Étude de l’ontogénie et de la stabilité des lymphocytes T régulateurs et du TNF sur leur fonction suppressive à l’homéostasie et en conditions pathologiques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Study of the ontogeny and stability of regulatory T lymphocytes and the impact of TNF on their suppressive function in homeostasis and pathological conditions

Étude de l’ontogénie et de la stabilité des lymphocytes T régulateurs et du TNF sur leur fonction suppressive à l’homéostasie et en conditions pathologiques

Résumé

Foxp3+CD4+ (Treg) regulatory T cells play a major role in regulating immune responses, maintaining tissue homeostasis and peripheral tolerance. They have a beneficial role in autoimmune diseases while they have a deleterious role in cancers. Therefore, understanding the biology of Tregs is essential for proposing new therapeutic strategies. In this work, we investigated several aspects of Treg biology in mice. Firstly, we sought to understanding the kinetics of Treg-generation. We demonstrated that, in lymphoid organs, the Treg population is made up of cells that are formed progressively throughout the life of the mouse. In sharp contrast to this finding, the majority of the Treg pool is formed before the age of two weeks in the visceral adipose tissue and the skin. We also observed that Tregs generated in the neonatal period have a different phenotype than Tregs generated after 1-2 weeks of age, expressing higher levels of activation, tissue and type 2 immunity markers. We were then interested in the stability of Tregs. Some studies propose that Tregs can lose the transcription factor Foxp3, their master regulator, and become so-called “exTregs”. These studies suggest that exTregs would lose both their identity and suppressive function, adopting conventional T cell properties. However, the stability of the Treg lineage and the very existence of exTregs in vivo is subject to much debate. Using a fate mapping system and significant technological improvements, we have unambiguously identified exTregs in vivo in mice for the first time. The generation of exTregs in lymphoid and non-lymphoid tissues was observed at steady-state in young and adult mice. Notably, the presence of exTregs was found to increase significantly under inflammatory conditions in cancer models but not auto-immune disease models. Using multiparametric flow cytometry and scRNA-seq analyses, we revealed that exTregs have their own signature that differs from Tregs and conventional T cells. Our research introduces methodological improvements for the identification of exTregs and will allow further investigations into the stability of Tregs. Finally, we investigated signals from the environment that could modify the function of Tregs, in particular, the tumor necrosis factor receptor 2 (TNFR2) in different pathological contexts. To study the intrinsic role of this receptor on Tregs, we generated a mouse model facilitating the deletion of TNFR2 only on Treg via the Cre-Lox recombination system. We showed that expression of TNFR2 by Treg was necessary for these cells to control experimental autoimmune encephalomyelitis, a model of multiple sclerosis. We also demonstrated that the deletion of TNFR2 in Treg increases the anti-tumor immune response. This effect was not due to a decrease in the number of Tregs, but rather an impact of their suppressive function, leading to a significant increase in the production of inflammatory cytokines and alteration of certain myeloid cells. This work has led to a better understanding of the role of Tregs in autoimmune diseases and cancers that can support the development of new treatments.
Les lymphocytes T régulateurs Foxp3+CD4+ (Treg) jouent un rôle majeur dans la régulation des réponses immunes, le maintien de l’homéostasie tissulaire et la tolérance périphérique. Ils jouent un rôle bénéfique dans les maladies auto-immunes alors qu’ils ont un rôle délétère dans les cancers. Comprendre la biologie des Tregs est donc indispensable pour proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à différents aspects du fonctionnement des Tregs chez la souris. Nous avons tout d’abord étudié leur ontogénie et la formation du pool de Tregs chez des souris nouveau-nés et jeunes adultes. Nous avons ainsi mis en évidence des différences majeurs de cinétique en fonction des organes analysés. Dans les tissus lymphoïdes, le pool de Tregs est constitué tout au long de la vie, alors que dans certains tissus non-lymphoïdes, comme le tissu adipeux viscérale et la peau, ce pool se forme de façon majoritaire au cours des deux premières semaines de vie. Nous avons également montré que les Tregs générés pendant la période néonatale persistaient chez l’adulte dans différents tissus et qu’ils avaient un phénotype activé et expriment des marqueurs de Tregs tissulaires et d’une immunité de type 2. Dans un second temps, nous avons étudié la stabilité des Tregs. En effet, les Tregs peuvent perdre l’expression de Foxp3, un facteur de transcription majeur pour réguler leur identité, et deviennent ainsi des « exTregs ». Ces cellules sont encore mal décrites dans la littérature et leur fonction n’est pas bien comprise. Nous avons cherché ici à mieux caractériser et décrire cette population. En utilisant un modèle de « fate mapping », nous avons identifié sans ambigüité pour la première fois la population d’exTregs. Nous avons retrouvé cette population dans différents tissus lymphoïdes et non-lymphoïdes. De manière surprenante, la présence d’exTregs était augmentée en condition inflammatoire dans un modèle de cancer, mais pas au cours d’une pathologie auto-immunes. Nous avons également montré que les exTregs avaient une signature propre à la fois au niveau protéique et transcriptomique. Nos travaux ont permis de mettre au point une méthode fiable pour identifier les exTregs et permettront d’étudier les mécanismes de la stabilité des Tregs et le rôle des exTregs. Nous avons finalement étudié les signaux environnementaux pouvant moduler la fonction des Tregs et nous nous sommes intéressés plus particulièrement au rôle du TNF récepteur 2 (TNFR2) dans la biologie des Tregs dans certains contextes pathologiques. Pour étudier le rôle intrinsèque de ce récepteur sur les Tregs nous avons généré un modèle murin permettant d’induire une délétion du TNFR2 uniquement sur les Tregs. Nous avons montré que l’expression du TNFR2 par les Treg était nécessaire pour que ces cellules contrôlent l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale, un modèle murin de sclérose en plaques. Nos données montrent également que la délétion du TNFR2 dans les Tregs augmente la réponse immune antitumorale. Cet effet n’était pas dû à une diminution du nombre de Tregs mais plutôt à une altération de leur fonction suppressive conduisant à une forte augmentation de la production de cytokines inflammatoires et d’une atteinte de certaines cellules myéloïdes. Ces travaux permettent de mieux connaitre la biologie des Tregs et leur rôle dans les maladies auto-immunes et les cancers, ce qui pourrait conduire à proposer de nouveaux traitements dans ces maladies.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04513606 , version 1 (20-03-2024)

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  • HAL Id : tel-04513606 , version 1

Citer

Morgane Hilaire. Étude de l’ontogénie et de la stabilité des lymphocytes T régulateurs et du TNF sur leur fonction suppressive à l’homéostasie et en conditions pathologiques. Immunologie. Sorbonne Université, 2023. Français. ⟨NNT : 2023SORUS572⟩. ⟨tel-04513606⟩
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