Acquisition et régulation des fonctions effectrices des lymphocytes T dans les maladies inflammatoires de l’intestin

Acquisition and regulation of effector T cell functions in Crohn’s disease

• Auteur / Autrice : Hugo Bottois
• Direction : Matthieu Allez, Lionel Le Bourhis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine. Immunologie
• Date : Soutenance le 03/04/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Ecotaxie, microenvironnement et développement lymphocytaire. Paris
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Anne Caignard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Matthieu Allez, Lionel Le Bourhis, Anne Caignard, Stéphane Nancey, Bertrand Meresse, Claire Soudais
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Nancey, Bertrand Meresse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies inflammatoires intestinales

Maladie de Crohn

Immunité muqueuse

Lymphocytes T

Organoïdes

Immunothérapie

Mots clés libres

Cellule T résidente

Interaction lympho-épitheliale

Immunité associée aux muqueuses

Tissue resident memory

Lympho-epithelial interaction

Mucosal immunology

Résumé

L’intestin représente un microenvironnement complexe notamment par la présence du microbiote intestinal nécessitant un système immunitaire spécialisé incluant les cellules CD8 T résidente (Trm). Notre but est d’étudier la différentiation et la fonction de ces Trm dans la muqueuse intestinale. Nous souhaitons également identifier l’implication des Trm dans la maladie de Crohn (MC).Des cellules T provenant de sang ont été exposées in vitro dans conditions proches de la muqueuse pour étudier leur différentiation en Trm. L’environnement intestinal est capable de convertir des T CD8 du sang en un phénotype proche de celui de la muqueuse, notamment par l’acquisition de l’intégrine CD103. L'expression mutuellement exclusive de CD103 et KLRG1 sur les CD8 Trm semble définir des sous-populations fonctionnellement distinctes.Les Trm de patients ont été restimulé pour analyser leurs fonctions. Les CD103+ Trm sont plus sensibles à une restimulation TCR, mais les KLRG1+CD8 Trm expriment le Granzyme B sont augmentés dans la muqueuse des patients. Le transcriptome des CD103+ CD8 Trm est considérablement modifié dans la MC et montre une expression de gène associés à des signaux de danger, de réparation tissulaire et de recrutement lymphocytaire comparé aux individus contrôles. En parallèle, Nous avons établi un modèle de coculture d’organoide et de cellules T autologues. Notre but est d'étudier l’interaction et l'effet des ces cellules T sur des cellules épithéliales et de tester l’efficacité des biothérapies ciblant ces interactions comme des anticorps bloquant CD103 ou NKG2D, dont le développement est en cours dans la MC.

The intestine is a complex microenvironment that requires an immune system with specific features to maintain homeostasis. Tissue resident memory (Trm) CD8 T cells from the intestinal tissue participate to this regulation. We aimed to study the differentiation and function of human CD8 Trm cells in the intestinal mucosa and their impact on inflammatory disorders such as Crohn’s disease (CD). We tested in vitro the acquisition of a mucosa-associated phenotype, by exposing blood T cells to cytokines mimicking the intestinal microenvironment. This stimulation converted activated blood CD8 T cells to a mucosal-like phenotype, mainly by acquisition of the tissue resident marker, integrin CD103.Blood and mucosal CD8 T cells isolated from CD patients and controls were characterized by flow cytometry to determine the specificities of intestinal Trm cells. Interestingly, the expression of KLRG1 and CD103, both receptor of E-cadherin expressed by epithelial cells, was mutually exclusive. Restimulated Trm cells in vitro showed that CD103 CD8 Trm cells were more responsive to TCR stimulation, while KLRG1 CD8 T cells displayed higher expression of cytotoxic molecules such as granzyme B. These results suggest that these markers define distinct functional Trm subsets.We analysed the transcriptome of sorted Trm subsets from inflammatory or control tissues and showed that CD8 Trm cells expressing CD103 had increase expression of cytokines and chemokines compared to other Trm cells. Additionally, CD103 expressing Trm cells from CD patients showed major transcriptomic differences compared to controls, with increase expression of genes involved in tissue repair and recruitment of immune effector cells. Taken together, these results suggest that Trm cells in the intestine are heterogeneous, as CD103 expressing cells display functions associated with alarm signals and tissue repair, while KLRG1 positive cells exhibit cytotoxic potential. To study the interactions of these T cells with intestinal epithelial cells, we have established intestinal epithelial organoid cultures with mucosal T cells. Our aims are to examine the molecules involved in lympho-epithelial interactions and study their functional consequences. To this end we will test and study the mechanisms of action of blocking antibodies targeting CD103 and NKG2D that are two pathways tested for the treatment of CD.