JCJC SVSE 3 - JCJC : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes : Microbiologie, immunologie, infectiosité

Propriétés fonctionnelles des différentes populations de cellules dendritiques de la peau: leur rôle dans la tolérance et l'immunité – SkinDCs

Les cellules dendritiques sont les sentinelles de notre système immunitaire, comment fonctionnent elles ?

Dans la peau, nous avons caractérisé plusieurs populations de cellules dendritiques mais aussi de macrophages. Nous savons que ces sentinelles peuvent avoir des fonctions spécifiques. Le présent projet a pour but de mieux comprendre leur hétérogénéité tant phénotypique que fonctionnelle.

L’hétérogénéité phénotypique est elle associée à une diversité fonctionnelle ?

Dans un premier temps, nous voulons atteindre une caractérisation de haute résolution des cellules dendritiques mais aussi des macrophages de la peau et de connaitre leur rôle au niveau de la barrière cutanée. Grâce à la signature transcriptomique de toutes les populations de cellules dendritiques et macrophagiques du derme, nous pouvons mettre en évidence des expressions génétiques dans certaines populations spécifiques.

Après avoir caractérisé des gènes spécifiques par population de cellules dendritiques, nous allons initier des modèles murins innovants consistant à réaliser des constructions génétiques associant le gène d’intérêt avec des protéines fluorescentes pour les suivre dans les différents organes par cytométrie mais aussi permettant de dépléter in vivo la cellule d’intérêt ou abolir la fonction enzymatique par exemple.

Dans la peau, le système immunitaire doit assurer une balance entre la mise en place d’une réponse immune protectrice mais aussi doit être tolérant vis-à-vis de nombreux contacts. Par nos études, nous avons montré que seule une population de cellule dendritique est impliquée dans la production d’une enzyme (ALDH) permettant la production d’acide rétinoique nécessaire à la différentiation des lymphocytes T naifs en T régulateurs importants dans le contrôle de l’intégrité de la peau. Nous avons progressé dans la construction d’une souris innovante permettant d’abolir l’expression d’ALDH dans ces cellules spécifiques et voir les conséquences sur l’homéostase de la peau.

A plus long terme, ce projet devrait nous conduire à étudier le rôle de certaines populations de cellules dendritiques dans le contrôle des réactions auto-immunes.

La caractérisation des cellules dendritiques de la peau a été complétée avec succès et a pu être appliquée à d’autres organes tels que les muscles et thymus
Langlet C, Tamoutounour S, Henri S, Luche H, Ardouin L, Gregoire C, Malissen B, Guilliams M. CD64 expression distinguishes monocyte-derived and conventional dendritic cells and reveals their distinct role during intramuscular immunization. J Immunol 2012. 188:1751-60.
Crozat K, Tamoutounour S, Manh TP, Fossum E, Luche H, Ardouin L, Guilliams M, Azukizawa H, Bogen B, Malissen B, Henri S, Dalod M. Cutting edge: Expression of XCR1 defines mouse lymphoid-tissue resident and migratory dendritic cells of the CD8alpha+ type. J Immunol 2011. 187:4411-5.
Luche H, Ardouin L, Teo P, See P, Henri S, Merad M, Ginhoux F, Malissen B. The earliest intrathymic precursors of CD8alpha(+) thymic dendritic cells correspond to myeloid-type double-negative 1c cells. Eur J Immunol 2011. 41:2165-75

La peau est un tissu complexe pouvant contrôler une infection par la mise en place d’une immunité protectrice et prévenir une inflammation locale exacerbée susceptible d’affecter son intégrité. Les cellules dendritiques (DCs) en qualité de sentinelles du système immunitaire contribuent au maintien de l’homéostase cutanée. Grâce à l’utilisation de modèles de souris innovants (LangEGFP et LangEGFPDTR), nous avons étudié les cellules de Langerhans (LCs) localisées dans l’épiderme (Kissenpfennig, 2005), nous avons découvert une nouvelle population de DCs dans le derme (DDCs ; Poulin, 2007) et nous avons caractérisé cinq populations différentes de DCs dans la peau (LCs et CD207+ CD103-, CD207+ CD103+, CD207- CD11b- et CD207- CD11b+ DDCs). Nous formulons l’hypothèse que cette hétérogénéité phénotypique est associée à des différences fonctionnelles. L’objectif principal de ce projet est donc de comprendre le rôle biologique de ces différentes populations de DCs de la peau en s’intéressant plus particulièrement aux mécanismes de tolérance périphérique tels que la délétion clonale de lymphocytes T réagissant contre les antigènes du soi et l’induction de lymphocytes T régulateurs (Treg). Quatre axes de recherche seront développés :
1. Les différentes populations de DCs que nous avons caractérisées seront sélectivement triées puis nous réaliserons une étude comparative de leur transcriptome. Cette approche devrait nous donner des informations importantes concernant la spécialisation fonctionnelle de chaque type de DCs.
2. Grâce à l’utilisation d’une souris transgénique exprimant un antigène modèle au niveau des kératinocytes de l’épiderme (K5-mOVA), nous avons montré que seule la population CD207+ CD103+ de DC du derme est capable de cross-présenter cet antigène du soi aux lymphocytes T CD8+ OT-I (Henri, 2009). Un objectif de cette étude est de comprendre comment les DCs dermiques CD207+ CD103+ réalisent cette fonction. Nous proposons d’étudier si cette fonction de cross-présentation est due à leur capacité de rencontrer et interagir avec les lymphocytes T CD8+ par l’intermédiaire du récepteur de chimiokine XCR1. De plus, le modèle K5-mOVA nous permettra de mieux comprendre la délétion clonale des lymphocytes T CD8+ faisant suite à leur activation initiale.
3. Il a été montré in vitro que les Tregs pouvaient être induits par des DCs produisant de l’acide rétinoique grâce à l’oxydation du rétinaldehyde par la rétinaldéhyde déhydrogénase (ALDH). Nous avons montré que dans la peau, seule les DCs dermiques CD207- CD11b+ expriment l’ALDH et induisent des Treg in vitro (Guilliams, sous presse). Nous postulons que cette population est aussi capable d’assurer cette importante fonction in vivo. Afin de déterminer si la forte fréquence de Treg trouvée dans la peau est liée à l’expression d’ALDH par les CD207- CD11b+ DDCs, nous proposons de développer un modèle de souris transgénique permettant de suivre et d’inactiver à façon l’ALDH exprimée par les DCs in vivo.
4. Enfin, grâce à une protéine fluorescente rouge (RFP), induite par le croisement de souris exprimant la recombinase Cre sous le contrôle des gènes CD11c ou langérine avec des souris exprimant la cassette LoxP-STOP-LoxP-RFP dans le locus Rosa, nous proposons de suivre l’intéraction des DCs avec les lymphocytes T in vivo par microscopie confocale et intravitale. Nous étudierons dans le modèle K5-mOVA si les lymphocytes OT-I GFP+ colocalisent avec les DCs CD207+ CD103+ RFP+ ayant préalablement capturé l’antigène modèle au niveau de la peau et si cette colocalisation disparaît lorsque les CD207+ DDC sont déficientes en XCR1.
En conclusion, ce projet multidisciplinaire nous permettra de dévoiler si l’hétérogénéité des DCs est associée à des fonctions spécialisées in vivo. Une meilleure compréhension des mécanismes de tolérance contribuant au maintien de l’homéostase cutanée devrait améliorer les approches thérapeutiques visant à augmenter ou réduire les réponses immunes de la peau.

Coordinateur du projet

Madame Sandrine HENRI (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE PROVENCE CORSE) – henri@ciml.univ-mrs.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CNRS DR12 CIML CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE PROVENCE CORSE

Aide de l'ANR 270 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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