Ontogénie et fonctions des cellules T régulatrices périphériques

Membres du projet

Cédric Auffray Chercheur statutaire Chargé de recherche

Introduction

Les cellules T régulatrices (Tregs) sont les principaux médiateurs de la tolérance périphérique dans des conditions physiologiques. En périphérie, les Tregs englobent les cellules qui ont été naturellement produites dans le thymus, appelées Tregs thymiques (tTregs), et des cellules au phénotype et aux fonctions similaires qui se sont différenciées à partir de cellules T CD4 naïves après reconnaissance de l'antigène dans les organes lymphoïdes secondaires, appelées Tregs périphériques (pTregs).
Bien qu'elles présentent un phénotype proche (caractérisé en particulier par l’expression du le facteur de transcription Foxp3) et partagent des fonctions équivalentes, les tTregs et pTregs ne sont que partiellement redondantes dans l'inhibition des réponses immunitaires. Le rôle complémentaire des tTregs et pTregs, démontré par exemple dans la prévention des maladies auto-immunes, pourrait s'expliquer en partie par leurs répertoires TCR distincts. En effet, alors que les tTregs, générées en réponse aux interactions avec le Soi présentent un répertoire biaisé vers celui-ci, celui des pTregs est potentiellement plus large. Les mécanismes qui sous-tendent la génération de ces deux sous-populations de Tregs diffèrent également. En effet, contrairement aux tTregs, l'émergence des pTregs à partir des cellules T CD4 naïves est contrôlée par le TGFβ. Les voies de signalisation du TGFβ et les éléments de réponse au sein du gène Foxp3 (CNS1) conduisent ainsi la différenciation des pTregs sans affecter la génération des tTregs.
Alors que les défauts dans le développement des Tregs thymiques entraînent un dérèglement immunitaire et des manifestations auto-immunes systémiques mortelles, le rôle des pTregs n'a été démontré à ce jour que dans la prévention de l'inflammation des muqueuses de l'intestin ou des poumons et dans la tolérance fœto-maternelle. Il reste à déterminer si les pTregs participent à la régulation immunitaire dans d'autres contextes homéostatiques ou pathologiques.

Projet #1

Décrypter les voies de signalisation TGFβ-dépendantes menant à la génération des cellules T régulatrices périphériques

Alors que les voies de signalisation du TCR et de l'IL-2 dictent la génération des tTregs à partir de précurseurs thymiques (cellules pré-Tregs), la signalisation du TGFβ est cruciale pour la différenciation des cellules T CD4 naïves en Tregs in vitro (iTregs) et in vivo (pTregs). Le TGFβ se lie à un complexe hétéro-tétramérique composé des chaines TβRI et TβRII du récepteur au TGFβ. La liaison du TGFβ à son récepteur déclenche la voie canonique des SMADs ainsi que de nombreuses autres voies de signalisation, notamment celles impliquant les MAPK, AP-1, PI3K et NFκB. Dans la voie canonique des SMAD, SMAD2 et SMAD3 (SMAD2/3), phosphorylées par TβRI, forme un complexe avec SMAD4 qui est transloqué du cytoplasme au noyau où, en association avec des coactivateurs de la transcription, il régule l’expression de nombreux gènes.
L'expression du gène Foxp3 est contrôlée par un promoteur et au moins 4 « enhancers » (séquences non codantes conservées, CNS0 et 1-3). Chaque élément régulateur contient une variété de sites de liaison pour des facteurs de transcription régulant l’expression de Foxp3. L’enhancer CNS1 est situé entre les exons -2b et -1 du gène Foxp3 et, en plus de sites de liaison aux facteurs de transcription cRel-NFAT, CREB, RAR/RXR et AP-1, il contient une séquence consensus pour Smad3. De manière cohérente, les souris présentant une délétion ciblée de l'enhancer CNS1 (souris CNS1KO), ou déficientes pour Smad4 (Smad4KO) ou Smad2 et Smad3 (Smad2/3DKO) présentent un défaut de polarisation de leurs cellules T CD4 naïves en iTregs/pTregs.
Cependant, cette capacité réduite des cellules T CD4 naïves des souris Smad4KO, Smad2/3DKO ou CNS1KO à se différencier en iTregs/pTregs n'est que partielle. En effet, cette diminution n’est que de 50 % par rapport aux cellules T CD4 naïves de souris WT. Ces résultats suggèrent ainsi que la moitié de la conversion TGFβ-dépendante des cellules T CD4 naïves en iTregs est indépendante des Smads et du CNS1.
En utilisant des souris génétiquement modifiées nouvellement générées, nous prévoyons maintenant de disséquer les voies de signalisation TGFβ-dépendantes Smad-indépendantes conduisant à la génération d’iTregs/pTregs.

Projet #2

Contribution des cellules T régulatrices périphériques et thymiques à la suppression des réponses immunitaires anti-tumorales

Le développement et la progression du cancer sont influencés par des facteurs extérieurs aux cellules tumorales. Parmi ceux-ci, le système immunitaire joue un rôle majeur dans l'exacerbation ou l'inhibition de la progression tumorale. Les lymphocytes T sont de parfaits exemples de cette dualité. En effet, les cellules T effectrices CD4 ou CD8 produisant de l'IFNɣ sont de puissants acteurs anti-tumoraux tandis que les cellules T CD4 régulatrices (Tregs) exprimant le facteur de transcription Foxp3 sont des acteurs cruciaux dans l'inhibition des réponses immunitaires anti-tumorales.
Alors que les Tregs ont été la cible de nombreuses études, notamment dans le contexte tumoral, il est surprenant de constater que la contribution relative des pTregs par rapport aux tTregs à la progression tumorale reste peu étudiée. Nous proposons donc de déterminer la contribution des pTregs et des tTregs à la suppression de la réponse immunitaire anti-tumorale en utilisant, entre autres, des modèles de souris génétiquement modifiées.