Définir les déterminants génétiques liés à l'X responsables du dimorphisme sexuel dans l'auto-immunité – DefiX_AID

Ce projet repose sur l’expérimentation animale avec le développement et la caractérisation de modèles génétiques originaux permettant de tracer l’expression de gènes candidats sur les chromosomes X des femelles ; mais aussi d’évaluer l’impact de l’invalidation sélective de gène sur le X inactif sur la fonction des cellules immunitaires dans des cellules immunitaires humaines de donneurs sains ou de patientes souffrant de maladie auto-immune (sclérodermie systémique) . Des méthodes classiques d’immunologie cellulaire sont utilisées, ainsi que des méthodes plus récentes comme la cytométrie en fux à haute dimension et les analyses NGS sur populations triées (RNA-seq) et cellules uniques (sc-RNA-seq). Des techniques de RNA FISH et DNA FISH, sont également utilisées pour évaluer la conformation 3-D de certains loci par rapport aux territoires des chromosomes X actifs et inactifs sur des cellules immunitaires chez la souris et chez des femmes atteintes de maladies auto-immunes systémiques.

Les résultats du projet sont pour l’instant confidentiels pour le WP1. Ils font actuellement l’objet d’articles en préparation. Par contre pour les WP2 et WP3, les résultast ont ét publiés et sont résumés ci-dessous.

WP.2, De manière remarquable les LB BiA7 s’accumulent dans les LB mémoires pathogénique dans un modèle de lupus induit et la restriction du mosaïsme cellulaire associé à Tlr7 (mono-allélisme forcé) protège de l’autoimmunité systémique et du syndrome lupique induit (article, soumis). Dans le modèle spontané NZM.Sle123, les cellules BiA7 se retrouvent préférentiellement dans le compartiment « ABC », elles expriment une signature transcriptomique qui les distinguent des ABC mono-alléliques, ainsi des signes d’expansion clonale, suggérant que la spécificité du BCR et l’activation de TLR7 est impliqué dans leur expansion. La proportion de lymphocytes BiA7 corrèle avec la sévérité de la pathologie lupique et les taux d’autoanticorps, suggérant un lien de causalité qui reste à établir de manière formelle (article en préparation). Dans le cadre de ce projet, nous avons établi qu’une dérégulation du maintien de l’inactivation de l’X, chez les souris déficientes pour le gène Ftx, un régulateur positif de l’expression de Xist, est associé à la réactivation de gènes de l’X comme TLR7 et au développement d’une immunité systémique avec production d’autoanticorps signature du lupus (4581817, 5148010).

Dans le WP3, nous avons mis en évidence que les lymphocytes bi-alléliques pour TLR7, s’accumulent en réponse à l’activation via TLR7, mais pas TLR9, dans les lymphocytes B de type ABCs (article en révision). Ces données suggèrent un avantage fonctionnel aux LB BiA7 humains dans des modèles de réponse B associés au LES. Enfin, chez des femmes sclérodermiques, nous avons identifiés une hétérogénéité fonctionnelle des pDCs à l’échelle unicellulaire associé à une signature IFN de type I et à l’augmentation de la fréquence des pDCs avec une expression bi-allélique de TLR7. Nous avons mis en évidence que le locus TLR7/8 est situé en dehors du territoire de l’X inactif (Xi) lorsque TLR7 est exprimé, suggérant que la réorganisation de la chromatine du Xi est liée à l’échappement de TLR7 à l’ICX. Ces données révèlent l'hétérogénéité des pDC dans la SSc et suggèrent qu'une altération de l‘ICX au locus TLR7/8 pourrait contribuer à l'activation chronique des pDCs chez les patientes atteintes de sclérodermie (4889544, 5364668).

L’analyse de l’impact de l’échappement à l’ICX du gène Tlr7 dans l’auto-immunité systémique est un projet de rupture, faisant appel à des technologies de pointe. Il pourrait ouvrir des nouveaux champs d’investigation et pourrait conduire au développement de biomarqueurs spécifiques du sexe pour guider le diagnostic et la prise en charge de certaines maladies auto-immunes chez les femmes. Nous pensons que pour obtenir des traitements ciblés pour tous les individus à l'ère de la médecine de précision, les hommes et les femmes devront être traités différemment, afin d'être protégés de manière efficace et équitable.

L'incidence des maladies auto-immunes, comme le lupus érythémateux systémique (LES) est nettement augmentée chez les femmes ainsi que chez les hommes atteints du syndrome de Klinefelter 47 XXY (KS), par rapport aux hommes 46 XY. Chez les femmes, l'un des deux chromosomes X est généralement inactivé (ICX), cependant certains gènes échappent à l’ICX, entraînant une expression accrue dans certaines cellules. TLR7 est un activateur important du système immunitaire, son gène est situé sur le chromosome X et lorsqu'il est exprimé à double dose (bi-allélisme), TLR7 est suffisant pour déclencher l'auto-immunité chez la souris. Nous avons montré que TLR7 échappe à l’ICX dans une proportion importante de cellules immunitaires de femmes, ce qui améliore les réponses immunitaires des lymphocytes B. Les cellules B exprimant TLR7 de manière biallélique (cellules B BiA7) sont sélectionnées positivement au sein des cellules B de la lignée plasmocytaire, productrices d’IgG dans des modèles d’activation et de différentiation utilisant des ligands spécifiques de TLR7 (Sci. Immunol 2018, PMID:29374079). Nous postulons ici que la surexpression de TLR7 due au biallélisme pourrait contribuer au risque accru au LES chez les femmes et les hommes KS. Notre hypothèse de travail est que le risque génétique lié à l'X associé à l'auto-immunité est une conséquence évolutive de la sélection positive d’une réponse immunitaire efficace contre les infections. L'évaluation de l'origine et la définition des mécanismes conduisant au développement et au maintien des cellules B BiA7 ainsi que leur contribution directe au développement du syndrome lupique seront au centre de la présente proposition. À l'aide de modèles murins, nous aborderons les conséquences fonctionnelles de l'expression de Tlr7 à partir du chromosome X inactif dans les cellules B naïves, et leur contribution directe aux réponses du centre germinatif dans des modèles murins. En parallèle, nous évaluerons également la relation entre les cellules BiA7 et le développement de réponses immunitaires dérégulées impliquées dans la pathogenèse du LES, avec un accent particulier sur les « cellules B associées à l'âge (ou auto-immunité) » (ABC), qui sont à l’origine des auto-anticorps dans le LES, chez l'Homme et la souris. Nous validerons notre observation dans des cellules immunitaires de femmes LES et testerons également l'hypothèse selon laquelle des facteurs génétiques associés à la maladie ou aux affections auto-inflammatoires chroniques causées par le LES ou la Sclérodermie peuvent avoir un impact sur le statut d'"escapee" de TLR7 et d'autres gènes candidats liés à l'X associés à la maladie.
Ce projet fournira une dissection inédite de la contribution de l'échappement à l’ICX sur les réponses fonctionnelles des lymphocytes B et sur la nature du processus sous-jacent à la prédominance féminine des maladies auto-immunes. Il pourrait donc ouvrir des pistes pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques dans les pathologies rhumatismales.