Cellules lymphoides innées et interleukine 22: analyse fonctionnelle chez le zebrafish – ZF-ILC

Les interactions des différents acteurs de notre système immunitaire ont un impact majeur sur notre santé, que ce soit pour combattre les microbes ou lors de maladies auto-immunes. Les cellules lymphoïdes innées (ILCs) constituent le bras le plus récemment identifié de notre système immunitaire, et leur importance est reconnue pour la défense de l’hôte, le contrôle du microbiote et la réparation des tissus. Les ILCs sont surtout abondantes dans les organes barrières : muqueuses intestinale et pulmonaire ou peau, qui sont en contact direct avec la flore et sont un point d’entrée des pathogènes. Elles y sécrètent des cytokines qui jouent un rôle essentiel dans la régulation de l’homéostasie du tissu, l’inflammation et la réponse précoce à l’infection. Les ILCs dérivent d’un progéniteur lymphoïde commun, mais contrairement aux lymphocytes T et B, elles n’expriment pas de récepteur à l’antigène dépendant du mécanisme de recombinaison médié par les protéines RAG1 et 2. Elles n’expriment pas non plus de marqueurs de cellules myéloïdes ou dendritiques. Les ILCs n’ont été étudiées que chez la souris et l’homme, et ont été classées en trois sous-groupes basés sur l’expression de cytokines et la dépendance à certains facteurs de transcription. Les ILC1 comprennent les cellules NK qui reflètent les cellules T cytotoxiques CD8+, ainsi que des cellules non cytotoxiques comparables aux cellules CD4+ Th1. Les ILC2 reflètent les cellules Th2 et les ILC3 les Th17. L’immunité innée a précédé l’immunité adaptative, et on suppose généralement que les ILCs ont précédé les lymphocytes T et B, mais ceci n’a pas encore établi expérimentalement. On ne sait pas encore si les trois sous-types d’ILC des mammifères existent chez les poissons osseux, mais des cellules cytotoxiques semblables aux NK y ont été identifiées. De plus, des danios zébrés (zebrafish) mutants pour rag1 sont dépourvus de lymphocytes T et B mais possèdent encore des cellules de morphologie lymphoïde. Le trasncriptome de cellules uniques de la rate du zebrafish a aussi permis d’identifier des cellules de type NK, plus abondantes chez les mutants rag1. Par ailleurs, notre données non publiées montrent la présence dans le génome du zebrafish de la plupart des gènes expimés par les ILCs. Enfin, nos résultats récents indiquent la présence de cellule exprimant des marqueurs d’ILCs dans l’intestin du zebrafish adulte mutant pour rag1. Cependant, les profils d’expression et les fonctions des lymphocytes non-T, non-B du zebrafish demeurent inexplorés.
Une des cytokines importantes produite par les ILCs est l’interleukine 22 (IL-22). Son récepteur est exprimé par des cellules non-hématopoiétiques, notamment les épithéliums muqueux, et l’IL-22 induit la défense anti-microbienne et la régénération de ces tissus.
Je propose de rechercher la présence de sous-populations d’ILCs, et la conservation de la fonction de l’IL22 chez le zebrafish, un vertébré présentant des atouts génétiques et optiques. Notre approchera combinera la cytométrie en flux, exploitant des transgènes rapporteurs de leucocytes, et une analyse transcriptionnelle en cellules uniques. Pour étudier la fonction de l’IL-22, des mutants de la cytokine et de son récepteur, ainsi qu’une lignée rapportant l’expression de l’IL22, récemment obtenus, seront confrontés à des pathogènes ou des stimuli inflammatoires. Ce travail nous permettra une analyse détaillée in vivo de l’ontogénie, du rôle et du comportement des cellules productrices d’IL-22 et des ILCs. Ultérieurement, cela permettra de cribler chez le zebrafish des gènes ou des molécules qui réguleraient les ILCs ou l’IL-22, permettant de concevoir des approches thérapeutiques ou préventives pour les maladies où les ILCs ou l’IL-22 jouent un rôle essentiel.