Discovery and characterisation of novel regulatory sognaling pathways in immune cells

par Massimo Gadina

Thèse de doctorat en Médecine. Microbiologie

Sous la direction de Pierre Pothier.

Soutenue en 2008

à Dijon .

  • Titre traduit

    Découverte et caractérisation de nouvelles voies de signalisation dans les cellules du système immunitaire


  • Résumé

    Les interleukines et les interférons règlent les réponses immunitaires vis-à-vis des virus et des bactéries en agissant sur les cellules du système immunitaire. Ces dernières années les molécules transmettant les signaux de la surface de la cellule jusqu’au noyau ont été partiellement identifiées. Par ailleurs, nous ne connaissons pas encore quels sont les gènes responsables des fonctions cellulaires spécifiques misent en œuvre par les différentes cytokines. Pendant mon travail je me suis concentré sur la régulation des gènes des cytokines qui contrôlent spécifiquement la différenciation des lymphocytes T auxiliaires (helper T cells, TH) CD4+, en particulier l’interleukine-12 (interleukin-12, IL-12) et l’interleukine-2 (interleukin-2, IL-2). Nous avons employé la technologie des puces à ADN ou microarray pour mieux définir les effets de ces cytokines sur l'expression de gènes. Nous avons ainsi identifié et caractérisé un gène qui est rapidement induit en réponse à IL-12 et que nous avons appelé Cybr (pour cytohesin binder and regulator) en raison de sa capacité à se lier à la cytohésine-1 et à moduler son activité enzymatique. Cybr est membre d'une famille de protéines ayant des caractéristiques structurales et fonctionnelles similaires et qui inclue la protéine tamalin. Les cytohésines sont une famille de facteurs d’échange des nucléotides à guanine (guanine nucleotide-exchange factors, GEFs) pour les GTPases de la famille des facteurs d’ADP-ribosylation (ADP-rybosilation factors, ARFs). La cytohésine-1 se lie et règle aussi l’activation de la β2 intégrine LFA-1 (pour leukocyte function antigen-1). Nous avons également montré que l'expression de Cybr module la cascade de signalisation en aval du récepteur des cellules T (T cell receptor, TCR). L’expression de Cybr dans les lymphocytes T, après stimulation par le TCR, a comme conséquence une augmentation de la phosphorylation de la kinase N-terminale de Jun (Jun N-terminal kinase, JNK), de la phosphorylation de Vav, de l'activation de la GTPase Rac et un renforcement de coopération entre la protéine activatrice-1 (activator protein-1, AP-1) et le facteur nucléaire des cellules T activées (nuclear factor of activated T cells, NFAT) qui sont parmi les facteurs de transcription les plus importants impliqués dans la signalisation à partir du TCR. Pour analyser la fonction de Cybr dans les cellules du système immunitaire, nous avons généré des souris déficientes pour ce gène. Ces souris ont un développement des lymphocytes T et B et des cellules dendritiques relativement normales, et elles ne montrent aucun défaut important dans la réponse immunitaire innée ou adaptative. Il est à noter que le partenaire de signalisation de GRP1 (GRP1 signalling partner 1, GRSP1), une autre molécule qui se lie aux cytohésines, est fortement exprimé dans les cellules TH1 et son expression est augmentée par les mêmes cytokines. Il est donc possible que GRSP1 ou tamalin puissent compenser fonctionnellement le Cybr. Notamment, quand nous avons effectué des expériences de repopulation compétitive avec des cellules souches nous avons observé que les cellules provenant de souris déficientes en Cybr présentaient un défaut dans leur capacité à se développer en présence de cellules souches de souris sauvages. Ces données suggèrent que les cellules souches manquant de Cybr ont un défaut de croissance, même si Cybr n’est pas un prérequis essentiel pour le développement et les fonctions des cellules hématopoïétiques. La génération de souris déficientes en tamalin, publiée récemment, permettra d’évaluer cette hypothèse avec la production d’animaux déficients pour les deux gènes.


  • Résumé

    Interleukins and interferons regulate the immune response to viruses and bacteria by acting on cells of the immune system. In the past few years the signalling events which transmit the signals from the surface of the cell to the cell nucleus have been partially elucidated. On the other hand which genes are responsible for each specific cellular function set into motion by the different cytokines is still unclear. I have been focussing on the regulation of genes from cytokines which specifically control CD4+ helper T (TH) differentiation in particular Interleukin (IL)-12 and IL-2. We have used microarray technology to define its effects on gene expression and identified and characterised a gene rapidly induced in response to IL-12 that we named Cybr (Cytohesin Binder and Regulator) because of its ability to bind cytohesin-1 and to modulate its enzymatic activity. Cybr is a member of a family of proteins with similar structural and functional features which includes the protein Tamalin. Cytohesins are a family of guanine nucleotide-exchange factors (GEFs) for ARF GTPases. Cytohesin-1 also binds and regulates the activation of 2 integrin, leukocyte function antigen-1 (LFA-1). We have also shown that Cybr expression modulates the signalling cascade downstream of the T cell receptor (TCR). Following TCR engagement the expression of Cybr in T cells results in augmented Jun N-terminal Kinase (JNK), Vav phosphorylation, activation of Rac GTPase and increased cooperation between Activator Protein-1 (AP-1) and Nuclear Factor of Activated T cells (NFAT) two of the major transcription factors involved in TCR signalling. To examine its function in immune cells we have generated Cybr-deficient mice. These mice have relatively normal T, B and dendritic cell development and no major defect in their innate or adaptive immune response. Interestingly, we have found that GRP1 signalling partner 1 (GRSP1), another cytohesin-binding molecule, is highly expressed in TH1 cells and its expression is upregulated by the same cytokines. It is therefore possible that GRSP1 or Tamalin, might functionally compensate for Cybr. Notably, by performing competitive stem cell repopulation experiments a defect in the abilities of Cybr-deficient T cells to develop in the presence of wild-type precursors were observed. These data suggest that stem cells lacking Cybr are at a developmental disadvantage albeit Cybr is not absolutely required for hematopoietic cell development or functions. The recent publication of Tamalin deficient mice will allow testing this hypothesis by generating double deficient animals.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (27-[28] f.)
  • Annexes : Bibliographie f. 23-27

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  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Médecine-Pharmacie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2099U/2008/1BIS
  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : PARENT TEST
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