Intracellular trafficking during antigen cross presentation in dendritic cells

par José Ignacio Cebrián

Thèse de doctorat en Immunologie

Sous la direction de Ariel Savina.

Soutenue en 2011

à Paris 5 .

  • Titre traduit

    Trafic intracellulaire pendant la présentation croisée des antigènes dans les cellules dendritiques


  • Résumé

    Les cellules dendritiques (DCs) jouent un rôle essentiel dans l’initiation des réponses immunitaires adaptatives par les lymphocytes T. Ces cellules présentent des antigènes phagocytés sur les molécules de classe I et II du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) pour activer les lymphocytes T CD8+ et CD4+, respectivement. Contrairement à la présentation restreinte aux molécules de classe II du CMH, les voies intracellulaires impliquées dans la présentation des antigènes internalisés sur des mole��cules du CMH de classe I, un processus appelé présentation croisée, sont encore largement inconnus. Les DCs sont les seules cellules présentatrices d’antigènes à effectuer efficacement la présentation croisée. Ce processus a été impliqué dans l’établissement des réponses immunitaires cytotoxiques contre des bactéries, des tumeurs et certains virus qui n’infectent pas les DCs. Parmi les nombreuses caractéristiques, qui ont été proposées comme étant importantes pour la présentation croisée, la présence de composants du réticulum endoplasmique (RE) dans les phagosomes a généré une grande controverse. Ceci est en partie dû au fait que les mécanismes par lesquels ces composants sont recrutés dans la voie d’internalisation pour rencontrer les antigènes sont inconnus. En particulier, il reste à déterminer si des évènements de fusion entre le RE et les phagosomes ont lieu et s’ils sont nécessaires à la présentation croisée. Nos résultats ont identifié Sec22b comme un régulateur clé de la présentation croisée et des fonctions phagosomales dans les DCs. Cette molécule qui appartient à la famille des protéines SNARE est localisée dans le compartiment intermédiaire RE-Golgi et s’associe avec la Syntaxine 4, une SNARE de la membrane plasmique, qui est présente dans les phagosomes. La déplétion de Sec22b inhibe le recrutement de protéines résidentes du RE vers le phagosome et vers la vacuole contenant le parasite Toxoplasma gondii. Cette déplétion inhibe également la présentation croisée par les DCs d’antigènes phagocytés, endocytés, ou exprimés par T. Gondii ou E. Coli dans les DCs infectées par ces pathogènes. De plus, dans les DCs Sec22b déficientes, dans lesquelles les phagosomes sont dépourvus de composants du RE, la maturation phagosomale est accélérée et l’activité protéolytique est augmentée. L’ensemble de nos résultats montre que la fusion entre le RE et les phagosomes régule les fonctions de la voie d’internalisation des antigènes de manière à la rendre compatible et efficace pour leur présentation croisée.


  • Résumé

    Dendritic cells (DCs) are essential players in the initiation of adaptive T cell-mediated immune responses. They present phagocytosed antigens on class I and II molecules of the Major Histocompatibility Complex (MHC) to activate CD8+ and CD4+ T lymphocytes, respectively. In contrast to MHC class II-restricted presentation, the intracellular pathways involved in the presentation of internalized antigens on MHC class I molecules, a process known as cross presentation, remain unclear. DCs have been shown to be the only antigen presenting cells that can perform efficiently antigen cross presentation, and this process has been involved in establishing cytotoxic immune responses against bacteria, tumours and certain viruses that do not infect DCs. Among the many features that have been proposed to be important for cross presentation, the presence of endoplasmic reticulum (ER) components in phagosomes has generated a big controversy in the field. This is in part due to the fact that there is no evidence about the mechanism by which these components are recruited to the internalization pathway to encounter the antigens. Also, it is not clear if such fusion between phagosomes and the ER is absolutely required for cross presentation. Here we identify Sec22b as key regulator of cross presentation and of phagosomal functions in DCs. This protein that belongs to the SNARE family localizes to the ER-Golgi intermediate compartment and pairs to the plasma membrane SNARE Syntaxin 4, which is present in phagosomes. Depletion of Sec22b in DCs inhibits the recruitment of ER-resident proteins to phagosomes and to the vacuole containing the Toxoplasma gondii parasite. In Sec22b silenced DCs, cross presentation is compromised after antigen phagocytosis or endocytosis, as well as after invasion by T. Gondii or infection by E. Coli. We also observed that ER-deficient phagosomes acquire more rapidly lysosomal markers and display a higher proteolytic activity than normal DC phagosomes. Our results suggest that the fusion of the ER to phagosomes is essential for cross presentation not only by contributing with the MHC class I presentation machinery, but also by delaying phagosome maturation and promoting cross presentation conditions.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (132 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie 108-119 p.

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