Mécanismes et conséquences de l'expression de PD1 par les cellules T régulatrices néonatales chez la souris NOD – TregNOD

Les cellules T régulatrices (Treg), notamment celles qui se développent très précocement (chez la souris pendant la période néonatale), jouent un rôle central dans le contrôle des réponses immunitaires et préviennent ainsi les immunopathologies telles que les maladies auto-immunes et l'inflammation chronique. Nos données récentes montrent que, chez les souris NOD (le principal modèle expérimental du diabète de type I, T1D), le locus de susceptibilité Idd5.1 contribue à une fréquence exceptionnellement élevée de cellules exprimant PD1 parmi les Treg qui se développent pendant la période néonatale. Nous avons montré que ces Treg PD1(pos) néonataux sont très autoréactifs et recirculent fortement de la périphérie vers le thymus. Sur la base de ces observations, nous postulons que 1) l'expression de PD1 par les Treg néonataux altère leur activité suppressive et/ou 2) que ces Treg très autoréactifs, lors de leur recirculation vers le thymus, perturbent l'induction de la tolérance au soi des cellules T dans le thymus, contribuant ainsi au développement du T1D.

WP1 : Nous étudierons d'abord comment des niveaux particulièrement élevés de Treg exprimant PD1 se développent dans le thymus des souris NOD néonatales. Nous identifierons le gène (parmi les quatre situés dans Idd5.1) qui contrôle l'expression de PD1 et décrypterons les mécanismes moléculaires impliqués. Nos données récentes montrent que la PI3Kdelta contrôle l'expression de PD1 par les Treg néonataux et nous étudierons les mécanismes en amont et en aval impliqués, y compris l'identification des facteurs de transcription.

WP2 & 3 : Nous caractériserons ensuite en détail la dynamique (clonale) in vivo des Treg PD1(pos) néonataux chez les souris NOD prédiabétiques et diabétiques et nous la comparerons à celle des Treg PD1(neg) néonataux. Sur la base de données multi-omiques qui seront acquises, nous construirons des modèles mathématiques pour mieux décrire et comprendre le comportement des Treg PD1(pos) néonataux in vivo. Pour évaluer l'implication potentielle des Treg néonataux PD1(pos) dans la susceptibilité au T1D, nous construirons des souris NOD chez lesquelles les Treg PD1(pos) néonataux sont absents, nous analyserons l'activation immunitaire et nous surveillerons le développement du T1D. Comme nous avons constaté que les Treg PD1(pos) néonataux recirculent fortement vers le thymus, nous analyserons leur capacité à entraver l'induction de la tolérance au soi des cellules T dans le thymus, également potentiellement impliquée dans le développement du DT1. Pour évaluer un effet potentiel de PD1 sur la fonction des Treg néonataux (ex. l'inhibition, la modulation du métabolisme), nous supprimerons son expression exclusivement sur les Treg néonataux et étudierons la domiciliation, l'activation, la différenciation et le métabolisme des Treg, ainsi que le développement du T1D chez les souris.

WP4 : Étant donné que le locus contrôlant une partie du phénotype PD1 des Treg néonataux chez les souris NOD (Idd5.1) a un orthologue chez l'homme contrôlant également la susceptibilité au T1D (IDDM12), nous estimons que des anomalies des Treg se développant le plus précocement chez l'homme peuvent être impliquées dans la susceptibilité au T1D. En préparation d'un programme de recherche clinique sur le développement précoce des Treg chez les patients atteints de T1D, nous mettrons en place des cultures in vitro d'organes de thymus fœtal de souris (FTOC) dans lesquelles les Treg humains se développent à partir de cellules souches (non mobilisées) issues du sang périphérique provenant de jeunes donneurs adultes.

Notre projet permettra ainsi de mieux comprendre le rôle complexe des défauts fonctionnels héréditaires des Tregs dans l'étiologie du T1D chez les souris NOD. Il pourrait ainsi avoir des répercussions sur le développement d'immunothérapies basées sur les Tregs ou ciblant les Tregs pour lutter contre le T1D chez l'homme.