REGULATION FONCTIONNELLE DES CELLULES NATURAL KILLER PAR LE RECEPTEUR ACTIVATEUR NKP46

Les cellules NK sont impliquées dans la lutte contre divers pathogènes intracellulaireset dans les réponses immunitaires antitumorales. NKp46 est un récepteur activateur exprimépar toutes les cellules NK chez tous les mammifères.La première partie de ce travail est consacrée à l’analyse d’une nouvelle sourisNKp46iCre générée par une approche de Knock-In qui cible sélectivement les cellules NKp46+.Ces souris sont fertiles et ne présentent aucun défaut apparent au niveau du développementdes cellules hématopoïétiques. Il n’y a pas de défaut de maturation ni de fonctionnalité descellules NK NKp46+ dans les souris NKp46iCre hormis une diminution du nombre derécepteurs NKp46 exprimés à la surface des cellules NK. Le croisement de ces souris avec lessouris reportrices rosa26-LSL-eYFP et rosa26-LSL-DTR nous a permis de montrer laspécificité de l’expression de l’iCre dans les cellules NKp46+. Grâce au traçage génétique invivo des cellules NKp46+, nous avons revisité le développement des cellules NK et nousproposons un nouveau modèle de différenciation des cellules NK qui prend nouvellement encompte l’apparition des marqueurs NKp46 et CD16. En résumé, nos résultats définissent lessouris NKp46iCre comme le premier modèle murin de mutagénèse conditionnelle spécifiquedans les cellules NKp46+. Ce modèle permettra la génération de nouveaux outils d’étude de laréponse immunitaire innée grâce à des croisements avec des souris possédant des gènesflanqués de sites LoxP.La seconde partie de ce mémoire a consisté à caractériser les mécanismes derégulation de l’activation des cellules NK à partir d’une souris générée par mutagénèsealéatoire. Nous avons identifié une souris mutante, appelée Noé ou Ncr1Noé/Noé, chez laquelleles cellules NK sont plus réactives face à des cellules tumorales in vitro et protègent mieux lessouris lors d’infections virales. Le séquençage complet du génome de la souris Ncr1Noé/Noé arévélé une mutation dans le gène codant pour le récepteur NKp46 et cette mutation prévientl’expression de NKp46 à la surface des cellules NK. Nous avons ensuite montré quel’engagement de NKp46 par ses ligands endogènes permet de calibrer le seuil de réactivitédes cellules NK et cette régulation s’opère par l'intermédiaire de la diminution de l’expressiondu facteur de transcription Hélios. Nous avons ensuite mis en évidence que la régulation del’activité des cellules NK via l’engagement de NKp46 est cruciale pour le développementultérieur de la réponse adaptative antimicrobienne. Enfin, nous avons montré que l’on pouvaitprogrammer des cellules NK hyper-réactives in vivo via l’injection d’anticorps bloquant anti-NKp46. En résumé, nos résultats révèlent un rôle majeur et insoupçonné du récepteuractivateur NKp46 dans la calibration de la réactivité fonctionnelle des cellules NK et ouvrentla voie pour la conception de nouveaux traitements thérapeutiques anti-cancéreux

REGULATION FONCTIONNELLE DES CELLULES NATURAL KILLER PAR LE RECEPTEUR ACTIVATEUR NKP46

Les cellules NK sont impliquées dans la lutte contre divers pathogènes intracellulaireset dans les réponses immunitaires antitumorales. NKp46 est un récepteur activateur exprimépar toutes les cellules NK chez tous les mammifères.La première partie de ce travail est consacrée à l’analyse d’une nouvelle sourisNKp46iCre générée par une approche de Knock-In qui cible sélectivement les cellules NKp46+.Ces souris sont fertiles et ne présentent aucun défaut apparent au niveau du développementdes cellules hématopoïétiques. Il n’y a pas de défaut de maturation ni de fonctionnalité descellules NK NKp46+ dans les souris NKp46iCre hormis une diminution du nombre derécepteurs NKp46 exprimés à la surface des cellules NK. Le croisement de ces souris avec lessouris reportrices rosa26-LSL-eYFP et rosa26-LSL-DTR nous a permis de montrer laspécificité de l’expression de l’iCre dans les cellules NKp46+. Grâce au traçage génétique invivo des cellules NKp46+, nous avons revisité le développement des cellules NK et nousproposons un nouveau modèle de différenciation des cellules NK qui prend nouvellement encompte l’apparition des marqueurs NKp46 et CD16. En résumé, nos résultats définissent lessouris NKp46iCre comme le premier modèle murin de mutagénèse conditionnelle spécifiquedans les cellules NKp46+. Ce modèle permettra la génération de nouveaux outils d’étude de laréponse immunitaire innée grâce à des croisements avec des souris possédant des gènesflanqués de sites LoxP.La seconde partie de ce mémoire a consisté à caractériser les mécanismes derégulation de l’activation des cellules NK à partir d’une souris générée par mutagénèsealéatoire. Nous avons identifié une souris mutante, appelée Noé ou Ncr1Noé/Noé, chez laquelleles cellules NK sont plus réactives face à des cellules tumorales in vitro et protègent mieux lessouris lors d’infections virales. Le séquençage complet du génome de la souris Ncr1Noé/Noé arévélé une mutation dans le gène codant pour le récepteur NKp46 et cette mutation prévientl’expression de NKp46 à la surface des cellules NK. Nous avons ensuite montré quel’engagement de NKp46 par ses ligands endogènes permet de calibrer le seuil de réactivitédes cellules NK et cette régulation s’opère par l'intermédiaire de la diminution de l’expressiondu facteur de transcription Hélios. Nous avons ensuite mis en évidence que la régulation del’activité des cellules NK via l’engagement de NKp46 est cruciale pour le développementultérieur de la réponse adaptative antimicrobienne. Enfin, nous avons montré que l’on pouvaitprogrammer des cellules NK hyper-réactives in vivo via l’injection d’anticorps bloquant anti-NKp46. En résumé, nos résultats révèlent un rôle majeur et insoupçonné du récepteuractivateur NKp46 dans la calibration de la réactivité fonctionnelle des cellules NK et ouvrentla voie pour la conception de nouveaux traitements thérapeutiques anti-cancéreux

Lessons from NK Cell Deficiencies in the Mouse

International audienceSince their discovery in the late 1970s, in vivo studies on mouse natural killer (NK) cell almost entirely relied on the use of depleting antibodies and were associated with significant limitations. More recently, large-scale gene-expression analyses allowed the identification of NKp46 as one of the best markers of NK cells across mammalian species. Since then, NKp46 has been shown to be expressed on other subsets of innate lymphoid cells (ILCs) such as the closely related ILC1 and the mucosa-associated NCR+ ILC3. Based on this marker, several mouse models specifically targeting NKp46-expressing cell have recently been produced. Here, we review recent advances in the generation of models of deficiency in NKp46-expressing cells and their use to address the role of NK cells in immunity, notably on the regulation of adaptive immune responses

Type 1 Innate Lymphoid Cells Limit the Antitumoral Immune Response

International audienceNatural killer (NK) cells are known to be able to kill established tumor cell lines, but important caveats remain regarding their roles in the detection and elimination of developing primary tumors. Using a genetic model of selective ILC1 and NK cell deficiency, we showed that these cells were dispensable for tumor immunosurveillance and immunoediting in the MCA-induced carcinogenesis model. However, we were able to generate primary cell lines derived from MCA-induced tumors with graded sensitivity to NK1.1 + cells (including NK cells and ILC1). This differential sensitivity was associated neither with a modulation of intratumoral NK cell frequency, nor the capacity of tumor cells to activate NK cells. Instead, ILC1 infiltration into the tumor was found to be a critical determinant of NK1.1 + cell-dependent tumor growth. Finally, bulk tumor RNAseq analysis identified a gene expression signature associated with tumor sensitivity to NK1.1 + cells. ILC1 therefore appear to play an active role in inhibiting the antitumoral immune response, prompting to evaluate the differential tumor infiltration of ILC1 and NK cells in patients to optimize the harnessing of immunity in cancer therapies

Confinement of activating receptors at the plasma membrane controls natural killer cell tolerance.

International audienceNatural killer (NK) cell tolerance to self is partly ensured by major histocompatibility complex (MHC) class I-specific inhibitory receptors on NK cells, which dampen their reactivity when engaged. However, NK cells that do not detect self MHC class I are not autoreactive. We used dynamic fluorescence correlation spectroscopy to show that MHC class I-independent NK cell tolerance in mice was associated with the presence of hyporesponsive NK cells in which both activating and inhibitory receptors were confined in an actin meshwork at the plasma membrane. In contrast, the recognition of self MHC class I by inhibitory receptors "educated" NK cells to become fully reactive, and activating NK cell receptors became dynamically compartmentalized in membrane nanodomains. We propose that the confinement of activating receptors at the plasma membrane is pivotal to ensuring the self-tolerance of NK cells

Complement factor P is a ligand for the natural killer cell-activating receptor NKp46

International audienceInnate lymphoid cells (ILCs) are involved in immune responses to microbes and various stressed cells, such as tumor cells. They include group 1 [such as natural killer (NK) cells and ILC1], group 2, and group 3 ILCs. Besides their capacity to respond to cytokines, ILCs detect their targets through a series of cell surface-activating receptors recognizing microbial and nonmicrobial ligands. The nature of some of these ligands remains unclear, limiting our understanding of ILC biology. We focused on NKp46, which is highly conserved in mammals and expressed by all mature NK cells and subsets of ILC1 and ILC3. We show here that NKp46 binds to a soluble plasma glycoprotein, the complement factor P (CFP; properdin), the only known positive regulator of the alternative complement pathway. Consistent with the selective predisposition of patients lacking CFP to lethal Neisseria meningitidis (Nm) infections, NKp46 and group 1 ILCs bearing this receptor were found to be required for mice to survive Nm infection. Moreover, the beneficial effects of CFP treatment for Nm infection were dependent on NKp46 and group 1 NKp46(+)ILCs. Thus, group 1 NKp46(+)ILCs interact with the complement pathway, via NKp46, revealing a cross-talk between two partners of innate immunity in the response to an invasive bacterial infection

The metabolic checkpoint kinase mTOR is essential for IL-15 signaling during the development and activation of NK cells

International audienceInterleukin 15 (IL-15) controls both the homeostasis and the peripheral activation of natural killer (NK) cells. The molecular basis for this duality of action remains unknown. Here we found that the metabolic checkpoint kinase mTOR was activated and boosted bioenergetic metabolism after exposure of NK cells to high concentrations of IL-15, whereas low doses of IL-15 triggered only phosphorylation of the transcription factor STAT5. mTOR stimulated the growth and nutrient uptake of NK cells and positively fed back on the receptor for IL-15. This process was essential for sustaining NK cell proliferation during development and the acquisition of cytolytic potential during inflammation or viral infection. The mTORC1 inhibitor rapamycin inhibited NK cell cytotoxicity both in mice and humans; this probably contributes to the immunosuppressive activity of this drug in different clinical settings

Intestinal CD103+ dendritic cells are key players in the innate immune control of [i]Cryptosporidium parvum[/i] infection in neonatal mice

International audienceCryptosporidium parvum is a zoonotic protozoan parasite found worldwide, that develops only in the gastrointestinal epithelium and causes profuse diarrhea. Using a mouse model of C. parvum infection, we demonstrated by conditional depletion of CD11c+ cells that these cells are essential for the control of the infection both in neonates and adults. Neonates are highly susceptible to C. parvum but the infection is self-limited, whereas adults are resistant unless immunocompromised. We investigated the contribution of DC to the age-dependent susceptibility to infection. We found that neonates presented a marked deficit in intestinal CD103+ DC during the first weeks of life, before weaning, due to weak production of chemokines by neonatal intestinal epithelial cells (IEC). Increasing the number of intestinal CD103+ DC in neonates by administering FLT3-L significantly reduced susceptibility to the infection. During infections in neonates, the clearance of the parasite was preceded by a rapid recruitment of CD103+ DC mediated by CXCR3-binding chemokines produced by IEC in response to IFN gamma. In addition to this key role in CD103+ DC recruitment, IFN gamma is known to inhibit intracellular parasite development. We demonstrated that during neonatal infection CD103+ DC produce IL-12 and IFN gamma in the lamina propria and the draining lymph nodes. Thus, CD103+ DC are key players in the innate immune control of C. parvum infection in the intestinal epithelium. The relative paucity of CD103+ DC in the neonatal intestine contributes to the high susceptibility to intestinal infection

Identity, regulation and in vivo function of gut NKp46(+)RORγt(+) and NKp46(+)RORγt(-) lymphoid cells.

The gut is a major barrier against microbes and encloses various innate lymphoid cells (ILCs), including two subsets expressing the natural cytotoxicity receptor NKp46. A subset of NKp46(+) cells expresses retinoic acid receptor-related orphan receptor γt (RORγt) and produces IL-22, like lymphoid tissue inducer (LTi) cells. Other NKp46(+) cells lack RORγt and produce IFN-γ, like conventional Natural Killer (cNK) cells. The identity, the regulation and the in vivo functions of gut NKp46(+) ILCs largely remain to be unravelled. Using pan-genomic profiling, we showed here that small intestine (SI) NKp46(+)RORγt(-) ILCs correspond to SI NK cells. Conversely, we identified a transcriptional programme conserved in fetal LTi cells and adult SI NKp46(+)RORγt(+) and NKp46(-)RORγt(+) ILCs. We also demonstrated that the IL-1β/IL-1R1/MyD88 pathway, but not the commensal flora, drove IL-22 production by NKp46(+)RORγt(+) ILCs. Finally, oral Listeria monocytogenes infection induced IFN-γ production in SI NK and IL-22 production in NKp46(+)RORγt(+) ILCs, but only IFN-γ contributed to control bacteria dissemination. NKp46(+) ILC heterogeneity is thus associated with subset-specific transcriptional programmes and effector functions that govern their implication in gut innate immunity