Coopération fonctionnelle entre le récepteur de l`IL-7 (IL

Coopération fonctionnelle entre le récepteur de l’IL-7 (IL7R) et l’intégrine α2β1 dans l’activation des Th17
Mémoire
Claudie Arseneault
Maîtrise en Microbiologie-Immunologie
Maître ès sciences (M.Sc.)
Québec, Canada
© Claudie Arseneault, 2015
Résumé
Les lymphocytes Th17 sont une sous-population de lymphocytes T auxiliaires impliqués
dans les maladies inflammatoires et auto-immunes dont les mécanismes d’activation sont
encore mal compris.
Au laboratoire, nous avons déjà démontré que α2β1 ainsi que le récepteur à l’IL-7 étaient
deux molécules de costimulation potentielles chez les lymphocytes T. Nous avons donc émis
l’hypothèse que l’intégrine α2β1 et l’IL-7R coopèrent pour activer la production d’IL-17
chez les Th17.
Nous avons montré que les lymphocytes Th17 co-expriment l’IL-7R et l’intégrine α2β1. De
plus, la liaison de l’IL-7R et de l’intégrine α2β1 avec leurs ligands respectifs mène à la
production d’IL-17, et ce, de manière additive. L’augmentation de la production d’IL-17 par
l’IL-7R et l’intégrine α2β1 dépend de l’activation des voies de signalisation JAK/STAT, PI3
kinase/AKT et MAPK/ERK, respectivement. Ainsi, l’intégrine 21 et l’IL-7R sont des
voies de réactivation importantes chez les Th17 et pourraient constituer des cibles
thérapeutiques importantes.
iii
Tables des matières
Résumé............................................................................................................................... iii
Tables des matières ............................................................................................................. v
Liste des schémas .............................................................................................................. vii
Liste des figures ................................................................................................................. ix
Liste des abréviations ......................................................................................................... xi
Chapitre I : Introduction...................................................................................................... 1
1. Les lymphocytes T ...................................................................................................... 1
1.1. Le récepteur des lymphocytes T ........................................................................... 3
2. Les lymphocytes T auxiliaires..................................................................................... 4
2.1. Lymphocytes Th1 ................................................................................................. 4
2.2. Lymphocytes Th2 ................................................................................................. 4
2.3. Lymphocytes Treg ............................................................................................... 5
2.4. Lymphocytes Th17 ............................................................................................... 6
3. Les lymphocytes Th17 dans l’arthrite rhumatoïde ...................................................... 8
3.1. Activation des lymphocytes T dans l’arthrite rhumatoïde.................................. 10
4. Interleukine-7 ............................................................................................................ 10
4.1. Le récepteur à l’IL-7 ........................................................................................... 11
4.2. Signalisation de l’IL-7R ..................................................................................... 12
4.3. Fonctions de l’IL-7 ............................................................................................. 14
4.4. Rôle de l’IL-7 dans l’auto-immunité .................................................................. 14
5. Les intégrines ............................................................................................................ 16
5.1. La régulation des intégrines ................................................................................ 17
5.2. Fonction des intégrines ....................................................................................... 18
5.3. Signalisation des intégrines ................................................................................ 19
5.4. Expression des intégrines par les lymphocytes T ............................................... 22
5.5. Rôle des intégrines liant le collagène comme molécules de costimulation ........ 22
6. But du travail ............................................................................................................. 24
Chapitre II : Matériels et méthodes................................................................................... 27
Chapitre III : Résultats ...................................................................................................... 29
L’IL-7R et α2β1 sont coexprimés sur les lymphocytes humains polarisés Th17. ........ 29
La liaison d’IL-7R et de l’intégrine α2β1 par leur ligand active les lymphocytes Th17
humains. .............................................................................................................................. 31
La Fibronectine n’a pas d’effet sur l’activation des lymphocytes Th17. ...................... 32
v
La liaison d’IL-7R et de l’intégrine α2β1 par leur ligand augmente également la
production d’IFN-γ par les lymphocytes Th17 humains. .................................................... 33
L’IL-7R et l’intégrine α2β1 augmentent la production d’IL-17 via JAK/STAT5 et
MAPK/ERK, respectivement. ............................................................................................. 34
Chapitre IV : Discussion ................................................................................................... 27
Bibliographie..................................................................................................................... 42
vi
Liste des schémas
Schéma 1……………………………………………………………………………………9
Schéma 2……………………………………………………………………………………13
Schéma 3……………………………………………………………………………………16
Schéma 4……………………………………………………………………………………21
Schéma 5……………………………………………………………………………………40
vii
Liste des figures
Figure 1………………………………………………………………………………………30
Figure 2………………………………………………………………………………………32
Figure 3………………………………………………………………………………………33
Figure 4………………………………………………………………………………………34
Figure 5………………………………………………………………………………………36
ix
Liste des abréviations
CIA
CMH
CPA
EAE
ERK
FAK
ICAM-1
IFN-γ
IL
ILK
Iono
ITAM
JAK
JNK
LFA-1
MAPK
MEC
MMP
NF-AT
NF-κB
NK
PIP3
PI3K
PKC
PLCγ
PMA
PYK2
RANK
RANKL
SH2
STAT
TCR
TGF
Th
TNF
VCAM-1
ZAP-70
Arthrite induite par le collagène (collagen induced arthritis)
Complexe d’histocompatibilité majeur
Cellules présentatrices d’antigène
Encéphalomyélite auto-immune expérimentale (Experimental
Autoimmune Encephalomyelitis)
Kinase régulée par des signaux extracellulaires (extracellular signalregulated kinase)
Kinase d’adhésion focale
Molécule d’adhésion intercellulaire 1 (intercellular adhesion molecule)
Interféron gamma
Interleukine
Kinase liée aux intégrines
Ionomycine
Motif d’activation des immunorécepteurs via une tyrosine
Janus kinase
Kinase de c-Jun en N-terminale (c-Jun N-terminal kinase)
Antigène associé à la fonction lymphocytaire (lymphocyte functionassociated antigen)
Protéine kinase à action mitogène (Mitogen activated protein kinases)
Matrice extracellulaire
Métalloprotéinase
Facteur de transcription des lymphocytes T activés
Facteur nucléaire kappa B
Cellules « tueuses naturelles » (natural killer)
Phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate
Kinase de phosphatidyl-inositols 3
Protéine kinase C
Phospholipase C gamma
Phorbol-12-Myristate 13-Acétate
Tyrosine kinase riche en proline 2
Récepteur activateur du facteur de transcription NF-κB
Ligand du récepteur activateur du facteur de transcription NF-κB
Homologie à Src 2
Transmetteurs et activateurs de signaux de transcription (Signal
transducers and activators of transcription)
Récepteur des lymphocytes T (T-cell receptor)
Facteur de croissance tumoral (tumor growth factor)
T auxiliaire (T helper)
Facteur nécrosant des tumeurs
Molécule d’adhésion cellulaire vasculaire 1
Protéine de 70 kDa associée à zêta
xi
Chapitre I : Introduction
La réponse immunitaire se divise en deux branches: l’immunité innée et l’immunité
adaptative. L’immunité innée, composée entre autres des macrophages et des neutrophiles,
est la première ligne de défense du système immunitaire, et n’est pas spécifique à un
antigène. L’immunité adaptative est quant à elle principalement menée par les lymphocytes
T et B qui, par le biais de leur récepteur à l’antigène, sont hautement spécifiques.
Le système immunitaire peut parfois se déréguler et mener au développement de maladies
auto-immunes inflammatoires. C’est le cas de l’arthrite rhumatoïde, dans laquelle une
activation chronique du système immunitaire cause une inflammation douloureuse aux
articulations ainsi que la destruction des os et du cartilage. C’est pourquoi il est important
de comprendre les mécanismes par lesquels le système immunitaire peut induire et
maintenir l’inflammation. Dans mon travail de maîtrise, j’ai étudié comment deux éléments
du microenvironnement tissulaire, l’interleukine-7 (IL-7) et le collagène de la matrice
extracellulaire contribuent à l’activation d’un sous-type de lymphocytes T auxiliaires
connus pour être hautement inflammatoires, les Th17.
1. Les lymphocytes T
Les lymphocytes T sont divisés en deux types principaux, CD8+ et CD4+. Les lymphocytes
T CD8+ sont surnommés cytotoxiques. Ils sont responsables de l’élimination des cellules
infectées par des pathogènes en sécrétant des enzymes telles que la perforine et le granzyme
B [1]. Les lymphocytes T CD4+ sont plutôt dits auxiliaires. Ils ne participent pas
directement à l’élimination des pathogènes, mais vont sécréter des cytokines et d’autres
médiateurs qui activent les autres types cellulaires essentiels à la réponse immunitaire [2,
3]. Les cytokines influencent de nombreux aspects de la réponse immune et leur régulation
homéostatique est donc d’une grande importance. Les déséquilibres dans les concentrations
de cytokines peuvent contribuer au développement de maladies inflammatoires.
1
Les lymphocytes T se développent dans le thymus, ce qui leur a valu leur nom. Les
lymphocytes T sortant du thymus sont dits naïfs car ils n’ont pas été activés. Ils migrent à
travers les systèmes circulatoires et lymphatiques, à la recherche de l’antigène qui leur est
spécifique afin d’être activés et de conduire la réponse immune spécifique [4]. Celle-ci a
lieu au niveau du ganglion lymphatique, riche en cellules présentatrices d’antigène (CPA).
Ces dernières capturent les antigènes dans les tissus périphériques avant de migrer aux
ganglions lymphatiques. Les CPAs les plus fréquentes dans le ganglion lymphatique sont
les cellules dendritiques, les lymphocytes B et les macrophages. L’antigène doit quant à lui
être présenté via le complexe majeur d’histocompatibilité (CMH). Les molécules de CMH
existent sous deux formes. Le CMH de type I est présent sur les lymphocytes CD8+, ainsi
que sur toutes les cellules de l’organisme à l’exception des cellules germinales. Le CMH de
type II est plutôt exprimé par les lymphocytes CD4+ ainsi que par les CPAs.
La reconnaissance par un lymphocyte T de son antigène donne lieu à son activation et le
lymphocyte T naïf devient alors effecteur. Il a pour ce faire besoin de deux signaux [5]. Le
premier signal, appelé seulement signal 1, est transmis par le récepteur à l’antigène du
lymphocyte T (TCR). Il ne suffit toutefois pas pour activer complètement le lymphocyte T.
Pour ce faire, il faut le deuxième signal, provenant des molécules de costimulation. Sans ce
dernier, les lymphocytes T passent plutôt en anergie ou apoptose [6]. Un lymphocyte T
anergique ne peut être activé par la suite, même lors d’une seconde rencontre avec son
antigène [7].
Chez les lymphocytes T, la molécule de costimulation la plus importante est le CD28 [8].
Ce dernier possède deux ligands exprimés par les CPAs, CD80 et CD86, également
nommés B7.1 et B7.2. La liaison du CD28 avec l’un de ces ligands déclenche une
signalisation qui augmente l’activation du lymphocyte T. Il existe d’autres récepteurs, tels
que les récepteurs de la famille du TNF [9] ou les intégrines [10], qui peuvent également
jouer ce rôle. Les intégrines seront discutées plus loin.
2
1.1. Le récepteur des lymphocytes T
Le TCR est un récepteur membranaire permettant aux lymphocytes T de reconnaître les
antigènes qui lui sont présentés. Ces derniers sont associés à des molécules de CMH de
type I ou II. Les lymphocytes exprimant également CD4 à leur surface reconnaissent les
molécules de CMH de type II, alors que ceux exprimant le CD8 reconnaissent le CMH de
type I. Bien que ces deux molécules ne fassent pas partie du TCR, elles sont importantes
pour son activation [11].
Le TCR lui-même est un hétérodimère composé soit de sous-unités αβ ou γδ. Les
lymphocytes exprimant un TCR γδ sont ceux qui n’ont pas réussi à exprimer un TCR αβ
fonctionnel [12] et ces lymphocytes jouent un rôle différent mais important dans
l’immunité [13, 14]. Le TCR est un récepteur membranaire faisant partie de la super famille
des immunoglobulines. Il possède une région constante pour l’ancrer à la membrane et une
région variable, responsable de sa spécificité. Il n’a toutefois qu’une courte région
intracellulaire sans activité enzymatique. Afin de pouvoir transmettre un signal et activer
les lymphocytes T, le TCR doit s’associer à un complexe moléculaire, le CD3.
Le CD3 est un complexe de molécules de surface composé de trois dimères : γε, δε et ζζ.
Les sous-unités γ, δ, et ε font également partie de la super famille des immunoglobulines et
peuvent interagir et se lier avec le TCR [12]. La sous-unité ζ n’a qu’une courte région
extracellulaire, mais un long domaine intracellulaire, et elle est la principale source de la
signalisation induite par le récepteur. Cette signalisation passe par les motifs d’activation
des immunorécepteurs via une tyrosine (ITAM), présents sur toutes les sous-unités de CD3
[15]. Le terme « TCR » réfère fréquemment au complexe TCR/CD3, puisque la présence
du CD3 est nécessaire aux fonctions du TCR.
3
2. Les lymphocytes T auxiliaires
Les lymphocytes T CD4+, ou auxiliaires, sont des acteurs essentiels dans l’immunité
acquise ainsi que dans l’auto-immunité. Leur rôle dans la réponse immunitaire varie en
fonction de leur phénotype. La différenciation des lymphocytes en différents phénotypes
est largement dirigée par les cytokines présentes dans le milieu.
2.1. Lymphocytes Th1
Les premiers phénotypes de lymphocytes T auxiliaires, décrits par Mosmman et Coffman il
y a plus de vingt-cinq ans, étaient les Th1 et les Th2 [16]. Les Th1 sont des cellules
associées à l’immunité cellulaire, souvent activés lors des infections virales ou
bactériennes. Ce sont des cellules productrices d’interféron-γ (IFN-γ) et de TNF. Ces
cytokines peuvent activer les macrophages et les lymphocytes T cytotoxiques, en plus de
provoquer un changement de classe d’immunoglobulines chez les cellules B. Les
lymphocytes Th1 se différencient principalement en présence d’IL-12 et d’IFN-γ. Le
facteur de transcription maître de leur différenciation est le t-bet qui, une fois activé, induit
l’expression de gènes spécifiques au phénotype Th1, tels
que CXCR3 et CCR5 [17, 18].
Le t-bet vient également inhiber la différenciation en d’autres phénotypes de lymphocytes T
auxiliaires, contribuant à établir un phénotype stable [19]. Les Th1 sont souvent générés
dans plusieurs maladies auto-immunes, telles que l’arthrite rhumatoïde ou les maladies
inflammatoires intestinales [20].
2.2. Lymphocytes Th2
Les Th2 sont, quant à eux, principalement impliqués dans l’immunité humorale et sont
activés en présence de pathogènes et de parasites extracellulaires. Ils produisent
principalement de l’IL-4 et de l’IL-5 qui peuvent activer les lymphocytes B et augmenter la
production d’anticorps [21, 22]. Ceux-ci permettent l’agrégation des pathogènes et leur
élimination subséquente par les macrophages. La différenciation des Th2 nécessite trois
interleukines : l’IL-4, l’IL-5 et l’IL-10. La signalisation induite par ces cytokines active
4
GATA-3, le récepteur de transcription spécifique aux Th2 [23]. Comme pour le t-bet, le
GATA-3 inhibe la différenciation en d’autres phénotypes en bloquant la transcription des
cytokines qui y sont associées [24].
2.3. Lymphocytes Treg
D’autres sous-populations de lymphocytes se sont toutefois ajoutées à la dichotomie
Th1/Th2. Jusqu’à maintenant, les mieux caractérisées sont les lymphocytes T régulateurs
(Treg) et les lymphocytes Th17 [25, 26]. Ces deux populations sont fortement soupçonnées
d’être impliquées dans le développement de maladies auto-immunes [25, 27].
Les Tregs contribuent au développement de la tolérance immunitaire en inhibant
l’activation des autres cellules de l’immunité. Les Tregs sont généralement divisés en deux
grandes familles : les lymphocytes Tregs naturels (nTreg) et les Tregs induits (iTreg) [28].
Les nTregs sont produits dans le thymus, alors que les iTregs se sont différenciés à partir de
lymphocytes T auxiliaires naïfs. Ils expriment le facteur de transcription Foxp3 et se
différencient en présence de TGF-β [29].
Les Tregs inhibent principalement l’activité des lymphocytes T [30, 31], mais ils sont
également capables de réguler l’activité des lymphocytes B [32], des cellules NK [33], des
monocytes et des macrophages [34]. On distingue deux façons d’inhiber la réponse
immunitaire chez les nTreg. La première se fait par contact entre les cellules. Les nTregs
expriment entre autres CTLA-4, une molécule de costimulation inhibitrice, qui diminue le
niveau d’activation des cellules avec laquelle elle entre en contact [34]. De plus, les nTregs
produisent des molécules telle que la perforine, permettant de tuer la cellule cible [35]. La
deuxième façon repose sur la production de cytokines anti-inflammatoires, dont les plus
importantes sont l’IL-10 et le TGF-β [34, 36].
5
2.4. Lymphocytes Th17
Les lymphocytes Th17 sont un sous-type de lymphocytes T auxiliaires plus récent. Les
premières études caractérisant les Th17 remontent à plus de six ans. Leur cytokine
signature, l’IL-17, a toutefois été identifiée il y a presque vingt ans. Les Th17 ont un rôle
dans l’immunité protectrice contre les pathogènes extérieurs, tel que M. tuberculosis ou
Chlamydia muridarum [37].
Les premières études de différenciation pour les Th17 montrèrent que chez la souris, seuls
l’IL-6 et le TGF-β étaient nécessaires [38]. Par contre, chez l’humain, la différenciation des
Th17 impliquait aussi les cytokines inflammatoires IL-1 et IL-23 [39]. En fait, les Th17
qui se différenciaient uniquement en présence d’IL-6 et de TGF-β n’étaient pas
inflammatoires et ne pouvaient pas transférer la maladie chez la souris [40]. Dans ce
contexte, des travaux ultérieurs ont pu montrer que, chez la souris, la différenciation des
Th17 requiert comme chez l’humain la présence de IL-1β et de l’IL-23 qui est très
importante pour le maintien du phénotype [40, 41]. Dans tous les cas, le TGF-β inhibe la
différenciation en Th1 et favorise la différenciation en Th17 [42]. Le rôle précis du TGF-β
dans la différenciation des Th17 n’est pas complètement élucidé. Il semblerait
effectivement que différents isoformes aient différents effets sur la différenciation [41].
Afin de produire de l’IL-17, les Th17 doivent d’abord être activés par différentes voies de
signalisation intracellulaires. Parmi les voies importantes pour la production d’IL-17 se
trouve le facteur de transcription RORγT qui est aussi important pour la différenciation
[43]. L’expression de ce facteur de transcription nécessite l’activation du TCR. Les voies
reliant RORγT et le TCR ne sont pas encore élucidées, mais nous savons qu’elles
impliquent STAT3. STAT3 est un autre facteur de transcription qui peut être induit par
l’IL-6, l’IL-21 et l’IL-23. Il a la capacité d’augmenter la production d’IL-17 [44, 45] en se
liant directement au promoteur du gène de l’IL-17 et en stimulant l’expression de RORγT
[46]. Cette dernière méthode d’action serait plus importante, puisque la transfection d’une
forme active de STAT-3 dans des souris déficientes pour RORγT n’induit que de faibles
niveaux d’IL-17 [47]. D’autres études montrent également que les voies des MAP kinase
6
ERK et JNK, ainsi que celles du facteur de transcription des lymphocytes T activés (NFAT), peuvent contribuer significativement à la production d’IL-17 [48].
En plus de l’IL-17, les Th17 produisent l’IL-21 et l’IL-22 [49, 50]. Ce ne sont toutefois pas
les seules cytokines que ces lymphocytes auxiliaires peuvent produire. En effet, l’une des
caractéristiques principales des Th17 est leur étonnante plasticité. Il existe des Th17
capables de produire de l’IFN-γ, que l’on nomme Th1/Th17 [51]. D’autres expriment plutôt
de l’IL-4 en plus de l’IL-17 et sont connus comme des Th2/Th17 [52]. Les changements de
phénotypes des Th17 sont principalement influencés par les cytokines présentes dans le
milieu.
Les Th17 ont surtout été étudiés pour leurs rôles dans diverses maladies inflammatoires.
Les plus connues sont le psoriasis, la sclérose en plaques, l’arthrite rhumatoïde et les
maladies inflammatoires intestinales. La relation entre l’arthrite rhumatoïde et les Th17 sera
détaillée plus tard.
2.4.1. L’interleukine 17
Lorsqu’activés, les Th17 expriment de nombreuses cytokines pro-inflammatoires,
notamment l’IL-17, l’IL-21, l’IL-22 et, dans le cas des Th1/Th17, l’IFN-γ. L’IL-17 joue un
rôle important dans le développement de plusieurs maladies auto-immunes, et il convient
donc de l’étudier plus en détails.
L’IL-17 appartient en fait à une famille de cytokines avec six membres connus : l’IL-17A,
B, C, D, E et F. [53] L’IL-17 est un dimère de 30-35 kDa, le plus souvent retrouvé en
homodimères d’IL-17A ou d’IL-17F. Il existe également des hétérodimères d’IL-17A/F.
[54] L’appellation « IL-17 » réfère le plus souvent à l’homodimère IL-17A, le membre
prototype de cette famille.
L’IL-17 peut être produit par d’autres cellules que les Th17 comme les lymphocytes T ,
mais ces derniers en demeurent la source majeure, surtout pour l’IL-17A.
7
2.4.2. L’interféron-γ
Les interférons (IFN) sont des cytokines très impliquées dans la résistance aux virus chez
les mammifères [55]. Les interférons de type I (IFN-α et IFN-β) sont sécrétés par les
cellules infectées et servent à protéger les cellules environnantes. L’interféron de type II
(IFN-γ) est plutôt sécrété par des cellules du système immunitaire telles que les cellules NK
et les Th1. Il joue un rôle important dans la réponse immune cellulaire ainsi que dans
l’inflammation [55]. L’activation des lymphocytes Th1 via le TCR induit la production
d’IFN-γ qui peut également être augmentée par l’IL-12 et l’IL-18. La signalisation
impliquée dans la production d’IFN-γ inclut les MAP kinases ERK, JNK et p38 ainsi que la
voie PI3K/AKT [56, 57].
L’IFN-γ peut contribuer à la réponse immunitaire en activant de nombreux types
cellulaires. Par exemple, il augmente l’expression des molécules de CMH II chez les CPAs,
ce qui mène à une plus grande activation des lymphocytes T [58]. L’IFN-γ induit également
la production des réactifs intermédiaires de l’oxygène et de l’azote chez les macrophages,
ce qui permet la destruction des bactéries phagocytées [58]. Il induit aussi la production de
cytokines inflammatoires par les macrophages tels que le TNF et la production de
métalloprotéinases [59]. Un dérèglement de la production d’IFN-γ peut contribuer au
développement des maladies auto-immunes de type Th1 [60]. Bien que certaines études
montrent un rôle protecteur de l’IFN-γ, tel que dans l’arthrite induite par le collagène [61,
62], ses propriétés inflammatoires et sa capacité à réactiver les lymphocytes T anergiques
autoréactifs [63] pointent plutôt dans une direction pro-inflammatoire. Le rôle de l’IFN-γ
dans le développement pourrait dépendre du moment et de sa localisation. En effet, son
injection dans le liquide synovial favorise le développement de l’arthrite rhumatoïde, alors
qu’une injection systémique inhibe plutôt la maladie [61-63].
3. Les lymphocytes Th17 dans l’arthrite rhumatoïde
8
Les Th17 jouent également un rôle important dans la pathogénèse de l’arthrite rhumatoïde.
Une fois le milieu inflammatoire atteint, les Th17 sécrètent leur cytokine signature, l’IL-17.
Cette cytokine peut activer un grand nombre de cellules présentes dans l’articulation [64].
Tout d’abord, elle contribue au développement de l’inflammation par l’activation des
macrophages, qui produisent alors des cytokines pro-inflammatoires telles que l’IL-1β,
l’IL-6 et le TNF-α [65]. L’IL-17 induit également une plus grande production de
métalloprotéinases (MMP) et d’oxyde nitrique via l’activation des synoviocytes, des
chondrocytes et des macrophages [65, 66]. Les synoviocytes activés produisent également
de l’IL-8, ce qui attire les neutrophiles à l’articulation et contribue à son inflammation [67].
En plus de ces effets, l’IL-17 peut induire la production du ligand du récepteur activateur de
NF-κB (RANKL) chez plusieurs types cellulaires, tels que les macrophages et les
ostéoblastes [66]. Le RANKL est un facteur important dans la dégradation des os. Lorsqu’il
se lie à son récepteur, RANK, il induit une signalisation qui viendra éventuellement activer
NF-κB, et mènera à la différenciation des monocytes en ostéoclastes, qui sont les cellules
de l’os responsables de la dégradation de l’os observée lors de la maladie [68, 69].
Schéma 1 : Rôle des Th17 dans l’arthrite rhumatoïde.
9
Schéma 1 : Une fois arrivés dans le milieu inflammatoire, les Th17 produisent de l’IL-17. Cette
cytokine active différents types cellulaires qui produisent des médiateurs de l’inflammation et
entrainent la destruction du cartilage et des os [70].
3.1. Activation des lymphocytes T dans l’arthrite rhumatoïde
Les mécanismes d’activation des lymphocytes T effecteurs dans le synovium arthritique
sont d’une grande importance afin de comprendre l’évolution de la maladie. Ceux-ci
peuvent d’abord être réactivés par leur TCR. Cependant, des études ont démontré que les
lymphocytes T répondent peu à l’activation et à la régulation par le TCR dans les milieux
inflammatoires chroniques. Par exemple, les lymphocytes ne produisent pas beaucoup
d’IL-2 [71] et ne prolifèrent pas massivement après une activation par le TCR dans un
contexte d’arthrite rhumatoïde [72]. Cette hypo-réponse des lymphocytes proviendrait d’un
défaut dans la chaîne ζ du CD3, qui lui-même pourrait être dû aux niveaux de stress
oxydatif et de TNF-α élevés dans les milieux inflammatoires [73]. Ce défaut de
signalisation par le TCR se retrouve aussi chez les lymphocytes Th17, ce qui pourrait
expliquer leur faible prolifération et leur rareté dans les tissus inflammatoires [74]. Ceci
suggère que, pour une maladie chronique, il existe d’autres voies d’activation des
lymphocytes T, provenant du microenvironnement inflammatoire. Dans le cadre de ce
travail, nous avons examiné la voie de l’IL-7 et de son récepteur (IL-7R), et la voie du
collagène, une fibre de la matrice extracellulaire qui lie l’intégrine α2β1.
4. Interleukine-7
L’IL-7 fait partie de la famille des cytokines de l’IL-2. C’est une cytokine essentielle au
développement et à la survie des lymphocytes B et T [75]. L’IL-7 est produit
principalement par les fibroblastes réticulaires des organes lymphoïdes [76], par les cellules
stromales du synovium et de la moelle osseuse [77] ainsi que par les cellules épithéliales
thymiques qui dirigent la différenciation des lymphocytes T [78]. La structure et la
signalisation intracellulaire du récepteur à l’IL-7 seront d’abord abordées, avant d’examiner
leurs fonctions dans les lymphocytes et leur rôle dans l’auto-immunité.
10
4.1. Le récepteur à l’IL-7
Le récepteur à l’IL-7 est un récepteur de la famille des récepteurs à l’IL-2. C’est un
hétérodimère composé de la chaîne commune gamma (γc) et de la chaîne alpha (IL-7Rα).
La chaîne commune est partagée avec d’autres récepteurs de la famille de l’IL-2, tels que
l’IL-2, l’IL-4, l’IL-9, l’IL-15 et l’IL-21, tous des récepteurs pouvant réguler la croissance et
la différenciation des lymphocytes T. La spécificité du signal de l’IL-7R passe
principalement par sa chaîne alpha et celle-ci peut également former un dimère avec le
TLSR (thymic stromal lymphopoeitin), un homologue de la chaîne γc [79]. Ce dernier peut
donc également se lier à la chaîne alpha de l’IL-7R, faisant compétition avec la chaîne γc et
limitant la formation d’un récepteur IL-7R fonctionnel.
Tel que mentionné précédemment, la spécificité du signal de l’IL-7R passe principalement
par sa chaîne alpha. Il existe deux domaines d’interaction sur la partie intracellulaire de
cette dernière, d’une importance particulière pour la transduction du signal chez les
thymocytes. Le premier est la Box1, une séquence de huit acides aminés commune à tous
les récepteurs de type I. Elle permet la liaison à JAK1, une tyrosine kinase impliquée dans
la signalisation de l’IL-7R. La deuxième région est l’une des trois tyrosines de la queue
cytoplasmique de l’IL-7Rα. Elle est nommée Y449 et sa phosphorylation permet le
recrutement des membres de la famille des facteurs de transcriptions STAT.
L’IL-7R régule également sa propre expression à la surface des cellules T. En absence
d’IL-7, le récepteur ne demeure pas à la surface mais est internalisé par endocytose, puis
recyclé à la membrane plasmique. Sans stimulation, seule une fraction de l’IL-7R est
dégradée. La liaison de l’IL-7 renverse toutefois cette proportion, menant à une dégradation
plus prononcée de l’IL-7Rα et donc à une expression plus faible de ce dernier à la surface
des cellules [80]. Cette dégradation dépend de JAK3 et ne s’applique pas à la chaîne
commune γc [80, 81]. Ce mécanisme constitue une boucle de rétroaction négative qui
11
limite l’amplitude et la durée du signal et pourrait contribuer à une meilleure répartition de
l’utilisation de l’IL-7 présent en quantité limitée dans l’organisme, maximisant ainsi la
population de lymphocytes T ayant été activés par l’IL-7 [82].
4.2. Signalisation de l’IL-7R
L’un des mécanismes de signalisation les plus importants pour l’IL-7R passe par
l’induction de la voie des JAK/STAT. Les JAK sont des tyrosines kinases recrutées par le
récepteur de l’IL-7. La JAK1 vient s’associer à la chaîne IL-7Rα alors que la JAK3 se lie à
la chaîne γc [83]. Lors de l’activation du récepteur, les deux JAKs s’entre-phosphorylent,
c’est-à-dire que JAK1 phosphoryle JAK3 et vice-versa. Une fois phosphorylée par JAK1,
JAK3 peut phosphoryler la tyrosine Y449 sur la queue cytoplasmique de la chaîne alpha.
La tyrosine Y449 phosphorylée permet de recruter les membres de la famille des facteurs
de transcription STAT contenant un domaine SH2. La principale STAT recrutée à la chaîne
alpha est STAT5, mais le récepteur de l’IL-7 est également connu pour activer STAT1 et
STAT3 [84, 85]. D’autres protéines liant les phosphotyrosines, telle que la protéine
adaptatrice Shc, peuvent également faire compétition à STAT5 pour la liaison à Y449 [86].
Les dynamiques de compétition entre les différentes protéines pouvant lier l’IL-7Rα
influencent la nature et l’amplitude du signal transmis par le récepteur.
Les protéines STATs sont des facteurs de transcription impliqués dans la signalisation des
récepteurs de cytokines avec une chaîne γc [87]. Elles sont présentes en haute concentration
dans le cytosol des cellules au repos, ce qui permet une réponse rapide suite à la
phosphorylation des JAK [88]. La phosphorylation des STATs par les JAKs mène à leur
dimérisation. Ces dimères transloquent ensuite au noyau où ils peuvent réguler l’expression
de certains gènes liés à la survie ou à la prolifération des lymphocytes. Les souris dont les
lymphocytes T sont dépourvus de STAT5 ont un nombre réduit de lymphocytes CD4 et
CD8 naïfs en périphérie. C’est également vrai des
inhibiteur des quatre membres de la famille JAK [89, 90].
12
souris surexprimant SOCS1, un
Schéma 2 : Phosphorylation des Stats par l’IL-7R
Schéma 2 : Suite à sa ligation avec l’IL-7, JAK3 est recrutée à la chaîne γc de l’IL-7R et JAK1 à la
chaîne α. Il y a transphosphorylation des JAKs : JAK3 phosphoryle JAK1 et vice-versa. JAK3 peut
alors phosphoryler la tyrosine Y449, présente sur l’IL-7Rα. Les STATs sont alors recrutés à Y449
via leur domaine SH2, puis phosphorylés par la protéine JAK1. Ceci mène à leur activation et à
leur dimérisation [91].
La tyrosine Y449 phosphorylée pourrait également induire un deuxième signal de survie
suite au recrutement de la kinase phosphatidyl-inositol 3 (PI3K) à ce site [87]. En effet, de
nombreuses études ont démontré que la liaison de l’IL-7 à son récepteur amène une
activation rapide de la voie PI3K. Ces données proviennent toutefois principalement de
lignées cellulaires immortalisées ou de thymocytes primaires et le rôle de la voie PI3K dans
les lymphocytes T effecteurs est encore nébuleux [92]. Par exemple, l’activation de la voie
PI3K est essentielle à la survie et à la prolifération induite par l’IL-7 dans des lignées de
leucémie lymphoblastique aigüe [93]. Certaines études démontrent également que la
phosphorylation d’AKT dans des cellules T naïves est indétectable avec des stimulations à
court terme d’IL-7, mais demanderait plutôt une exposition prolongée à de hautes
concentrations d’IL-7 [94]. Toutefois, même une stimulation d’une heure à de fortes
concentrations d’IL-7 ne parvient pas à induire une forte phosphorylation d’AKT dans des
13
lymphocytes T effecteurs/mémoires [95]. Les conditions précises amenant l’activation de la
voie PI3K par l’IL-7R et le rôle exact de cette signalisation dans la survie et la prolifération
des lymphocytes T demeurent donc encore à élucider.
4.3. Fonctions de l’IL-7
L’IL-7 a été identifié comme l’une des cytokines majeures dans l’homéostasie des
lymphocytes T et joue un rôle essentiel dans leur survie. Cette survie est d’abord contrôlée
par la régulation de l’expression des protéines de la famille de Bcl-2 (pour B-cell lymphoma
2), particulièrement Mcl-1 et Bcl-2, connues pour inhiber la voie mitochondriale de
l’apoptose [96]. Dans des thymocytes double-négatifs, la stimulation via l’IL-7 mène à la
phosphorylation et l’inactivation de Bad, une protéine pro-apoptotique, et ce de manière
dépendante de la voie de PI3K. À l’inverse, un manque d’IL-7 amène plutôt l’association
de Bad et Bax à Bcl-2, ce qui induit par la suite l’apoptose [97, 98]. Dans des lymphocytes
T effecteurs/mémoires humains, un manque d’IL-2 induit l’apoptose en diminuant
l’expression de Mcl-1, Bcl-2 et Bcl-xL. L’IL-7 peut remplacer l’IL-2 et induire la survie de
ces lymphocytes T en induisant les protéines Bcl-2 de survie. Cette survie pouvait être
abrogée par des inhibiteurs de la voie JAK/STAT, mais pas de PI3K [95].
L’IL-7 a également la capacité de prévenir l’atrophie et l’apoptose des lymphocytes T en
affectant leur métabolisme du glucose. En effet, des études in vitro ont démontré que l’IL-7
pouvait réguler l’expression du transporteur de glucose GLUT1 via une signalisation
dépendante de la tyrosine Y449. Cette régulation dépendrait à la fois de STAT5 et de AKT
[99].
4.4. Rôle de l’IL-7 dans l’auto-immunité
L’IL-7 semble avoir un rôle dans la pathologie de plusieurs maladies auto-immunes. En
effet, un gène de polymorphisme pour l’IL-7R a récemment été associé à une susceptibilité
à la sclérose en plaques [100]. Dans cette étude, il a également été montré que l’ARNm de
ce gène et de celui de l’IL-7 sont surexprimés dans les patients avec cette maladie [100].
14
Dans un modèle murin d’experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), l’utilisation
d’anticorps bloquant contre l’IL-7Rα réduisait la sévérité de la maladie. Cet effet bénéfique
pouvait être corrélé avec une diminution des concentrations d’IL-17 dans le milieu ainsi
que du pourcentage de lymphocytes Th17 effecteurs ayant infiltré le site inflammatoire
[101]. Dans ce modèle, l’IL-7R signalait via la voie de JAK-STAT5.
L’IL-7 est également impliqué dans l’arthrite rhumatoïde. L’IL-7 est présent en
concentrations plus élevées dans le liquide synovial de patients arthritiques [102] et ce
niveau persiste même après le traitement avec des anti-TNF-α [103]. L’IL-7 stimule
l’activation des macrophages et des lymphocytes T, ce qui mène à une production accrue de
TNF-α et de métalloprotéinases dans le milieu [102, 104]. De plus, l’utilisation d’anticorps
bloquant contre l’IL-7 inhibe le développement de l’arthrite dans un modèle murin
d’arthrite induite par le collagène (CIA) [105]. Une autre étude suggère que l’amélioration
de l’arthrite et de la dégradation osseuse dans ce modèle repose sur l’inhibition du
recrutement des monocytes, de leur différenciation en ostéoclastes et de la vascularisation
de l’articulation induite par l’IL-7R [106]. L’IL-7R est également exprimé de façon plus
élevée chez les lymphocytes T de liquides synoviaux de patients arthritiques [104, 107].
L’IL-7 peut augmenter la production de RANKL dans les lymphocytes T effecteurs [108].
RANKL est une cytokine ostéoclastogénique dont la concentration peut être directement
corrélée avec la dégradation osseuse. Lorsque l’IL-7 se lie à son récepteur sur des
lymphocytes T effecteurs, ces derniers relâchent une plus grande quantité de RANKL dans
le milieu, contribuant à la dégradation du cartilage et de l’os dans l’arthrite rhumatoïde
[108, 109]. Tous ces résultats laissent penser que cette cytokine joue un rôle majeur dans le
développement ou le maintien de la maladie, possiblement indépendamment de celui joué
par le TNF-α. Malgré ces études, il n’est pas clair si l’IL-7 favorise le développement de
l’auto-immunité en agissant sur la survie des lymphocytes T ou sur leurs capacités
effectrices.
L’IL-7 n’est pas le seul élément du microenvironnement inflammatoire pouvant influencer
l’activité des Th17. En effet, la matrice extracellulaire peut également stimuler les
lymphocytes via les intégrines et il importe donc d’examiner son rôle.
15
5. Les intégrines
Les intégrines sont des molécules d’adhésion permettant les interactions entre les cellules et
la membrane extracellulaire, ou entre deux cellules. Elles sont des hétérodimères α/β, et ce
sont les différentes combinaisons entre les deux sous-unités qui amènent la spécificité du
ligand reconnu par l’intégrine. La sous-unité β désigne la famille à laquelle appartient
l’intégrine [110].
Une intégrine donnée peut lier plus d’un ligand, et un ligand peut reconnaître plus d’une
intégrine. Par exemple, l’intégrine α1β1 lie à la fois le collagène et la laminine. À l’inverse,
la fibronectine peut être reconnue par un grand nombre d’intégrines, dont α4β1, α5β1 et
αvβ5 [111], pour n’en nommer que quelques-unes. Les intégrines peuvent également lier
des ligands indépendants de la matrice extracellulaire.
Schéma 3 : Combinaison de différentes structures de sous-unités α et β
Tiré de : Intracellular signaling controlling integrin activation in lymphocytes [112]
Les intégrines sont exprimées de façon ubiquitaire. Les intégrines de la famille β1 et β3
sont présentes dans presque tous les types cellulaires et participent aux interactions avec la
matrice extracellulaire, alors que les intégrines de la famille β2 se retrouvent uniquement
chez les leucocytes et sont impliquées dans les contacts cellules-cellules [113].
16
Dans le cadre de ce travail, nous nous intéressons principalement aux intégrines liant le
collagène dont les deux plus importantes sont α1β1 et α2β1. Le collagène est une protéine
en forme de triple hélice et l’une des fibres principales de la matrice extracellulaire. Il
existe de nombreux types de collagène. Le collagène de type I est le plus abondant et se
retrouve dans les os et les tissus conjonctifs. Le collagène de type II se retrouve plutôt dans
le cartilage. Finalement, le collagène de type IV est une des composantes de la membrane
basale.
Deux facteurs régissent l’interaction entre une intégrine et son ligand, l’affinité et l’avidité,
et sont donc essentiels à la régulation de l’activité des intégrines.
5.1. La régulation des intégrines
Une intégrine peut exister en trois états d’activation : inactif, partiellement actif et actif
[114]. Afin d’être en mesure de lier son ligand, l’intégrine doit d’abord être dans un état
actif. C’est entre autres le cas des intégrines retrouvées sur les cellules adhérentes, telles
que les cellules épithéliales ou les fibroblastes, qui maintiennent leurs intégrines dans un
état d’activation constante, leur permettant ainsi de lier la matrice extracellulaire. Chez les
cellules circulatoires comme les leucocytes, les intégrines sont plutôt dans un état inactif.
Afin d’adhérer à la matrice, les leucocytes doivent d’abord modifier l’état d’activation de
leur intégrine, un phénomène qui est souvent engendré par l’activation du leucocyte luimême. L’activation des intégrines est le résultat d’une signalisation intracellulaire qui vient
modifier la conformation de la partie extracellulaire et augmente l’affinité des intégrines
pour leur ligand. C’est un phénomène de signalisation appelé « inside-out » [115].
La signalisation « inside-out » régule l’avidité des intégrines. L’avidité est la capacité des
intégrines à se regrouper, formant un agrégat dans une région membranaire nommé site
d’adhésion focal [116]. La formation du site d’adhésion focal nécessite l’activation de la
taline, qui fait le lien entre l’intégrine et le cytosquelette. Les signaux d’activation mènent
au clivage de la taline, libérant l’intégrine du cytosquelette d’actine et permettant son
17
déplacement à la surface de la cellule [117]. Ceci concentre les intégrines en plaques
d’adhésion pour la migration ou dans la synapse immunologique chez les lymphocytes T.
Par ailleurs, Rap-1, une protéine appartenant à la famille de GTPases, est aussi importante
dans l’affinité et l’avidité des intégrines [118]. Suite à la liaison de l’intégrine à son ligand,
les intégrines recrutent les protéines kinases FAK et Src. Le complexe FAK/Src est
également nécessaire pour la formation de la plaque d’adhésion focale [119]. Cette forme
de régulation permet d’augmenter l’activité des intégrines, mais ne demande pas
l’expression de nouvelles molécules.
5.2. Fonction des intégrines
Les intégrines furent d’abord étudiées pour leur fonction dans l’adhésion cellulaire et la
régulation de la migration. De nos jours, elles sont également reconnues pour leur
participation à la régulation de la prolifération cellulaire et de l’apoptose ainsi que pour leur
potentiel comme molécules de costimulation [110, 113].
5.2.1. Migration
La migration cellulaire est un phénomène complexe qui demande la réorganisation du
cytosquelette de la cellule. Elle se divise généralement en quatre étapes : l’extension des
lamellipodes, la formation de plaques d’adhésion, la contraction du corps cellulaire, et le
détachement de la queue [117]. Les intégrines interviennent dans la réorganisation du
cytosquelette en activant des GTPases de la famille Rho, telles que Rac et Cdc42. Ces
dernières sont impliquées dans la formation des filaments d’actine et de myosine [120]. De
plus, les intégrines participent à la formation des plaques d’adhésion requises pour la
migration [110].
5.2.2. Prolifération et survie
En plus de la migration cellulaire, il a été démontré que les intégrines étaient importantes
pour la prolifération. Les cellules adhérentes comme les cellules épithéliales sont souvent
18
dépendantes de leur ancrage à la matrice extracellulaire. Chez ces cellules, les intégrines et
les facteurs de croissance collaborent afin de maintenir les cellules en vie [121]. Par
exemple, certains facteurs de croissance comme le VEGF (vascular endothelial growth
factor) et le EGF (epidermal growth factor) nécessitent une signalisation des intégrines afin
d’avoir leur plein effet [122, 123]. La seule présence du facteur de croissance ne suffit
pas car si on empêche les cellules d’adhérer, aucune prolifération n’est observée [124].
Les intégrines sont également importantes pour la survie de certains types cellulaires,
comme les cellules épithéliales et les cellules endothéliales. En effet, lorsque ces cellules
perdent leur adhérence à la matrice extracellulaire, elles entrent en apoptose. Cette forme de
mort cellulaire est nommée anoïkose et elle dépend de la voie de Fas [125, 126].
5.3. Signalisation des intégrines
Bien que les intégrines servent principalement de molécules d’adhésion, on sait depuis
plusieurs années qu’elles peuvent induire une signalisation intracellulaire importante. Cette
dernière débute avec leur agrégation en plaques d’adhésion. La partie cytoplasmique des
intégrines ne possède pas de propriétés enzymatiques. Les agrégats permettent le
recrutement de nombreuses molécules de signalisation. Les principales protéines kinases
recrutées sont la kinase d’adhésion focale (FAK), la tyrosine kinase riche en proline 2
(PYK2) ainsi que des kinases de la famille Src, comme Fyn et c-Src. Le complexe FAK/Src
est central à la signalisation induite par les intégrines. Le recrutement de FAK au site
d’adhésion focale mène à son autophosphorylation. FAK est impliquée dans la liaison et
l’activation de nombreux autres intermédiaires participants aux réarrangements du
cytosquelette, plus particulièrement des fibres d’actine [124, 127, 128]. Par exemple, FAK
active la paxilline et la tensine [124].
FAK contribue également au recrutement et à l’activation des kinases Src, qui augmentent
son activation. Le complexe FAK/Src induit le recrutement d’autres molécules de
signalisation, telles que Grb2 et Sos. Ces dernières activent Ras et la voie de MAP kinase
ERK [129]. La voie MAPK/ERK peut également être activée via l’activation de PLCγ, qui
19
phosphoryle PKC. Ensuite, FAK/Src peut activer d’autres molécules adaptatrices,
notamment Cas et Crk, ce qui mène à l’activation de Rho et de la voie JNK. Finalement,
FAK peut activer directement la voie de PI3K, induisant la production de PIP3 et
l’activation d’AKT. Cette dernière peut également être phosphorylée par ILK [130].
L’activation de ces voies régit les fonctions de prolifération, migration et activation
cellulaires; ce ne sont pas toutes les voies qui sont activées par toutes les intégrines et la
signalisation des intégrines peut aussi être dépendante du type cellulaire. Les fonctions
d’une intégrine dépendent de la spécificité de sa signalisation.
20
Schéma 4 : Signalisation des intégrines
Inspiré de : Vascular integrins in tumor angiogenesis: mediators and therapeutic targets. [131]
21
5.4. Expression des intégrines par les lymphocytes T
L’expression des intégrines par les lymphocytes T varie en fonction du stade d’activation
de ces derniers.
Le lymphocyte T naïf retrouvé en circulation ou dans le ganglion lymphatique exprime
d’abord les intégrines de la famille β2, telle que la LFA-1. L’interaction entre LFA-1 et son
ligand ICAM-1 est importante pour la formation de la synapse immunologique avec les
CPAs [113]. Les lymphocytes T naïfs expriment également α4β1, liant VCAM-1 ainsi que
la fibronectine. Cette intégrine et LFA-1 jouent un rôle important dans la migration
transendothéliale [132]. Il y a toutefois peu d’intégrines β1 exprimées sur les lymphocytes
T naïfs dans les ganglions lymphatiques [110, 133]. La MEC n’y est pas aisément
accessible puisqu’elle est recouverte par les fibroblastes réticulaires [133].
De nombreuses intégrines liant la MEC sont plutôt exprimées à de très hauts niveaux suite
à l’activation des lymphocytes par le TCR. Ceci coïncide généralement avec le
positionnement des lymphocytes T dans les tissus inflammatoires. C’est le cas des
intégrines 31 et 61 qui lient la laminine et de l’intégrine 51 qui lie la fibronectine
[134, 135]. Les intégrines liant le collagène incluant 11 et 21 ne sont pas exprimées
par les lymphocytes T naifs, mais seulement par les lymphocytes T activés [136].
L’intégrine α1β1 lie préférentiellement le collagène de type IV alors que α2β1 lie le
collagène de type I et II [136]. Les lymphocytes Th17 expriment α2β1, mais pas α1β1.
[137]. Par contre, les deux intégrines peuvent se retrouver chez les Th1 [138, 139]. Ces
deux intégrines liant le collagène régulent plusieurs fonctions des lymphocytes T
effecteurs.
5.5. Rôle des intégrines liant le collagène comme molécules de
costimulation
L’interaction des intégrines avec la matrice n’affecte pas uniquement l’adhésion des
lymphocytes et leur migration à travers celle-ci. En effet, la signalisation induite par la
22
liaison d’une intégrine à son ligand peut affecter d’autres fonctions cellulaires, tel que la
prolifération ou l’activation des cellules.
Bien que des travaux antérieurs aient rapporté que les intégrines liant la fibronectine
augmentaient la production d’IL-2 et la prolifération des lymphocytes T, on sait maintenant
que ceci était dû à un simple effet d’adhésion [140, 141]. En fait, les cellules ensemencées
dans les puits en présence d’anticorps anti-CD3 et de fibronectine étaient beaucoup plus
étalées et, de ce fait, étaient en contact avec plus d’anticorps. L’effet de la fibronectine était
perdu si les cellules étaient stimulées avec des billes anti-CD3. À l’inverse, le collagène
costimule les lymphocytes T aussi bien en présence d’anticorps anti-CD3 immobilisé que
soluble. Les travaux des dernières années ont montré que les intégrines de costimulation
des lymphocytes T les plus importantes sont celles liant le collagène.
L’intégrine α2β1 est exprimée chez les lymphocytes T effecteurs, et peut régir leurs
fonctions. L’adhésion des lymphocytes T activés au collagène de type I via l’intégrine
21 protège ces lymphocytes T de l’apoptose induite par Fas [142]. Sa liaison au
collagène augmente la production d’IFN-γ induite par le CD3 chez les lymphocytes T
effecteurs humains [10]. L’intégrine 21 augmente la production d’IFN- en activant la
voie MAPK/ERK et en augmentant la voie de JNK et d’AKT activée par le CD3. Par
contre, il semblerait que le collagène qui se lie à l’intégrine 11 ne soit pas capable
d’augmenter la production d’IFN- car il est inapte à augmenter la voie JNK [10]. Les
Th17 humains activés par le CD3 voient leur production d’IL-17A et F être induite par la
liaison au collagène [10]. Cette induction amenée par α2β1 dépend de plusieurs voies de
signalisation et peut être abrogée à l’aide d’inhibiteurs dirigés contre les voies
MAPK/ERK, MAPK/p38 et PI3K/AKT [143]. L’intégrine α1β1 a également la capacité
d’augmenter la production de RANKL dans des lymphocytes T effecteurs [108]. Elle peut
également travailler en synergie avec l’IL-7 pour favoriser la survie des lymphocytes T
effecteurs [108]. De même, l’intégrine 11 est importante pour la survie des lymphocytes
T CD8 spécifiques aux virus de l’influenza [144]. En fait, la réponse immune contre ces
virus est dépendante de l’intégrine 11 [144]. L’intégrine 21 ne serait pas importante
pour cette réponse immune antivirale [145].
23
Des modèles in vivo ont également permis de démontrer l’importance de α2β1 dans la
pathogénèse de certaines maladies. Dans l’articulation, le collagène de type I est une
composante majeure de l’os et du pannus, et le collagène de type II se retrouve dans le
cartilage. Les propriétés costimulatrices des intégrines pouvaient donc jouer un rôle dans
l’arthrite rhumatoïde. En effet, dans un modèle d’arthrite induite par le collagène (CIA,
pour collagen induced arthritis), l’utilisation d’un anticorps bloquant dirigé contre
l’intégrine α2β1 diminue le développement de la maladie en réduisant le nombre de Th17
dans l’articulation et en abaissant les niveaux d’IL-17 [143]. Par ailleurs, dans un modèle
EAE, le blocage de l’intégrine 21 réduit aussi la maladie, mais le mécanisme n’a pas été
investigué [146]. Le blocage de l’intégrine 11 réduit également l’arthrite, mais son effet
serait lié à l’activation et à l’adhésion des monocytes [147].
6. But du travail
Les milieux inflammatoires chroniques imposent un stress oxydatif important sur le TCR,
ce qui peut causer un défaut de signalisation dans ce dernier [73]. Afin de bien comprendre
le rôle que peuvent jouer les lymphocytes Th17 dans des maladies inflammatoires
chroniques telle que l’arthrite rhumatoïde, il convient donc d’investiguer quels autres
récepteurs pourraient être responsables de leur activation.
Il a déjà été démontré que la liaison de l’intégrine α2β1 au collagène pouvait costimuler la
production d’IL-17 par les Th17 [137] et que le blocage de l’intégrine α2β1 dans un modèle
murin d’arthrite réduisait la sévérité de la maladie en diminuant l’activité des Th17 [143].
L’IL-7 est bien connu pour son rôle dans la prolifération, la différenciation et la survie des
lymphocytes
T
[148].
Elle
a
également
été
décrite
comme
une
cytokine
immunopathogénique majeure de l’arthrite rhumatoïde [149]. De plus, nous avons
démontré que l’IL-7 et l’intégrine α1β1 pouvaient costimuler la production de RANKL
chez des lymphocytes T effecteurs [108]. Nous avons donc émis l’hypothèse que la
coopération entre l’IL-7R et l’intégrine α2β1 peut être suffisante pour activer les Th17.
24
En utilisant le modèle de Th17 humains différenciés à partir de lymphocytes T naïfs du
sang périphérique de donneurs sains (REF 23-24), nous avons d’abord déterminé
l’expression des récepteurs IL-7R et α2β1 sur les Th17. Ensuite, nous avons évalué la
capacité de ces deux récepteurs à induire la production d’IL-17. Enfin, nous voulions aussi
déterminer l’apport de certaines voies de signalisation qui seraient activées par l’IL-7R et
α2β1.
25
Chapitre II : Matériels et méthodes
Différenciation des lymphocytes Th17
Les lymphocytes T humains polarisés furent obtenus à partir du sang périphérique de
donneurs sains. Les cellules mononucléées furent d’abord récoltées sur un gradient Ficoll,
puis les lymphocytes CD4+ naïfs furent isolés à l’aide d’un kit de sélection négative à billes
magnétiques (StemCell Technologies, Vancouver, BC, Canada) en suivant les instructions
du manufacturier. Des lymphocytes Th17 furent ensuite générés en activant les cellules T
CD4+ naïves pendant 6 jours avec des billes anti-CD3/CD28 (2 billes/cellules) dans du
milieu X-Vivo 15 sans sérum et en présence des cytokines TGF-β (10 ng/ml), IL-1β (10
ng/ml), IL-6 (20 ng/ml) et IL-23 (100 ng/ml). Tel que précédemment rapporté, ces cellules
expriment le facteur de transcription RORc, le récepteur à l’IL-23 et CCR6. De plus, elles
produisent de l’IL-17 après activation. [137]
Stimulation des lymphocytes Th17 et analyse par cytométrie de flux
Les lymphocytes Th17 polarisés furent mis en culture sur une matrice de collagène I ou de
fibronectine, déposée au fond du puits et incubée overnight à 4 ͦC, avec de l’IL-7 human
soluble (10 ng/ml) en présence de 5 µg/ml de GolgiPlug contenant de la brefeldin A (BD
Biosciences, San Diego, CA, USA) qui permet de bloquer la sécrétion de cytokines. Les
cellules furent par la suite lavées, puis marquées avec un anti-α2 integrin-PE et un anti-IL7Rα-Alexa 488. Les cellules furent relavées, fixées et perméabilisées avec un kit
CytoFix/CytoPerm (BD Biosciences, San Diego, CA, USA) et marquées pour l’IL-17
intracellulaire avec un anti-IL-17-Alexa 647. Ces cellules furent analysées par cytométrie
en flux (BD FACSCalibur). Des cellules marquées avec un anticorps isotypique servirent
de contrôle.
27
Mesure des cytokines par test ELISA
Les cellules polarisées Th17 humaines furent également activées en absence de GolgiPlug
et la production d’IL-17 fut mesurée dans le surnageant cellulaire par ELISA, suivant les
instructions du manufacturier.
Mesure de la phosphorylation de STAT-5 et d’ERK par immunobuvardage
Les lymphocytes humains polarisés Th17 furent activés sur une matrice de collagène en
présence ou absence d’IL-7 humain soluble, en utilisant un million de cellules par point.
Après stimulation, les cellules furent récoltées, lavées puis lysées. La lyse fut effectuée en
plaçant les cellules dans un tampon RIPA pour 15 minutes. Les cellules ont ensuite été
centrifugées à 4 ͦC pendant 10 minutes. Les protéines étaient récupérées pour la séparation
sur gel SDS-PAGE. L’activation de STAT-5, AKT et ERK fut déterminée par
immunobuvardage à l’aide d’anticorps spécifiques aux formes phosphorylées de ces
protéines. Un deuxième sondage fut ensuite effectué sur le gel strippé avec des anticorps
anti-β-actine, anti-AKT et anti-ERK2, tel qu’indiqué, pour assurer un chargement égal des
puits.
28
Chapitre III : Résultats
L’IL-7R et α2β1 sont coexprimés sur les lymphocytes humains polarisés
Th17.
Nous avons d’abord examiné l’expression de l’IL-7Rα et de la chaîne α2 intégrine sur des
lymphocytes humains polarisés Th17. L’expérience de cytométrie en flux démontre qu’une
proportion élevée de lymphocytes expriment à la fois l’IL-7R et l’intégrine α2. (Figure 1)
Nous avons donc évalué si ces deux récepteurs étaient également coexprimés chez les
cellules productrices d’IL-17. Pour ce faire, les cellules furent stimulées avec PMA et
ionomycine pendant six heures afin de capturer la production d’IL-17, puis l’expression de
l’IL-7R et de l’intégrine α2 fut mesurée sur ces cellules (Fig 1). Il est à noter que la
stimulation par le PMA+ionomycin ne modifie pas l’expression de chacun de ces deux
récepteurs sur les lymphocytes T [137]. La vaste majorité des cellules productrices d’IL-17
(Th17) expriment à la fois l’IL-7R et l’intégrine α2 (Fig 1A). Une analyse de l’expression
de ces récepteurs sur cinq donneurs différents indique qu’entre 69% et 95% des
lymphocytes Th17 sont positifs pour les deux récepteurs (Fig 1B). Tel qu’attendu, presque
toutes les cellules exprimaient la chaîne β1 des intégrines, qui s’associe à la chaine α2 pour
former l’intégrine α2β1. Ces résultats démontrent que les lymphocytes Th17 coexpriment
l’IL-7R et l’intégrine α2β1.
29
Figure 1 : L’IL-7R et l’intégrine α2β1 sont coexprimés sur les lymphocytes Th17 humains.
(A) Expression de l’IL-7R/α2β1 sur des lymphocytes humains polarisés Th17. Les cellules furent marquées avec un
anticorps anti-intégrine α2-PE et anti-IL-7R-Alexa 488, puis analysées par cytométrie de flux. (B) Association entre l’IL7R/α2β1 et les lymphocytes Th17. Les cellules humaines polarisées Th17 furent restimulées avec PMA/ionomycine en
présence de Brefeldin A. Les cellules furent lavées puis marquées avec un anticorps anti-intrégrine α2-PE et anti-IL-7RAlexa 488. Les cellules furent ensuite lavées, fixées/perméabilisées, puis marquées avec un anticorps anti-IL-17-Alexa
647 pour détecter l’IL-17 intracellulaire. Les cellules furent analysées par cytométrie de flux. Afin de déterminer les
pourcentages de Th17 double positifs, les cellules IL-17+ furent d’abord sélectionnées, et l’analyse FACS fut conduite sur
ces dernières. Les profils de cytométrie de flux sont représentatifs de cinq donneurs différents. L’histogramme représente
les pourcentages de cellules coexprimant l’intégrine α2β1 et l’IL-7R sur les Th17 polarisés à partir de lymphocytes T
provenant du sang périphérique de cinq donneurs différents.
30
La liaison d’IL-7R et de l’intégrine α2β1 par leur ligand active les
lymphocytes Th17 humains.
Afin de déterminer la capacité de l’IL-7 et du collagène à activer les lymphocytes Th17, les
cellules furent cultivées sur une matrice de collagène, en absence ou présence d’IL-7, puis
le nombre de cellules productrices d’IL-17 fut déterminé par cytométrie en flux. L’IL-7 et
le collagène sont tous deux capables de stimuler la production d’IL-17 chez les
lymphocytes Th17. De 4 à 5% des cellules devinrent productrices suite à chacun des stimuli
(Fig 2A). De plus, une combinaison d’IL-7 et de collagène menait à la détection d’environ
12% de cellules productrices d’IL-17. L’analyse des Th17 sur cinq donneurs différents
indiquent que l’IL-7 ou le collagène ont une capacité d’activation des Th17 égale et qu’une
combinaison des deux amenait une production 2 à 3 fois plus élevée qu’avec un stimulus
seul (Fig 2A). Des résultats similaires furent obtenus lorsque nous avons mesuré par ELISA
la production d’IL-17 dans le surnageant des cultures cellulaires (Fig 2B). Ces résultats
montrent que l’IL-7R et l’intégrine α2β1 ont coopéré de façon additive ou synergique pour
augmenter la production d’IL-17 dans des lymphocytes Th17 humains.
31
Figure 2 : Le collagène coopère avec l’IL-7 pour augmenter la production d’IL-17
(A) Des lymphocytes humains polarisés Th17 furent laissés non traités (NT) ou activés dans des puits contenant une
matrice de collagène I 10 µg/ml (Col), en présence ou absence d’IL-7 soluble (10 ng/ml) pendant douze heures, et ce en
présence de Brefeldin A. Les cellules furent ensuite lavées, fixées/perméabilisées, puis marquées avec un anticorps antiIL-17-Alexa 647 ou un anticorps contrôle isotypique, avant d’être analysées par cytométrie de flux. Le panneau de gauche
représente un profil typique en cytométrie de flux et le panneau de droite représente les valeurs moyennes des cellules
positives pour l’IL-17 de cinq expériences indépendantes, à partir de lymphocytes T provenant du sang péripherique de
cinq donneurs différents (n=5). (B) Les niveaux d’IL-17 furent mesurés par ELISA dans des surnageants de Th17 activées
par le collagène et l’IL-7 (n=5). Les données de (A; panneau de droite), (B), (C), (D) sont des valeurs moyennes +/ESM. * p < 0.05 lorsque comparé aux échantillons NT. ** p < 0.05 lorsque comparé aux échantillons traités à l’IL-7 ou à
Col.
La fibronectine n’a pas d’effet sur l’activation des lymphocytes Th17.
Puisque la fibronectine est également une composante importante de la matrice
extracellulaire, nous avons comparé les effets de celle-ci avec ceux du collagène. Les
résultats démontrent que le collagène peut induire une production d’IL-17 à partir de
concentrations de 5 µg/ml et que son effet maximal est atteint à une concentration de 10-20
µg/ml (Fig 3A). La matrice de fibronectine n’avait au contraire aucun effet sur la
32
production d’IL-17, quelle que soit sa concentration et même en combinaison avec l’IL-7
(Fig 3B). Ces résultats indiquent un rôle majeur de la voie de signalisation du collagène via
l’intégrine α2β1 dans les fonctions du Th17.
Figure 3 : La fibronectine n’a aucun effet sur l’activation des lymphocytes Th17.
(A) Le collagène (Col), mais pas la fibronectine (Fbn), induit la production d’IL-17 tel que mesuré par marquage
intracellulaire et cytométrie de flux (n=5). (B) La fibronectine n’augmente pas la production d’IL-17 induite par l’IL-7
dans des cellules Th17 humaines (n=5). Les données de (A) et (B) sont des valeurs moyennes +/- ESM. * p < 0.05 lorsque
comparé aux échantillons NT ou traités à Fbn. ** p < 0.05 lorsque comparé aux échantillons traités à l’IL-7 ou à Col.
La liaison d’IL-7R et de l’intégrine α2β1 par leur ligand augmente
également la production d’IFN-γ par les lymphocytes Th17 humains.
Les Th17 ont également la capacité de produire d’autres cytokines pro-inflammatoires, tel
que l’IFN-γ. Nous avons donc investigué si la coopération fonctionnelle entre l’intégrine
α2β1 et l’IL-7R se limitait à l’IL-17 en étudiant la capacité de ces deux récepteurs à
augmenter la production d’IFN- γ chez les lymphocytes Th17 humains. L’IL-7 et le
collagène sont tous deux capables de stimuler la production d’IL-17 chez les lymphocytes
Th17. Environ 10% des cellules devinrent productrices d’IFN- γ suite à chacun des stimuli
(Fig 4A). De plus, une combinaison d’IL-7 et de collagène menait à la détection de 25-30%
de cellules productrices (Fig 4A). La coopération fonctionnelle entre l’intégrine α2β1 et
l’IL-7R peut donc mener à la production d’autres cytokines que l’IL-17, tel que l’IFN-γ.
33
Figure 4 : Le collagène coopère avec l’IL-7 pour augmenter la production d’IFN-γ.
(A) Des lymphocytes humains polarisés Th17 furent laissés non traités (NT) ou activés dans des puits contenant une
matrice de collagène I 10 µg/ml (Col), en présence ou absence d’IL-7 soluble (10 ng/ml) pendant douze heures, et ce en
présence de Brefeldin A. Les cellules furent ensuite lavées, fixées/perméabilisées, puis marquées avec un anticorps antiIFN-γ-PE ou un anticorps contrôle isotypique, avant d’être analysées par cytométrie de flux. Le graphique représente les
valeurs moyennes des cellules positives pour l’IL-17 de cinq expériences indépendantes, à partir de lymphocytes T
provenant du sang périphérique de quatre donneurs différents (n=4). Les données sont des valeurs moyennes +/- ESM.
* p < 0.05 lorsque comparé aux échantillons NT. ** p < 0.05 lorsque comparé aux échantillons traités à l’IL-7 ou à Col.
L’IL-7R et l’intégrine α2β1 augmentent la production d’IL-17 via
JAK/STAT5 et MAPK/ERK, respectivement.
Afin de déterminer les mécanismes intracellulaires par lesquels l’IL-7R et α2β1 coopèrent
pour activer les Th17, nous avons étudié les voies de signalisation activées par ces deux
récepteurs. Le récepteur de l’IL-7 est associé aux voies de JAK/STAT et de PI3K/AKT
[91] et il a déjà été démontré que STAT5 est l’isoforme majeur activé par l’IL-7 dans les
lymphocytes T mémoires ou effecteurs. [91] L’intégrine α2β1 et le collagène ont tous deux
également la capacité d’activer les voies des MAPK/ERK et de PI3K/AKT [137]. Nous
avons examiné la contribution de ces voies à l’aide d’inhibiteurs spécifiques à chacune de
ces voies.
34
Le traitement des lymphocytes T humains polarisés Th17 avec des inhibiteurs dirigés
contre JAK (pan-JAK) et contre PI3K (wortmanin) réduisait le nombre de cellules
productrices d’IL-17 dans les cellules traitées à l’IL-7, mais n’eut aucun effet sur la
stimulation par le collagène (Fig 5A). L’utilisation d’un inhibiteur de MAPK/ERK
(PD98059) diminuait plutôt la quantité de cellules productrices d’IL-17 dans les cellules
activées par le collagène, mais n’affectait pas l’effet de l’IL-7 (Fig 5A).
L’activation de STAT5, de PI3K/AKT et de MAPK/ERK a ensuite été analysée par
immunobuvardage. La stimulation par l’IL-7 induit la phosphorylation de STAT5 qui est
légèrement diminuée par le collagène (Fig 5B). L’IL-7, seul ou combiné au collagène,
augmentait la phosphorylation d’AKT. De plus, seul le collagène augmentait la
phosphorylation d’ERK. Ces résultats suggèrent que la coopération fonctionnelle entre
l’intégrine α2β1 et l’IL-7R implique l’interaction de nombreuses voies de signalisation.
35
Figure 5 : Rôle des voies de signalisation JAK/STAT et MAPK/ERK dans la coopération fonctionnelle de
l’intégrine α2β1 et de l’IL-7R.
(A) Les inhibiteurs de JAK, PI3K/AKT et MAPK/ERK annulent l’augmentation de la production d’IL-17 induite par l’IL7 et le collagène. Les lymphocytes humains polarisés Th17 furent pré-incubés pendant 1h avec ou sans le pan-JAK, la
wortmanin ou le PD98059. Les cellules furent ensuite laissées non traitées (NT) ou stimulées sur une matrice de collagène
(Col), avec de l’IL-7 soluble ou en présence de collagène et d’IL-7 (IL-7+Col) pendant douze heures. Dans tous les cas,
les cellules étaient en présence de Brefeldin A. Les cellules productrices d’IL-17 furent mesurées à l’aide d’un marquage
intracellulaire et par cytométrie de flux. Les valeurs moyennes +/- ESM proviennent de cinq expériences différentes
(n=5). * p < 0.05 lorsque comparé aux valeurs des cellules contrôles sans inhibiteurs. (B) L’IL-7 et le collagène induisent
l’activation de STAT5 (p-STAT5), AKT (p-AKT) et ERK (p-ERK). Les lymphocytes Th17 furent stimulés tel qu’indiqué
pendant 60 minutes. Les cellules furent ensuite lavées puis lysées à l’aide d’un tampon RIPA. L’activation de STAT-5,
AKT et ERK fut déterminée par immunobuvardage à l’aide d’anticorps spécifiques aux formes phosphorylées de ces
36
protéines. Un deuxième sondage fut ensuite effectué avec des anticorps anti-β-actine, anti-AKT et anti-ERK2, tel
qu’indiqué, pour assurer un chargement égal des puits. Les nombres indiqués sur chaque bande représentent l’analyse de
densitométrie. Ils expriment la proportion de l’augmentation entre le p-STAT5 total et la β-actine, p-AKT et AKT total et
p-ERK et ERK2. Les immunobuvardages présentés sont représentatifs de trois expériences indépendantes.
37
Chapitre IV : Discussion
Les lymphocytes Th17 sont bien connus pour leur rôle dans de nombreuses pathologies
auto-inflammatoires, tels que le psoriasis et l’arthrite rhumatoïde. Or, les mécanismes
régissant leur activation et la production d’IL-17 sont encore mal compris. Certaines études
indiquent qu’en milieu inflammatoire chronique, la signalisation du TCR est défectueuse. Il
est donc primordial d’investiguer d’autres voies possibles afin de comprendre comment les
lymphocytes Th17 s’activent.
Nous avons démontré que l’intégrine α2β1 et l’IL-7R sont coexprimés sur les lymphocytes
Th17 humains (Figure 1). Les lymphocytes Th17 utilisés dans cette étude ont un phénotype
mémoire (CD45RA-CD45RO+), connu pour exprimer un haut niveau d’IL-7R. De plus,
l’intégrine α2β1 est associée aux cellules effectrices et aux cellules mémoires, mais pas aux
lymphocytes T naïfs [110, 150]. L’expression de l’intégrine α2β1 et l’IL-7R sur les
lymphocytes Th17 humains de cinq donneurs différents correspond donc au profil
d’expression des lymphocytes mémoires dans la littérature.
La liaison de chacun ces deux récepteurs avec leur ligand induit la production d’IL-17 et
l’activation simultanée de l’intégrine α2β1 et de l’IL-7R mène à une augmentation additive
de la production d’IL-17 (Figure 2). Ces résultats démontrent que les lymphocytes Th17
humains peuvent être activés autrement que par la liaison du TCR à l’antigène.
La fibronectine est une protéine importante de la matrice extracellulaire. Elle est capable
d’augmenter faiblement la production d’IFN-γ chez des lymphocytes CD8+ d’abord activé
par le CD3 [151]. Nos résultats indiquent toutefois que la fibronectine ne stimule pas les
fonctions des Th17 (Figure 3). En effet, elle fut incapable d’induire la production d’IL-17,
ou d’augmenter celle induite par l’IL-7. Le collagène serait donc la matrice la plus
importante dans les fonctions du Th17 par le biais de sa liaison avec l’intégrine α2β1.
Afin de mieux expliquer la coopération fonctionnelle entre ces deux récepteurs, nous avons
investigué les voies de signalisation nécessaires à l’induction de l’IL-17 par l’intégrine
α2β1 et l’IL-7R. Les expériences de signalisation ont démontré que l’activation des
lymphocytes Th17 reposait sur plusieurs voies de signalisation dont les interactions
convergent pour augmenter la production d’IL-17. L’induction de l’IL-17 par l’IL-7 dépend
des kinases JAK et de la voie de PI3K/AKT (Figure 5). La signalisation de l’intégrine α2β1
passe plutôt par les MAPK/ERK (Figure 5) et contribue potentiellement à l’effet de l’IL-7
en réduisant la phosphorylation de STAT5, qui peut être un régulateur négatif de l’IL-17
[137]. (Schéma 3) La fibronectine est incapable d’activer la voie des MAPK/ERK de façon
soutenue [142], ce qui explique pourquoi l’intégrine α2β1 mais pas la fibronectine pouvait
augmenter la production d’IL-17.
Schéma 5 : Modèle de signalisation dans la coopération fonctionnelle entre l’intégrine α2β1 et l’IL-7R.
Certaines études ont montré que des inhibiteurs de MAPK/ERK freinaient le
développement des Th17 et atténuaient les colites [152] et l’EAE [153], ce qui vient
39
appuyer l’implication de MAPK/ERK dans la signalisation. La voie de PI3K/AKT a, quant
à elle, déjà été associée avec le développement des Th17 [154] et l’expression de l’IL-17
dans des lymphocytes T mémoires CCR6+ [155]. Les voies de MAPK/ERK et de
PI3K/AKT pourraient donc devenir de bonnes cibles thérapeutiques pour diminuer la
production d’IL-17 dans des maladies inflammatoires chroniques telle que l’arthrite
rhumatoïde.
La coopération fonctionnelle entre l’intégrine α2β1 et l’IL-7R pourrait également provenir
d’une augmentation de l’adhésion au collagène suite à la stimulation par l’IL-7 des cellules.
Des études précédentes ont d’ailleurs déjà démontré que l’IL-7 peut augmenter l’adhésion
des lymphocytes T à la MEC [156] et que, lors d’un sepsis, l’IL-7 améliore également leur
adhésion à l’endothélium via LFA-1 [157]. Il serait donc important d’étudier la possibilité
que l’IL-7 augmente l’adhésion des Th17 au collagène.
La capacité de l’intégrine α2β1 et de l’IL-7R à augmenter la production d’IL-17 suggère
que ces récepteurs peuvent également moduler la production d’autres cytokines. Les Th17
peuvent également produire de l’IFN-γ [51] et la cytokine ostéoclastogénique RANKL
[68]. Il a d’ailleurs déjà été démontré que l’intrégine α2β1 pouvait augmenter la production
d’IFN-γ dépendante du TCR [10]. Nous avons aussi établi que l’activation de l’intégrine
α2β1 et l’IL-7R augmentaient la production d’IFN-γ par les Th17, et ce de manière
synergique (Figure 4). Cela suggère que la coopération entre l’intégrine α2β1 et l’IL-7R
n’est pas spécifique qu’au Th17, mais peut se retrouver également dans les Th1, qui sont
également connus pour être impliqués dans les maladies inflammatoires.
De plus, nous n’avons pas exploré dans le cadre de cette étude les synergies potentielles
entre l’IL-7R et l’intégrine α2β1 sur d’autres fonctions ou voies d’activation des Th17,
telles que celles des facteurs de croissance. En effet, nous savons déjà que les intégrines
coopèrent avec ces derniers pour maintenir les cellules en vie [121]. L’IL-7R étant
également impliqué dans la survie des cellules, rien n’exclut une coopération entre ce
récepteur et les intégrines dans l’activation des voies de stimulation en aval des facteurs de
croissance.
40
Nous avons déjà démontré que le blocage de l’intégrine α2β1 réduisait le développement de
l’arthrite induite par le collagène chez les souris, et ce en inhibant les fonctions des Th17
[150]. De plus, des anticorps bloquant l’IL-7 ou son récepteur diminuent le développement
de l’arthrite dans des modèles murins [105, 106]. Les résultats in vitro de cette étude se
traduisent également dans un modèle in vivo et font partie d’une publication. En effet, le
blocage de l’intégrine α2β1 diminue la capacité de l’IL-7 à induire la perte osseuse chez la
souris en bloquant la production de l’IL-17 [158].
Approfondir les mécanismes par lesquels l’intégrine α2β1 et l’IL-7R activent les Th17 dans
un contexte de maladie inflammatoire chronique permettrait de mieux comprendre le rôle
critique de ces récepteurs dans la phase effectrice de ces lymphocytes et leur contribution à
la pathogénie de la maladie. Ces connaissances pourraient mener au développement de
nouvelles avenues thérapeutiques.
41
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