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Thèse Année : 2008

Eosinophils: effector cells in innate immunity against mycobacteria

LES EOSINOPHILES : EFFECTEURS DE LA REPONSE IMMUNITAIRE INNEE ANTI-MYCOBACTERIENNE

Virginie Driss
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 859031

Résumé

Eosinophils are multifunctional leukocytes involved in various inflammatory processes. Recent studies provide evidence that eosinophils can exert different functions through their ability to express different receptors and to produce both Th1- and Th2-type cytokines upon stimulation. The role of eosinophils in mycobacterial pathogenesis is still not well defined. Recently, an accumulation of eosinophils within lung granuloma was reported in different models of mycobacterial infections, while a lytic activity against M. tuberculosis was assigned to eosinophil peroxydase (EPO). The aims of this study were to demonstrate a direct interaction of human eosinophils with mycobacteria and to analyse the mechanisms involved.
We demonstrate that M. bovis BCG attracts and activates eosinophils in vitro. Indeed, eosinophils produce Reactive Oxygen Species (ROS) and release EPO in the presence of BCG. We report here that only TLR2, but not TLR4 is involved in eosinophil/ BCG interactions through activation of MAP kinase and NF-κB signalling pathways. Finally, we show that eosinophils can exert cytotoxic functions against BCG through production of defensins. Because eosinophils express various surface receptors shared with Tcells such as CD25, CD4, CD28 and several members of the CD2 family, including 2B4, we have studied other receptors could involved in eosinophil/M. bovis BCG interactions. Here we show, by flow cytometry, immunofluorescence and confocal microscopy that a variable proportion of human eosinophils express CD3 and gamma delta T Cell Receptor (TCR). Moreover, gamma deltaTCR/CD3 is involved in activation of eosinophils with Mycobacterium.
This work represents the first demonstration of a direct interaction between human eosinophils and M. bovis-BCG and suggests a novel role for eosinophils in TLR2-and CD3/γδTCR mediated innate immunity. Furthermore, defensins act as a novel cytotoxic pathway for eosinophils. In conclusion, these results suggest that eosinophils interact with danger signals including mycobacteria, and are a link between innate and adaptive immunity.
Les éosinophiles sont des cellules à fonctionnalités multiples, impliquées dans de nombreux processus effecteurs et inflammatoires. Ils expriment à leur surface de nombreux récepteurs participant à l'immunité adaptative, mais aussi à l'immunité innée et libèrent, après activation, différents médiateurs, dont des protéines hautement cytotoxiques et des cytokines. Leur fonction exacte dans la réponse immunitaire innée reste encore inconnue. Outre leur présence au cours de certains processus granulomateux retrouvés lors de la schistosomiase ou dans la maladie de Crohn, une accumulation d'éosinophiles a été observée au sein de granulomes pulmonaires dans différents modèles d'infections mycobactériennes.
L'objectif de notre travail a consisté à étudier les mécanismes impliqués dans les interactions entre les éosinophiles humains et Mycobacterium bovis BCG, choisi comme modèle de mycobactéries.
Après avoir démontré l'activité chimiotactique du BCG vis-à-vis des éosinophiles nous avons ensuite montré que les éosinophiles pouvaient, après activation en présence de BCG, produire des espèces réactives de l'oxygène et libérer la peroxydase de l'éosinophile par dégranulation. La mise en évidence de l'expression membranaire des récepteurs Toll-like (TLR) 2 et 4 sur les éosinophiles nous a permis de démontrer l'implication majoritaire de TLR2 dans l'interaction éosinophiles/BCG ainsi que l'activation des voies MAP kinases et de la voie NF-κB. Enfin, nous démontrons que les éosinophiles sont capables d'exercer une fonction cytotoxique vis-à-vis du BCG, mécanisme faisant intervenir à la fois des défensines et la protéine cationique de l'éosinophile (ECP).
Dans la continuité de la démonstration de l'expression par les éosinophiles de molécules partagées avec les lymphocytes T, nous nous sommes intéressés à d'autres molécules pouvant être impliquées dans les interactions éosinophiles/BCG, et plus particulièrement celles participant à l'immunité innée. C'est ainsi que, grâce à différentes approches de cytométrie en flux, de biochimie et de biologie moléculaire, nous avons mis en évidence l'expression du complexe CD3/TCRγδ à la surface d'une sous-population d'éosinophiles, puis nous avons montré la fonctionnalité de ce récepteur, après activation par des anticorps monoclonaux spécifiques ou des ligands physiologiques. Enfin, nous avons démontré, en utilisant des anticorps neutralisants ou un inhibiteur spécifique que CD3/TCRγδ participe à l'activation des éosinophiles induite par le BCG.
Ce travail représente la première étude extensive des mécanismes intervenant dans les interactions entre éosinophiles humains et M. bovis BCG. Il ouvre des perspectives nouvelles quant à la fonction des éosinophiles dans l'immunité innée, impliquant de manière originale deux récepteurs différents : TLR2 et CD3/TCRγδ. Nos résultats suggèrent également que les éosinophiles expriment des molécules de la famille des défensines, qui vient s'ajouter à leur arsenal cytotoxique et qui agirait en synergie avec l'ECP. En conclusion, ces résultats suggèrent que les éosinophiles puissent reconnaître directement des signaux de danger, incluant les mycobactéries, et, comme les lymphocytes Tγδ, représenter un nouveau lien entre immunité innée et immunité adaptative.
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Dates et versions

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  • HAL Id : tel-00370300 , version 1

Citer

Virginie Driss. LES EOSINOPHILES : EFFECTEURS DE LA REPONSE IMMUNITAIRE INNEE ANTI-MYCOBACTERIENNE. Immunologie. Université du Droit et de la Santé - Lille II, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00370300⟩
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