Etude du rôle des lymphocytes T natural killer au cours de la schistosomiase expérimentale murine

par Thierry Mallevaey

Thèse de doctorat en Immunologie. Parasitologie

Sous la direction de François Trottein.

Soutenue en 2006

à Lille 2 .

mots clés

• Schistosoma mansoni
• Schistosoma mansoni
• Cellules NK
• Cellules tueuses naturelles
• Immunomodulateurs

Résumé

Les lympocytes T Natural Killer (NKT) constituent une population hétérogène de lymphocytes T non conventionnels exprimant à la fois des marqueurs de cellules NK et de lymphocytes T. Chez la souris, les cellules NKT invariantes (iNKT), particulièrement abondantes au niveau du foie, expriment un TCR semi-invariant Vα14-Jα18, alors que les cellules NKT variantes (vNKT), principalement présentes dans le thymus et les organes lymphoïdes secondaires, possèdent un TCR plus divers. Des études récentes semblent démontrer que les iNKT et vNKT exercent des fonctions différentes in vivo. La particularité des cellules NKT est qu'elle synthétisent rapidement de grandes quantités de cytokines de typre Th1 et /ou Th2 suite à une stimulation par certains Ag glycolipidiques (exogènes ou endogènes) présentés par la molécule CD1d. Les cellules NKT jouent un rôle clé dans la régulation et la polarisation de la réponse immune dans de nombreuses pathologies cancéreuses, autoimmunes, inflammatoires ou infectieuses. Si leur rôle dans des infections par des bactéries, virus ou parasites protozoaires est clairement décrit, leur rôle dans des infections par des parasites helminthes, généralement associées à des réponses Th2, est inconnu. La schistosomiase est une maladie parasitaire chronique causée par l'helminthe trématode Schistosoma. Chez la souris, l'infection par S. Mansoni se caractérise par une réorientation de la réponse immune d'un profil de type Th1en début d'infection, vers une forte réponse Th2, au moment où les oeufs du parasite se déposent dans les tissus. Nous avons montré que le mode de présentation restreint par la molécule CD1d joue un rôle crucial dans le développement de la réponse Th2 au cours de l'infection, suggérant l'implication des cellules NKT dans ce modèle. Dans cette étude, nous montrons que les cellules NKT hépatiques et spléniques sont activées au cours de la schistosomiase murine, et que les cellules iNKT produisent de l'IFN-γ et de l'IL-4 in vivo, suite au dépôt des oeufs dans le foie. Des cellules dendritiques (DC) sensibilisées par les oeufs, mais pas par les autres stades parasitaires (schistosomules ou vers adultes), activent les iNKT de façon CD1d-dépendante et induisant la production d'IFN-γ et d'IL-4 in vitro. Dans un modèle d'immunisation par transfert de DC sensibilisées, nous montrons également que les iNKT participent au développement de la réponse Th2 dirigée contre les Ag de l'oeuf. Nos résultats semblent exclure l'implication d'un ligand microbien CD1d-restreint et suggèrent que des ligands endogènes sont générés par les DC, indépendamment de l'expression des TLR, et présentés aux iNKT par la molécule CD1d. Enfin, si les iNKT et vNKT n'ont pas de rôle majeur dans la réponse immune précoce, elles exercent des fonctions distinctes, et éventuellement complémentaires, dans le développement de la réponse immune en phase aigüe de l'infection: les iNKT participent à la réponse Th1 alors que les vNKT favorisent plutôt le développement de la réponse Th2. En conclusion, ces résultats montrent pour la première fois que des parasites helminthes peuvent activer les cellules NKT in vivo, et que ces cellules jouent un rôle majeur dans le développement de la réponse immune au cours de l'infection.

Résumé

Mouse CD1d-restricted Natural Killer T (NKT) cells represent a heterogenous population of glycolipid-reactive T cells that co-express NK and T cell markers. Among them, invariant (i)NKT, highly represented in the liver, express a semi-invariant Vα14-Jα18 TCR, whereas variant (v)NKT which are most frequent in the thymus and lymph nodes, express a more diverse TCR repertoire. Recent studies provide evidence that iNKT and vNKT cells can exert different functions in vivo. Indeed, through their ability to produce both Th1- and Th2-type cytokines upon stimulation, NKT cells play potent immunoregulatory functions during cancer, inflammation, auto-immune diseases and infections. NKT cells exert crucial roles in the immune/inflammatory system during bacterial, protozoan, fungal and viral infections. However, their roles during metazoan parasite infection, which are usually associated with strong Th2 responses, still remain elusive. Schistosomiasis is a chronic parasitic disease caused by the extracellular helminth parasite Schistosoma. A key feature of the immune response in S. Mansoni-infected mice is the occurrence of a switch a Th1 immune response, at the beginning of the infection, towards a strong Th2 response triggered by parasite eggs that are gradually deposited in host tissues. We have previously shown that CD1d plays an important rôle in the induction of Th2 responses during murine schistosomiasis, suggesting the involvment of CD1d-restricted NKT cells. In the present study, we demonstrate that splenic and hepatic NKT cells are activated during the course of murine schistosomiasis and hepatic iNKT cells produce both IFN-γ and IL-4 in vivo, following egg encounter in the liver. We also report that schistosome egg-, but not schistosomula- nor adult worm-, sensitized dendritic cells (DC) activate, in a CD1d-dependent manner, iNKT cells to secrete IFN-γ and IL-4 in vitro. Transfer of egg-sensitized DC promotes a strong Th2 response in recipient wild type mice, but not in mice that lack iNKT cells. Engagement of Toll-like receptors in DC is not necessary for iNKT cell stimulation in response to egg-sensitized DC, suggesting an alternative pathway of activation. We propose that self, rather than parasite-derived, CD1d-restricted ligands are implicated in iNKT cell stimulation. Finally, we show that whereas both iNKT and vNKT cells do not have a major impact on the immune response during the early stages of infection, they exert important,although opposite, roles on the immune response during the acute phase of the infection. INKT cells appear to provide help for Th1 cell differenciation whereas vNKT cells appear to promote that of Th2 cells. Together, these data show for the first time that helminths can activate both iNKT and vNKT cells to produce immunoregulatory cytokines in vivo, enabling them to influence the adaptive immune response.