniteurs lymphoïdes communs du foie fœtal et de la moelle osseuse. L’absence de potentiel T des précurseur est due à la faible expression de Notch1 qui est secondaire à l’inhibition de l’activité E2A par les membres de la famille de protéines des inhibiteurs de fixation de l’ADN (Id). Nos résultats ont montré un nouveau mécanisme moléculaire de répression Notch1, dépendant de la protéine Id, effectif à la fois sur les progéniteurs lymphoïdes communs fœtaux et adultes, où le potentiel T est inhibé sélectivement sans répercussion sur les programmes B ou NK. Ainsi, nous avons identifié des protéines Id comme régulateurs négatifs de la spécification de la lignée T, avant l’engagement B et NK (Pereira de Sousa et al J. Immunol. 2012).

TLR9 est exprimé dans les cellules du système immunitaire inné ainsi que dans les lymphocytes B et leurs progéniteurs. Nous avons étudié l’effet de l’ADN CpG, ligand du TLR9 sur la prolifération des cellules pro-B. L’ADN CpG inhibe la prolifération des cellules pro-B, mais pas celle des pre-B en induisant la mort cellulaire caspase indépendante, par une voie qui nécessite l’expression de la cathepsine B. Cette voie cette est efficace chez des souris déficientes pour Rag portant un transgène de l’immunoglobuline, pour laquelle la lymphopoïèse B est compromise, afin de réduire la taille des compartiments de précurseurs B dans la moelle osseuse. Ainsi, les signaux TLR9 peuvent réguler la lymphopoïèse B in vivo (Lalanne et al J. Immunol. 2010).

 

Développement T

 

La production de cellules T dépend de la migration de progéniteurs hématopoïétiques vers le thymus tout au long de la vie. L’identité des progéniteurs s’installant dans le thymus a fait l’objet d’un vaste débat. Nous avons trouvé que la thymopoïèse débute par une première vague de progéniteurs restreints à la lignée T ayant une capacité d’expansion limitée mais de différentiation accélérée en cellules T matures. Elles produisent des cellules T ab et gd qui constituent les cellules épithéliales dendritiques Vg3+. Des progéniteurs moins différentiés qui conservent le potentiel à se développer en cellules B et cellules myéloïdes, peuvent poursuivre la thymopoïèse. Dans la seconde vague qui commence avant la naissance, les progéniteurs ont une forte capacité de prolifération mais une capacité de différentiation plus lente et ne produisent plus de cellules T gd embryonnaires. Nos travaux raccordent les hypothèses contradictoires sur la nature des progéniteurs colonisant le thymus (Ramond et al Nat. Immunol. 2014).

Pour définir la manière dont les cellules T s’engagent vers les lignées T gd ou ab, nous avons analysé le potentiel de différentiation des simples thymocytes de souris sauvages ou transgéniques TCRgd à deux stades précoces de développement. Les progéniteurs double négatifs (DN) 3 de souris sauvages ou transgéniques conservent leur capacité à s’engager dans les deux voies montrant que l’engagement final n’est seulement atteint qu’après ce stade. Les progéniteurs DN2 et DN3 de souris transgéniques TCRgd ont de fortes tendances à des destinées opposées, indiquant ainsi que des changements régulés au niveau développemental, autres que la production d’un TCR fonctionnel, ont modifié leur probabilité à devenir une cellules T gd ou ab. Ainsi, contrairement à la différentiation en d’autres lignées hématopoïétiques, les progéniteurs T ne restreignent pas mais plutôt changent leur potentiel de différentiation au fur et à mesure qu’ils se développent (Pereira et al J. Immunol. 2013).

 

Développement cellulaire lymphoïde inné

 

Le facteur de transcription RORgt est nécessaire au développement de plusieurs populations lymphoïdes innées, notamment les cellules lymphoïdes inductrices de tissus (LTi) et les cellules qui sécrètent l’interleukine 17 (IL-17) ou IL-22. Les progéniteurs ainsi que toutes les étapes de développement qui conduisent à l’apparition de cellules lymphoïdes innées (CLI) RORgt+ sont peu décrites. Nous avons identifié le récepteur à la chimiokine CXCR6 comme un marqueur additionnel du développement des CLI et nous avons montré que les progéniteurs lymphoïdes communs perdent leur potentiel B et T au fur et à mesure qu’ils acquièrent l’expression de l’intégrine a4b7 et CXCR6. Alors que les cellules fœtales RORgt+ arrivent à maturité dans le foie fœtal, les CLI RORgt+ dérivées de la moelle osseuse terminent leur maturation dépendante de Notch2 en dehors de la moelle osseuse. Par conséquent, les environnements fœtal et adulte influencent de façon différente la différentiation des cellules RORgt+ (Possot et al Nat. Immunol. 2011).

Le régulateur transcriptionnel de leucémie à promyelocytes famille des facteurs de doigt de zinc (PLZF) est fortement exprimé au cours de la différentiation des cellules T natural killer (TNK) et est essentiel pour l’obtention du phénotype effecteur/mémoire inné. Nous avons défini deux sous-populations qui diffèrent phénotypiquement et fonctionnellement : une sous-population PLZF+NK1.1- composée pour la plupart des cellules au repos secrétant plus d’IL-4 que d’INF-g après activation, et une sous-population PLZF+/-NK1.1+ exprimant CD127, NK1.1 et d’autres marqueurs NK, qui sécrète plus d’INF-g que d’IL-4 après activation et qui contient une proportion non négligeable de cellules en division. La taille de la population NK1.1+ est strictement régulée et les thymocytes NK1.1+ ab et gd sont en compétition pour une niche thymique (Pereira et Boucontet Eur. J. Immunol. 2012).

Une grande partie des cellules innées T NKTgd utilise des TCR composés d’une chaîne semi-invariante Vd6.3/6.4-Dd2-Jd1 associée à des chaînes Vg1-Jg4 plus variables. Pour étudier le rôle de la spécificité du TCRgd dans leur génération, nous avons analysé leur développement dans des souris transgéniques (Tg) pour la chaîne Vg1-Jg4 fréquemment exprimée par les cellules NKTgd (Tg-g) et chez les souris Tg pour la même chaîne Vg1-Jg4 associée avec une chaîne Vd6BDd2Jd1 peu fréquente chez les cellules NKTgd (Tg-gd). De façon surprenante, nous avons trouvé à la fois des cellules NKTgd PLZF+ et NK1.1+ dans le thymus des souris Tg-gd mais en plus petit nombre que chez des souris Tg-g, et en pratique toutes exprimaient le TCR Tg. Toutefois, la sous-populations PLZF+, mais pas celle NK1.1+, exprimait également une chaîne endogène Vd6.3/6.4, et sa taille était drastiquement réduite dans les souris Tg-gd TCRd2/2. Ces résultats suggèrent que les sous-populations PLZF+ et NK1.1+ ne sont pas liées au niveau du développement. Toutefois, les cellules NKTgd PLZF+ et NK1.1+ expriment des chaînes Vd6.3/6.4 identiques, et les cellules NK1.1+ peuvent être obtenues par injection intra-thymique à partir de cellules PLZF+ triées, montrant ainsi leur lien dans le développement.

Les thymocytes NK1.1+ gd présents dans la souris Tg-gd correspondent à une petite sous-population de thymocytes NK1.1+ gd chez les animaux sauvages, qui expriment un répertoire plus varié de TCR et qui peuvent se différencier par l’expression de CD62L. Collectivement, ces résultats montrent que la spécificité du TCR est essentielle au développement de la plupart des cellules T NKTgd et révèle une hétérogénéité dans le développement des cellules T gd exprimant le marqueur NK1.1 (Pereira et al J. Immunol. 2013)

 

 

 

 

 

 

Mis à jour le 11/03/2014

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