Caractérisation de la voie PI3K / AKT / mTOR - dans les lymphocytes humains – PIKimun

Les déficits immunitaires héréditaires en anticorps (DIH-A) sont les DIH les plus courantes chez l’Homme. Nous avons récemment montré que l’hyper-activation de la voie PI3K est une cause fréquente de DIH-A. Des mutations autosomales dominantes dans les gènes PIK3CD, codant pour la sous-unité catalytique p110d spécifiquement exprimée dans les lymphocytes, et PIK3R1, codant pour la sous-unité régulatrice p85a exprimée de façon ubiquitaire, sont à l’origine des syndromes d’activation de la PI3K-d (respectivement APDS1 et APDS2). Les patients APDS présentent souvent depuis leur enfance des infections sino-pulmonaires récurrentes. Les lymphoproliférations bénignes sont courantes et quelques patients APDS ont développé des lymphome de type B. Les caractéristiques immunologiques prédominantes sont des déficiences en anticorps, se traduisant le plus souvent par un syndrome Hyper-IgM (HIGM), une augmentation des B transitionnels, une baisse des B et T naïfs et une augmentation des T effecteurs. Les cellules T dérivées de patients APDS ont des niveaux élevés de phosphorylation des protéines AKT et S6 ribosomale et présentent une sensibilité accrue à la mort cellulaire induite par activation. De plus, un patient immunodéficient a été décrit avec un déficit en sous-unité p85a et de graves défauts de développement B et de production d’Ig. En conclusion, ces observations suggèrent que la voie de signalisation PI3K doit être finement régulée dans les lymphocytes pour obtenir une réponse immunitaire optimale.
Notre projet de recherche vise à élucider les mécanismes responsables de l’immunodéficience chez les patients APDS. Les caractéristiques de ces patients et d’autres données de la littérature suggèrent que l’hyperactivité de la PI3K peut affecter différemment les sous-populations lymphocytaires naïves et effectrices dans leurs fonctions. Nous allons dans un premier temps vérifier cette hypothèse en quantifiant les niveaux de phosphorylation des protéines AKT et S6 dans les différents sous-groupes lymphocytaires de donneurs sains et des patients. Nous allons ensuite caractériser l’impact de l’hyperactivité de la PI3K sur l’expression génique par une analyse de transcriptomique sur les lymphocytes T de contrôles et de patients. Cette analyse pourrait conduire à l’identification de nouveaux biomarqueurs de l’APDS.
Le syndrome HIGM, fréquemment observé chez les patients APDS, pourrait être expliqué par des défauts intrinsèques de différenciation des lymphocytes B, mais également par des défauts extrinsèques, comme une altération de la fonction des lymphocytes T folliculaires auxiliaires (TFH). Nous proposons d’étudier d’une part la différenciation des lymphocytes B en plasmoblastes in vitro et d’autre part le phénotype et la fonction des lymphocytes T folliculaires auxiliaires des patients.
Les patients APDS présentent des caractéristiques cliniques et immunologiques variables d’un patient à l’autre, même au sein d’une famille, suggérant l’implication d’autres facteurs (environnement ou gènes modificateurs). Afin d’identifier les composants génétiques de la variabilité phénotypique nous procèderons à un séquençage d’ARN à partir de sang total de patients APDS pour mettre en évidence des variations de nucléotides (SNV) dans le(s) gène(s) modificateur(s) (en collaboration avec Sergey Nejentsev, Cambridge, UK).
Les défauts génétiques associés à l’hyper-activation ou déséquilibre de la voie PI3K/AKT/mTOR pourraient être responsables d’autres DIH-As présentant des phénotypes cliniques et immunologiques similaires. De ce fait, nous proposons d’identifier et de caractériser ces nouvelles causes moléculaires de DIH.
Ce projet devrait ainsi nous aider à comprendre le rôle de la voie PI3K dans la fonction lymphocytaire et la physiopathologie des syndromes APDS, à identifier de nouveaux biomarqueurs pour un diagnostic plus précis des patients et un meilleur suivi de l’efficacité des traitements, et à caractériser d’autres DIH similaires aux APDS.