Immunodéficience, Lymphocytes T, Prolifération, CTPS1, Signalisation du TCR, Voie de signalisation JAK/STAT

Les lymphocytes T jouent un rôle crucial dans l'immunité adaptative, orchestrant les réponses immunitaires contre les infections et les tumeurs. Leur activation et leur prolifération demandent des ajustements métaboliques importants, en particulier dans la synthèse des nucléotides. L'enzyme CTP Synthase 1 (CTPS1) est un acteur clé de la voie de synthèse de novo de la cytidine triphosphate (CTP), un précurseur nécessaire au métabolisme de l'ADN et de l'ARN. Ce nucléotide, en concentration limitante dans la cellule, est essentiel pour la prolifération massive des lymphocytes T (LT) après reconnaissance d'un pathogène. De ce fait, l'augmentation de l'expression CTPS1 associée à une stimulation antigénique, est cruciale pour soutenir l'expansion des LT activés. Ce projet vise à comprendre les facteurs et voies de régulation qui gouvernent l'expression de CTPS1 dans les lymphocytes T après l'activation de leurs récepteurs spécifiques (TCR). L'utilisation d'inhibiteurs chimiques et de cellules déficientes pour des acteurs clés de la signalisation TCR ont indiqué que les kinases proximales telles que SRC, JAK et MAP sont nécessaires à l'augmentation de l'expression de CTPS1 après activation du TCR. Ensuite, une analyse in silico du promoteur de CTPS1 a identifié des sites de liaison putatifs pour des facteurs de transcription (TFs), notamment STAT5a/b et TCF3 (E2A), qui sont des effecteurs terminaux des voies JAK/STAT et MAPK respectivement. La délétion du site de fixation de E2A par mutagénèse dirigée induit une augmentation de l'activité du promoteur de CTPS1. De plus, des expériences de retard sur gel ont confirmé la liaison spécifique de STAT5a/b et E2A au promoteur de CTPS1. La voie JAK/STAT est généralement associée à la transduction du signal et aux fonctions des récepteurs des facteurs de croissance et des cytokines. De façon surprenante, une phosphorylation précoce de la kinase JAK2 et du facteur de transcription STAT5 a été observée après stimulation antigénique, indépendante de l'action des cytokines. Une analyse par immunoprécipitation de JAK2 suivie de spectrométrie de masse n'a pas révélé d'interactions directes entre JAK2 et les composants clés de la signalisation du TCR dans les cellules T primaires murines. Cependant, les lignées cellulaires déficientes pour les kinases proximales associées au TCR, LCK et ZAP-70, ont montré une diminution de la phosphorylation de JAK2 lors de l'activation du TCR. Cela suggère que la phosphorylation et l'activation de JAK2 sous le TCR sont dépendantes de LCK et ZAP-70. L'inactivation conditionnelle de JAK2 ou de STAT5 dans les cellules T murines ou l'inactivation via la technologie CRISPR Cas9 dans les cellules T humaines, a entraîné une diminution de l'expression de CTPS1 dans les lymphocytes T activés. De plus, les cellules T de souris déficiente pour JAK2 présentent un défaut de prolifération qui peut être compensé par l'ajout de cytidine dans le milieu de culture. Ces données démontrent que JAK2 et STAT5 sont requis pour l'expression de CTPS1 après activation du TCR. Enfin, nous avons identifié deux variants hétérozygotes germinaux sur STAT5B chez des patients présentant des manifestations poly-auto-immunes. Ces variants, situés dans le domaine de liaison à l'ADN de STAT5, permettent une fixation plus importante sur les séquences consensus reconnues, indiquant un gain de fonction. Chez un patient testé, une augmentation de l'expression de CTPS1 et de la prolifération des lymphocytes a été observée après stimulation du TCR. Ce travail a permis de mettre en évidence le rôle des protéines JAK2 et STAT5 liées à l'activation du TCR et du métabolisme des nucléotides pyrimidines. Cette nouvelle voie JAK2/STAT5/CTPS1 pourrait être une cible thérapeutique potentielle dans le but de moduler la prolifération lymphocytaire anormale associée aux maladies auto-immunes et inflammatoires.