Host genetic control of innate lymphoid cells diversity in the Collaborative Cross
Régulation génétique de la diversité des cellules lymphoïdes innées dans le Collaborative Cross
par Magali DUPONT sous la direction de Christian VOSSHENRICH
Thèse de doctorat en Immunologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le mardi 03 novembre 2020 à Université Paris Cité

Sujets
  • Cellules tueuses naturelles
  • Immunité innée
  • immunologie
  • Locus de caractère quantitatif
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Mots clés
Cellules Lymphoïdes Innées, Collaborative Cross, Analyse QTL (Quantitative Trait Locus)
Resumé
La famille des cellules lymphoïdes innées (Innate Lymphoid Cells - ILC) comprend quatre types de cellules effectrices innées : les cellules Natural Killer (NK) cytotoxiques, les ILC1 productrices d'IFNg, les ILC2 productrices d'IL-5 et IL-13, et les ILC3 productrices d'IL-17 et d'IL-22. Les ILC sont capables d'exercer leurs fonctions rapidement après activation, et notamment de sécréter de grandes quantités de cytokines, ce qui leur confère un rôle important dans divers processus immunologiques, allant de l'immunosurveillance des tumeurs à l'homéostasie et la cicatrisation des tissus. La variation de nombreux paramètres immunitaires, y compris des paramètres liés aux ILC, est couramment observée dans les cohortes humaines d'individus sains, cependant il existe peu de modèles murins récapitulant fidèlement l'étendue de la diversité du système immunitaire humain. Le Collaborative Cross (CC) représente une collection de lignées consanguines recombinantes de souris, générées à partir du croisement de 5 lignées classiques de laboratoire (A/J, C57BL/6J, 129S1/SvImJ, NOD/ShiLtJ, and NZO/HlLtJ) et de trois lignées dérivées de souris sauvages (CAST/EiJ, PWK/PhJ and WSB/EiJ). Le CC présente ainsi une très grande diversité génétique, proche de celle observée chez l'Homme, tout en gardant les avantages des lignées consanguines. J'ai donc réalisé une caractérisation précise du phénotype et des capacités fonctionnelles des cellules NK et des ILC dans le CC. En utilisant la technique de la cytométrie en flux multiparamétrique, j'ai mesuré le nombre absolu des ILC et analysé leur phénotype en évaluant l'expression de marqueurs de surface et de facteurs de transcription, dans cinq organes (poumons, foie, intestin grêle, rate et ganglions lymphatiques mésentériques) dans 32 lignées CC. Mes résultats révèlent une très grande variation du phénotype et de l'abondance des ILC à travers toutes les lignées que j'ai pu analyser. Des expériences in vitro de sécrétion de cytokines ainsi que des expériences in vivo de rejet de cellules tumorales ont également démontré que cette variation était aussi présente au niveau de l'activité fonctionnelle des ILC, suggérant l'existence d'une régulation différentielle de leurs fonctions effectrices à travers les lignées CC. L'ampleur de cette variation est hautement similaire à celle observée dans les cohortes humaines d'individus sains, soulignant la pertinence du CC pour modéliser la variation du système immunitaire humain. De plus, cette investigation du profil phénotypique et fonctionnel des cellules NK et des ILC a permis d'identifier des lignées présentant des profils très particuliers et inédits, générant ainsi de nouvelles questions sur le phénotype et l'activité fonctionnelle des ILC tout en amenant à reconsidérer l'utilisation de la lignée de référence C57BL/6 comme modèle universel de la biologie des ILC. En me basant sur cette diversité génétique et phénotypique, j'ai cherché à identifier les facteurs génétiques à l'origine de la variation des paramètres liés aux ILC que j'ai pu observer. Pour cela, j'ai dans un premier temps employé une approche de cartographie de loci de caractères quantitatifs (ou QTL pour Quantitative Trait Locus/Loci), qui permet de révéler une association statistiquement significative entre un segment génomique et la variation d'un paramètre d'intérêt. Ces analyses ont permis d'identifier quatre QTL statistiquement significatifs différents. J'ai ensuite réalisé une analyse d'association pangénomique (ou GWAS pour genome wide association study) qui m'a permis d'identifier des variants génétiques statistiquement significatifs ainsi que les gènes auxquels ils sont associés, qui pourraient potentiellement réguler ces paramètres liés aux ILC. La validation de ces gènes candidats pourrait permettre de mieux comprendre la régulation génétique des ILC et de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques afin de cibler les ILC dans divers contextes pathologiques.