Etude du biais d'activation pro-inflammatoire des lymphocytes T CD4+ dans le modèle de spondylarthrite du rat transgénique HLA-B27 par des approches transcriptomiques et épigénomiques

par Bilade Cherqaoui

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Maxime Breban, Luiza Krause et de Frédéric Cremazy.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Infection et Inflammation chronique (laboratoire) et de Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-11-2018 .


  • Résumé

    Les spondyloarthropathies (SpA) sont un groupe de maladies inflammatoires chroniques associant de façon variable des atteintes articulaires, intestinales, oculaires, cutanées. Elles peuvent fortement altérer la qualité de vie des patients, dont la guérison reste un objectif à atteindre, l'étiologie de la SpA restant inconnue. Chez l'homme, il existe une forte association de la SpA au HLA-B27, ce qui a incité à développer un modèle de rat transgénique pour le HLA-B27 (rat-B27). Il a été montré que les cellules dendritiques (DC) du rat-B27 (DC-B27) étaient capables d'induire un biais de différenciation des lymphocytes T CD4+ naïfs (T naïfs) en lymphocytes T CD4+ helper 17 (TH17) pro-inflammatoires ; les mécanismes de ce biais restent incompris. L'objectif de ce travail sera de préciser les modifications transcriptionnelles et épigénétiques des T naïfs, avant et après contact avec la DC-B27, impliquées dans le biais de différenciation pro-inflammatoire TH17 chez le rat-B27. 1. Les T naïfs seront extraits des ganglions mésentériques de rats-B27, HLA-B7 transgénique (rat-B7, sain) et non transgénique (NTG, sain) ; à l'aide d'un tri basé sur la cytométrie de flux. Les DC seront extraites de la rate de rats-B27, B7, NTG ; par tri magnétique. Pour analyser l'effet propre de la DC, les T naïfs de rats-B27 seront mis un jour en coculture avec des DC-B27, DC-B7, DC-NTG. L'ARN des T naïfs, avant et après coculture, sera extrait puis séquencé en haut-débit. Des analyses statistiques permettront de définir les différences transcriptomiques associées au biais de différenciation TH17. 2. A partir des T naïfs de rats-B27, comparativement à ceux des rats-B7 et NTG, le profil global des marques d'histone H3K27 acétylé, H3K4 mono-méthylé, H3K27 tri-méthylé sera établi par séquençage par immunoprécipitation de la chromatine (ChIP-seq/mentation). Les marques d'histone associées aux facteurs transcriptionnels connus comme associés à la différenciation TH17 (BATF, IRF4, STAT3, RORγt) seront également analysées de façon au sein des 3 types de T naïfs. Ainsi seront définis les évènements épigénomiques précoces – état réprimé / activé / mis en pause de l'expression génique – associés au biais de différenciation TH17. 3. Les outils de bio-informatique intégrant les résultats de transcriptomiques et d'épigénétiques permettront de définir des signatures spécifiques, des réseaux de régulation intergéniques, un modèle prédictif, définissant le biais de différenciation des T naïfs en TH17. En conclusion, nous définirons la signature transcriptionnelle et les marques épigénétiques associées au biais de différenciation TH17 pro-inflammatoire dans la SpA. Ce projet ouvrira des perspectives quant à la définition de nouveaux outils diagnostiques plus spécifiques et de nouvelles cibles thérapeutiques – agissant aux étapes les plus précoces de différenciation TH17.

  • Titre traduit

    Unraveling the pro-inflammatory bias of CD4+ T lymphocytes in HLA-B27 transgenic rat model of spondyloarthritis using transcriptomics and epigenomics


  • Résumé

    The spondyloarthropathy (SpA) is a group of chronic inflammatory disorders associating articular, gut, ocular and cutaneous involvement. SpA may lead to a major decrease of patients' quality of life; etiology of SpA is still unknown – thus, patients' cure remains a goal to achieve. In Human, SpA is strongly associated to HLA-B27 ; leading to the development of a transgenic rat model bearing the HLA-B27 (B27-rat). Dendritic cells of B27-rat (B27-DC) present a pathogenic phenotype and are able to induce a differentiation bias in T CD4+ naïve lymphocytes (naïve T) into T CD4+ helper 17 lymphocytes (TH17), pro-inflammatory and highly pathogenic. Mechanisms of this bias remains unknown. The aim of this work will be to describe transcriptomics and epigenomics specificities of naïve T, before and after DC-B27 contact, involved in TH17 differentiation bias in B27-rat. 1. Naïve T will be extracted from mesenteric lymph node of B27-rat, transgenic B7-rats (healthy) and nontransgenic rats (NTG) ; through a cytometer sorting. DC will be extracted from spleen of B27, B7 and NTG rats ; through a magnetic bead sorting. In order to analyze specific effect of DC on T differentiation, B27-naïve T will be cocultured one day with DC from B27, B7 and NTG rats. RNA of naïve T, before and after coculture, will be extracted, then high-throughput sequenced. Statistical analyses lead to define differential transcriptomics related to B27-naïve T differentiation bias. 2. From B27-naïve T, compared to those from B7 and NTG-rats, global histone mark landscape will be defined (H3K27 acetylated, H3K4 mono-methylated, H3K27 tri-methylated) by chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIP-seq/mentation). Histone marks related to transcriptional factor known to be involved in TH17 differentiation (BATF, IRF4, STAT3, RORγt) will also be defined. Early epigenomics events associated to TH17 differentiation bias would be characterized. 3. Bioinformatics tools, integrating transcriptomics and epigenomics results, would lead to define specific signature, intergenic regulation network, predictive models associated to naïve T differentiation bias into TH17. To conclude, we will be able to precise transcriptomics and epigenomics signature associated to pro-inflammatory TH17 differentiation bias in SpA. This project would open new field in term of diagnosis tools and therapeutics target, acting at early steps of TH17 differentiation.