Cellules T regulatrices

1. Cellules T regulatrices Master

2. Historique • Fin des années 60 description des lymphocytes T “Helper” • Description des cellules T suppressives entre 1970 et 1980 : échec dans la purification d’un facteur suppressif spécifique • Regain d’intérêt pour les cellules T suppressives renommées T régulatrices Master

3. Problèmatique (1) Survenue de maladie automimmune implique une rupture de tolérance • Tolérance centrale : délétion clonale des cellules auto-réactives • Mais cellules échappent et on peut détecter en périphérie des cellules auto-réactives • Tolérance périphérique : hypothèse de cellules (régulatrices) qui supprimeraient l’activation et l’activité effectrices de cellules T auto-réactives Master

4. Problèmatique (2) • Suppression dépend d’une sous-population singulière de cellules T spécialisées OU • Supression est l’une des multiples fonctions de cellules T non-spécialisées Master

5. Des niveaux multiples d’immuno-régulation • Depuis 10 ans : Evidences que la suppression médiée par les cellules T joue un rôle critique dans la modulation des réponses immunes au soi et au non-soi • Mécanismes multiples (y-compris Treg) de down-regulation des réponses immunes efficaces à différents temps de la réponse, dans différents lieux et selon les circonstances inflammatoires Master

6. Nombreuses populations de cellules à activité suppressive • CD4+CD25+ : T regs naturelles/induites • Tr1 ou Th3 : T regs induites • CD8+CD28- • DN • NKT •  T Master

7. Cellules T regulatrices “naturelles” Master

8. Expérience fondatrice de l’existence de cellules T suppressives naturelles Atrophy de l’ovaire Thx D3 Thx D7 Pas de maladie Thx D3 + greffe thymus D7 Prévention maladie Thx D3 + greffe thymus D40 maladie Thx D3 + cellules thymus D7 + cellules from spleen or LN from adult mice Prévention Conclusion: Cellules dérivées du thymus suppriment la survenue de la maladie et se trouvent dans la rate à l’âge adulte Master

9. Démonstration de cellules T suppressives (années 90) : Sakaguchi et al Existence d’une population de CD4+ mineure (10%) qui co-exprime CD25+ et est cruciale pour le contrôle de l’autoréactivité in vivo Maladie autoimmune Nu/Nu CD4+CD25- Normale CD4+CD25- Prévention Nu/Nu Normale CD4+CD25+ Master

10. Les cellules T CD4+CD25+empêche le syndrome ThXD3 Atrophy de l’ovaire ThX D3 Prévention + spleen cells ThX D3 + spleen cells Déplétées en CD4+CD25+ ThX D3 Maladie + spleen cells Déplétées en CD4+CD25+ + reconstitution ThX D3 Prévention Master

11. T reg et réponse anti-tumorale Tumor cells Croissance Tumorale + déplétion de CD4+CD25+ Rejet de la tumeur + traitement Anti-CD25 Rejet de la tumeur Croissance Tumorale + CD4+CD25+ Déplétion et CD4+CD25+ Reconstitution Cellules CD4+CD25+ inhibent le développement de la réponse cytotoxique CD8+ et NK Master

12. CD25+ CD4+ TR cells inhibit the proliferative responses of other T cells in vitro T cells cultured Stimulus Proliferation +++ CD25-CD4+ a-CD3 + APC - CD25+CD4+ a-CD3 + APC + - a-CD3 + APC Master Shevach et. al.

13. immunosuppression in vitro par nTregs : résultats princeps • Suppression de la proliferation des CD4+CD25- activées par un anti-CD3 (via inhibition de la transcription de IL2) • Abrogation par addition d’IL-2 ou anti-CD28 et contact nécessaire Master

14. Un rôle pour CTLA-4 ?(1) Cytotoxic T lymphocyte-associated protein 4 • CTLA-4 (CD152) 45KDa exprimée sous la forme d’un homo-dimère. • 2 ligands naturels : CD80 et CD86 • CTLA-4 co-signal négatif ≠ CD28 co-signal positif sur les cellules T • exprimé seulement sur les CD4+CD25+ Master

15. Un rôle pour CTLA-4 ? (2) • Anti-CTLA4 dans les modèles murins • reverse suppression dans co-cultures CD4+CD25+ & CD4+CD25- • Abroge suppression in vivo dans un modèle de recto-colite hémorragique • CTLA-4 aussi exprimé sur des cellules activées • Pas reproduit avec des cellules humaines Master

16. Un rôle pour le TGF-? (1) • Anti-IL-4, IL-10 ou TGF- ne réverse pas la suppression • CD4+CD25+ de Souris IL4-/-, IL10-/- sont parfaitement suppressives in vitro • Cytokine exprimée à la membrane ? Hypothèse de TGF- latent lié à la membrane délivré directement au contact. Polyclonal anti- TGF- actif à forte dose • Rôle of TGF- reste controversé… Master

17. GITR (1) : • Membre de la superfamille du TNFR • Ligand = GITRL (GITR Ligand), molécule exprimées transitoiresment sur les Mono/Mph/DC et cellules B • CD4+CD25+ exprime GITR à l’homéostasie mais aussi T cells, DC and B cells après activation Master

18. GITR (2) • Cross-linking GITR + TCR sur CD4+CD25+ abolit la suppression • Mais Ac neutralisants anti-GITR sans effet sur la suppression • Injection anti-GITR dans modèle de maladie auto-immune sans effet • GITR : signal qui attenuerait la supression mais pas impliqué dans la supression elle-même Master

19. IL-2 Hypothetical mechanism: interaction with APCs Master

20. Marqueurs des cellules T régulatrices naturelles • CTLA-4 • GITR • CD25 • Mais sont aussi exprimées par des cellules activées • Plus récemment CD127 (IL7-R) mais régulé négativement lors de l’activation • CD103 (E7-Ecadherin) adhésion à l’épithélium intestinal (25%) des T regs Master

21. FoxP3 (1) • Souris Scurfy : maladie due à la prolifération de cellules CD4+T cells. (transfert des cellules chez des souris SCID = transfert la maladie) • Mutation dans gène FoxP3 (Forkhead box3) régulateur transcriptionnel. Mutant de perte de fonction • Chez l’homme: IPEX syndrome (Immune dysregulation polyendocrinopathy enteropathy X-linked syndrome) Master

22. Master

23. FoxP3 (2) • FoxP3 specifiquement transcrit dans les cellules CD4+ • Cellules T de souris Scurfy sont hyper-répondeuses à la stimulation par anti-CD3 • Cellules T de souris transgèniques qui sur-expriment FoxP3 sont hypo-répondeuses au TCR,prolifèrent peu et sécrètent très peu d’IL2 • Expression de FoxP3 dans des cellules Jurkat : inhibition de la transcription d’IL-2 sous stimulation par anti-CD3 • Recherche association entre Cellules FoxP3+ et T reg Master

24. FoxP3 (3) • FoxP3 trouvé specifiquement trouvé dans les CD4+CD25+ et pas induit après activation par le TCR (≠ des autres marqueurs) • Expression ectopique dans CD4+CD25- • Up-régule CD25, CTLA-4, GITR • Faible prolif et production d’IL2 après stimulation TCR • Supprime in vitro l’activité de cellules CD4+CD25- et contact nécessaire • In vivo: prévient le devpt de maladie autoimmune induite par transfert de CD4+CD25- chez des souris scid Master

25. FoxP3 (4) • Chez l’homme : CD4+CD25+ expriment aussi FoxP3 mais, à la différence de la souris FoxP3 peut être induit lors d’activation par anti-CD3 et anti-CD28. • Cellules FoxP3+ ont une activité suppressive in vitro et l’expression ectopique induit une activité suppressive • Interagit avec site de régulation en amont du site NFAT de l’IL2. Serait impliqué dans le remodelling de la chromatine. Master

26. Specificité des T regs • T reg ont un repertoire polyclonal • Intéraction de haute affinité avec des petides du soi conduirait à la différenciation en Treg tandis que des affinités plus intermédaires conduiraient à une délétion ? Maintenance dans la périphérie ?? • Biais pour la reconnaissance de certains peptides ??? Master

27. Naturally occurring CD25+ CD4+ TR cells: in vivo regulatory functions Inhibit a number of experimental autoimmune diseases in rodent models - gastritis, thyroiditis, diabetes, EAE Prevent IBD in murine models Mediate tolerance to allografts Impede anti-tumor immunity Suppress other T cell responses (CD4+ T and CD8+) Inhibit pathological immune responses mediated by innate or adaptive immune systems 7. Regulate responses against infectious agents Master

28. Cellules T régulatrices CD4+CD25+ “induites”: iTreg Master

29. iTreg • Generées ex-vivo à partir de CD4+CD25- dans des conditions suppressives • ex: IL-10, TGF-b, VitaminD3 + dexamethasone), en bloquant l’interaction CD40-CD40L, ou DC immatures • In vitro et ex-vivo : suppression dépendante de cytokines • Ne nécessite pas de co-signal via la voie CD28 • Pb de distinction in vivo ? Master

30. Diversité des cellules T régulatrices Master

31. Allergy = intolérance aux allergènes • Autoimmunity = intolérance au auto-antigènes • Rejet de greffe = intolérance au greffon • Infection chronique = défaut de neutralisation de l’agent infectieux à cause d’une tolérance • Cancer = réponse inappropriée anx antigènes tumoraux à cause d’une tolérance • Grossesse normale = tolérance efficace contre les antigènes paternels Master

32. Master

33. T reg in leishmania model Master