Les Régulateurs de l'Expression des Antigènes du soi dans le Thymus: Gardiens de la Tolérance Immunologique – SelfExpress

CONTEXTE: Le thymus joue un rôle essentiel dans l’établissement de la tolérance centrale en produisant un répertoire varié de lymphocytes T non-autoréactifs. L’expression d’une forte diversité d’antigènes du soi restreints aux tissus (TRAs) par les cellules épithéliales médullaires thymiques (mTECs) est cruciale pour l’élimination des thymocytes autoréactifs et la sélection des cellules T régulatrices (Tregs) capables de supprimer l’autoimmunité. Bien qu’un grand nombre de TRAs soit contrôlé par les facteurs de transcription (TFs) AIRE et FEZF2, la moitié des TRAs n’a à ce jour pas de régulateurs connus. Ce manque de connaissance laisse des lacunes importantes dans notre compréhension dont le “soi” est exprimé dans le thymus et la tolérance immune centrale établie.

OBJECTIFS : Le projet SelfExpress vise à identifier les “régulateurs manquants” qui constituent le régulome des TRAs et à caractériser leur mode d’action respectif dans les mTECs. Nous déterminerons:
1. les TFs potentiels 1) qui sont régulés par le crosstalk thymique que nous avons récemment montré être capable d’induire l’expression des TRAs ou 2) ayant des séquences de reconnaissance dans des régions de chromatine ouverte, définies par scATAC-seq, dans les gènes TRAs. Les TFs avec une forte expression dans les mTECs matures seront plus amplement étudiés.
2. la capacité des TFs candidats à induire l’expression des TRAs au moyen d’un criblage de perturbation CRISPR d’interférence (CRISPRi) sur des mTECs humaines dans un système de co-culture 3D organotypique. En plus de mesurer l’étendue des effets individuels des TFs, ce criblage évaluera leur inter-dépendance et caractérisera ainsi des modules de régulation. Les TFs indépendants de l’action de AIRE seront identifiés grâce à un criblage secondaire CRISPRi dans les mTECs de souris WT et Aire-KO.
3. si les deux TFs les plus significatifs ainsi que Tbx21 que nous avons déjà identifié comme un candidat très prometteur, ciblent directement les gènes TRA en caractérisant leur profil de fixation à l’ADN par ChIP-seq dans des mTECs primaires humaines. Nous préciserons leur mode d’action en analysant les modifications de la chromatine au niveau de leurs sites de fixation à l’ADN, en particulier les marques activatrices H3K4me3 et répressives H3K27me3, mais aussi la marque enhancer H3K27Ac en cas de régulation indirecte.
4. l’impact des deux TFs les plus significatifs et de Tbx21 sur l’établissement de la tolérance en générant des souris knockout conditionnelles dépourvues de ces TFs spécifiquement dans les TECs. Ces modèles de souris uniques permettront d’estimer in vivo le répertoire des gènes TRA induits par ces TFs et leur impact fonctionnel sur l'élimination des thymocytes hautement autoréactifs et le développement des Tregs. L’effet des TFs sur l’induction de la tolérance sera évalué en analysant les signes d’autoimmunité dans les tissus périphériques.

CONSORTIUM: Le projet est en collaboration étroite entre deux équipes de recherche française, expertes dans la biologie des mTECs et la tolérance centrale. Il réunit des expertises complémentaires en transcriptomique, épigénétique et bioinformatique (équipe #1) et immunologie, auto-immunité et modèles in vivo (équipe #2).

IMPACTS SCIENTIFIQUES ET BIOMÉDICAUX: Ce projet aboutira sans aucun doute à l’identification des “facteurs manquants” qui contrôlent l’expression des TRAs. Il devrait améliorer notre compréhension de la façon dont le système immunitaire acquiert la tolérance aux antigènes du soi et protège l’organisme de maladies autoimmunes délétères. Au-delà de la compréhension fondamentale de la tolérance centrale, le projet SelfExpress aidera à mettre en place de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur l’utilisation de mTECs matures exprimant le régulome complet des TRAs afin de traiter des patients avec des maladies auto-immunes ou des organes transplantés.