Le remodelage de la chromatine par le complexe BAF "SWI/SNF-like" et l'activation en synergie de STAT4 induisent l'expression du récepteur IL-12Rβ2 pendant la différenciation des cellules Th1 chez l'homme

par Alexandre Fabrice Letimier

Thèse de doctorat en Immunologie

Sous la direction de Lars Rogge.

Soutenue en 2006

à Paris 6 .

mots clés

• Brg1
• Remodelage de la chromatine
• Interleukine-12 [IL-12]
• Stat4
• Différenciation des cellules Th1

Résumé

La polarisation des cellules T naïves CD4+ en deux groupes différents produisant des cytokines et une réponse effectrice distincte, est importante pour la protection contre divers agents pathogènes. Ces deux groupes sont les T helper de type 1 (Th1) et les T helper de type 2 (Th2). Les cellules Th1 sont impliquées dans le développement des réponses immunitaires cellulaires et protègent contre des pathogènes intracellulaires alors que les cellules Th2 sont impliquées dans le développement des réponses immunes humorales et protègent contre des pathogènes extracellulaires. Les cellules Th1 et Th2 sont issues d’un même précurseur, la cellule T naïve CD4+. Le processus de différenciation est initié par la stimulation des cellules T à travers l’engagement du TCR et des interactions co-stimulatrices. La présence de certaines cytokines spécifiques au moment de la stimulation régule la différenciation des cellules effectrices. La cytokine IL-12 a un rôle essentiel dans le développement des cellules Th1 notamment grâce au domaine 2 du récepteur d’IL-12 (IL-12R2). Le mécanisme d’expression de ce récepteur n’est pas encore établi. Néanmoins, il s’avère que certaines régions du gène du récepteur IL-12R2 démontrent des fonctions régulatrices dans l’expression du récepteur. Il a été démontré que la région « enhancer » du gène du récepteur IL-12R2 contient des éléments GAS qui ont démontré une association avec STAT4 in vitro. Nous avons aussi pu identifié une région où se trouve le promoteur minimal du gène du récepteur IL-12R2. Notre étude, par immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) a pu démontrer que la protéine STAT4 est directement liée à la région « enhancer » du gène du récepteur IL-12R2 seulement dans les cellules Th1. STAT4 semble donc avoir un rôle prépondérant dans la régulation de l’expression du récepteur IL-12R2 dans les cellules Th1. La différentiation des cellules T helper, est accompagnée par plusieurs processus de remodelage de la structure de la chromatine à des loci précis qui contribuent à l’activation ou au « silencing » de gènes spécifiques. L’ouverture de la chromatine est caractérisée par l’hyperacétylation d’histones qui facilite l’accessibilité aux nucléases et aux facteurs de transcriptions. La méthylation des lysines 4 (K4), a aussi été démontrée comme un marqueur d’activation de gènes. Nous avons pu démontrer par ChIP, que les régions « enhancer » et promotrice du gène du récepteur IL-12R2, étaient fortement acétylées et méthylées (K4) au cours de la différentiation T helper des cellules Th1. Nous nous sommes aussi intéressés aux molécules pouvant remodelées la structure de la chromatine durant la différenciation T helper. Nous avons aussi pu observer le recrutement rapide de la sous-unité ATPase BRG1 du complexe de remodelage de la chromatine BAF aux régions « enhancer » et promotrice du gène IL-12R2, après stimulation des cellules T par le TCR. Ces résultats nous confirment l’effet synergétique entre l’induction du remodelage de la chromatine par le TCR et l’activation de STAT4 induite par les cytokines pour l’expression du gène IL-12R2 au cours du développement des cellules Th1.

Titre traduit

Chromatin remodelling by the SWI/SNF-like BAF complex and STAT4 activation synergistically induce IL-12Rβ2 expression during human Th1 cell differentiation

Résumé

Interleukin-12 (IL-12) is a key cytokine for the development of T helper type 1 (Th1) responses, however naïve CD4+ T cells do not express IL-12R2 and are therefore unresponsive to IL-12. We have examined the mechanisms that control Th1-specific expression of the human IL-12R2 gene at early time points after T cell stimulation. We have identified a Th1-specific enhancer element that binds signal transducer and activator of transcription 4 (STAT4) in vivo in developing Th1 but not Th2 cells. T cell receptor (TCR) signalling induced histone hyperacetylation and recruitment of BRG1, the ATPase subunit of the SWI/SNF-like BAF chromatin remodelling complex, to the IL-12R2 regulatory regions and was associated with low-level gene transcription at the IL-12R2 locus. However, high-level IL-12R2 expression required TCR triggering in the presence of IL-12. Our results indicate a synergistic role of TCR-induced chromatin remodelling and cytokine-induced STAT4 activation to direct IL-12R2 expression during Th1 cell development.