Rôle de l'interferon regulatory factor 5 (IRF-5) dans les lymphocytes T

Fabié, Aymeric (2018). Rôle de l'interferon regulatory factor 5 (IRF-5) dans les lymphocytes T Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en immunologie et virologie, 204 p.

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Résumé

lnterferon Regulatory Factor 5 (IRF -5) est un facteur de transcription connu pour être impliqué dans la réponse immunitaire antivirale, induisant notamment l'expression de gènes cibles tels que l'interféron de type 1 et d'autres cytokines pro-inflammatoires dont IL-6, IL-12 et TNF. La cascade d'activation d'IRF-5 est induite principalement par deux voies, soit par l'activation de la voie du TLR7/TLR9, soit directement par l'interféron de type 1, qui vont entrainer sa dimérisation puis sa translocation au niveau du noyau. Ces observations ont été faites essentiellement dans les macrophages, les cellules dendritiques et les lymphocytes B. Mais nous avons récemment mis en lumière dans le laboratoire que les lymphocytes T sont eux aussi capables d'exprimer des ARNm d'IRF-5. Cependant, son rôle dans les lymphocytes Test encore inconnu.

Pour étudier son expression et son rôle nous avons utilisé le modèle d'infection par le parasite L. donovani, pour étudier la réponse des lymphocytes T CD4 et le modèle d'infection par le virus de la vaccine pour étudier la réponse des lymphocytes T CD8 . Le parasite L. donovani va infecter principalement le foie et la rate , menant à une réponse de type Th1 . Dans la rate, l'infection va s'établir et devenir chronique alors que dans le foie , l'infection va se résoudre. Nous avons pu observer dans la rate une augmentation de l'expression d'IRF-5 par qPCR et par FACS durant la phase chronique dans les lymphocytes T CD4, ainsi qu'une translocation nucléaire accrue, en particulier dans ceux produisant de l'interféron gamma (IFNy). Pour comprendre son rôle, nous avons généré des lignées de souris déficientes pour IRF-5 uniquement dans les lymphocytes T à l'aide du système Cre-lox. Une fois infectees, nous avons observé une augmentation de la fréquence des lymphocytes T CD4 produisant de l'IFNy durant la phase chronique dans les souris déficientes, ainsi qu'une diminution de la charge parasitaire. Puisqu'IRF-5 peut être activé par la voie du TLR7 ou par l'interféron de type 1, nous avons effectué un transfert adoptif de lymphocyte T CD4 déficients soit pour TLR7, soit pour le récepteur à l'interféron de type 1, pu is nous avons infecté les souris avec L. donovani pour déterminer quelle voie est impliquée. Nous avons vu que seul le défaut en TLR7 empêche l'expression d'IRF-5, et induit également une augmentation de la fréquence des lymphocytes T CD4 produisant de l'IFNy. Finalement, nous avons cherché à savoir quels pourraient être les gènes cibles d'IRF-5, et nous avons trouvé que le Oeath Receptor 5 (OR5) est induit par IRF-5 de façon TLR7 dépendante, sensibilisant les cellules à l'apoptose. Nous avons par ailleurs montré que l'activation de la voie du TLR7 n'est pas due à la détection de particules parasitaires par les lymphocytes T, mais plutôt à la détection de matériel provenant de cellules apoptotiques. Cela nous a amené à penser que ce mécanisme pourrait être un mécanisme général induit par la destruction tissulaire que l'on retrouve durant les maladies chroniques, qui permettrait de protéger les tissus d'une réponse inflammatoire excessive.

Nous avons utilisé le modèle d'infection par le virus de la vaccine pour pouvoir étudier IRF-5 dans les lymphocytes T CD8 . À ce jour, nous avons montré que les lymphocytes T CD8 expriment IRF-5 durant une infection par le virus de la vaccine. De manière surprenante , la déficience d'IRF-5 dans les lymphocytes T entraine un défaut dans le développement de réponse T CD8 ce qui se traduit par un défaut d'expansion et de différentiation en cellules effectrices. Pour étudier plus spécifiquement les effets intrinsèques d'IRF-5 dans les lymphocytes T CD8 , nous avons mis en place un système de shRNA fonctionnel, qui nous permet d'en diminuer l'expression. D'autres expériences complémentaires sont nécessaires pour caractériser plus amplement les effets d'IRF-5 dans les lymphocytes T CD4.

IRF-5 semble avoir des effets opposés lorsque l'on considère son rôle dans les lymphocytes T CD4 ou dans les lymphocytes T CD8 . Néanmoins, IRF-5 est un facteur de transcription qui joue un rôle fondamental dans ces deux populations et dans le bon fonctionnement de la réponse immunitaire en général. Il est nécessaire dans les lymphocytes T CD4 afin de limiter les dommages tissulaires induit par l'inflammation chronique en sensibilisant les cellules effectrices à l'apoptose. Tandis que dans les lymphocytes T CD8 , il va permettre le développement d'une réponse rapide et efficace face à un pathogène.

lnterferon Regulatory Factor 5 (IRF-5) is a transcription factor known to be involved in the antiviral immune response , inducing the expression of target genes such as type 1 interferon and other pro-inflammatory cytokines such as IL -6, IL-12, and TNF. IRF-5 is mainly activated of TLR7/TLR9 or directly by type 1 interferon, which cause its dimerization and translocation to the nucleus. These observations have been made mainly in macrophages, dendritic cells and B cells . lnterestingly, our laboratory recently discovered that T cells express IRF-5. However, its role in those cells remained unknown .

ln this work, we used the L. donovani and vaccinia virus infection models to study the role of IRF-5 in CD4 and CD8 T cell responses, respectively. The L. donovani parasite will mainly infect the liver and spleen, leading to a Th1 response. ln the spleen, the infection becomes chronic while in the liver, the infection will resolve. During the chronic phase of infection, we observed an increase in IRF-5 in the spleen, as well as increased nuclear translocation in interferon gamma (IFNy)-producing CD4 T cells. To understand its function , we used the Cre-lox system to generate T cell-specific knockouts of IRF-5 in mice. During the chronic phase of infection, IRF-5 deficient mice exhibited an increase in the frequency of IFNy-producing CD4 T cells, and a reduced parasite load . To determine the signalling pathway is involved , we carried out an adoptive transfer of CD4 T cells deficient in TLR7 or the type 1 interferon receptor, then infected with L. donovani. We observed that only the TLR7 deficiency prevents the expression of IRF-5, and also induces an increase in the frequency of CD4 T cells producing IFNy. Finally, we sought to find the target genes for IRF-5 and found that the Death Receptor (DR5) is induced by IRF-5 in a TLR7-dependent manner. lndeed, DR5 sensitizes the cells to apoptosis. We showed that activation of the TLR7 pathway is not due to the detection of parasitic particles by T cells, but rather by the detection of apoptotic cell material. This led us to hypothesize that this phenomenon could be a general mechanism induced by tissue disruption found during chronic diseases, which could thereby protect tissues from an excessive inflammatory response.

We used the vaccinia virus model to study IRF-5 in CD8 T cells. To date, we have shown that CD8 T cells express IRF-5 during vaccinia virus infection. Surprisingly, the deficiency of IRF-5 in T lymphocytes causes a defect in the development of CD8 T response that decreases the expansion and differentiation of effector cells . To specifically study the intrinsic effects of IRF-5 in CD8 T cells, we used shRNA to reduce its expression . Additional experiments are needed to fully characterize the effects of IRF-5 in CDS T cells.

ln sum, IRF-5 appears to have opposite effects in CD4 and in CD8 T cells. Nevertheless, IRF-5 is a transcription factor that plays a fundamental raie in these two populations and in the immune response in general. IRF-5 is necessary for CD4 T cells to limit tissue damage induced by chronic inflammation by sensitizing effector cells to apoptosis. ln CD8 T cells, IRF-5 allows the development of a fast and effective response against a pathogen .

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Stager, Simona
Mots-clés libres:	Lymphocytes T ; IRF-5 ; TLR7 ; DR5 ; mort cellulaire ; Leishmania ; infection chronique ; SLEC ; différentiation ; shRNA ; virus de la vaccinie; T cell; cell death ; chronic infection ; differentiation
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	06 nov. 2024 15:07
Dernière modification:	06 nov. 2024 15:07
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/15919

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