La dérive génétique : un outil pour identifier de nouveaux facteurs impliqués dans la pathogénie des maladies complexes tel le diabète auto-immun de la souris non obèse diabétique

Le diabète de type 1 est une maladie auto-immune complexe provoquée par une destruction progressive des cellules beta pancréatiques par des lymphocytes T. Cette maladie est polygénique et son développement est influencé par l'environnement. Le modèle de la souris NOD (non-obèse diabétique) présente de grandes similitudes avec la maladie humaine à la fois en termes de susceptibilité génétique, de mécanismes immunitaires impliqués dans la pathogénie, et d'une influence environnementale. Aussi, ce modèle est très largement utilisé pour étudier le diabète de type 1 et ses facteurs de susceptibilité. Plusieurs gènes et/ou régions génétiques ont été identifiés associés à la maladie, mais à l'exception du complexe majeur d'histocompatibilité, leur effet individuel et cumulé reste faible. Des facteurs environnementaux sont également connus pour influencer le développement de la maladie. Afin d'étudier l'influence de ces différents facteurs, des sous-lignées de souris NOD ont été dérivées dans des conditions sanitaires communes. Au cours de ce travail, nous avons caractérisé le phénotype d'animaux de deux sous-lignées présentant une incidence différente de la maladie. Regardant l'étude de la susceptibilité environnementale, une analyse du microbiote intestinal de souris des deux sous-lignées a été réalisée ainsi que diverses expériences de manipulation de la flore intestinale incluant des traitements antibiotiques et des transferts de flore fécale. En parallèle, une analyse génétique avancée a été réalisée. Un séquençage complet du génome d'animaux des deux sous-lignées a permis d'identifier des variants spécifiques de chacune des sous-lignées. Ensuite, des croisements sur deux générations ont été réalisés et une analyse de liaison sur des hybrides F2 a indiqué une association entre l'un des variants génétiques et un âge de début du diabète plus précoce. Des souris modifiées génétiquement de façon ciblée ont été générées en utilisant la technologie CRISPR/Cas9 pour aborder la question de la causalité. Des données in vitro complètent ces résultats.Type 1 diabetes is a complex T-cell mediated autoimmune disease caused by progressive destruction of pancreatic insulin-producing beta-cells. This disease is polygenic and its development is influenced by the environment. The non-obese diabetic (NOD) mouse model displays many similarities with the human disease in terms of genetic susceptibility, immune mechanisms leading to beta-cell destruction and the influence of the environment. Thus, this model is widely used to study type 1 diabetes and its susceptibility factors. Several genes and/or genetic regions have been identified, but with the exception of the major histocompatibility complex, their individual and cumulative effects are disappointingly small. Environmental factors are also known to influence disease development. In order to study the influence of these different factors, sublines of NOD mice were derived under common housing conditions. During this work, we characterized the phenotype of animals of two sublines with different diabetes incidences. Regarding environmental susceptibility, an analysis of the intestinal microbiota of mice from both sublines was carried out, as well as various experiments to manipulate the intestinal flora including antibiotic treatments and faecal transfer experiments. In parallel, a genetic analysis was carried out. A complete sequencing of the animal genome of both sublines identified specific variants of each of the sublines. Then, two generation crosses were done and a QTL analysis on F2 hybrids indicated that one of this genetic variant was associated with an earlier age of diabetes onset. Genetically modified mice have been generated using the CRISPR/Case9 technology to address the issue of causality. In vitro data complete these results

Susceptibilité infectieuse ou auto-immune (à la recherche d'un déficit immunitaire héréditaire affectant les lymphocytes B)

Une réponse immunitaire humorale efficace est nécessaire pour défendre l'hôte contre des pathogènes, en particulier virus et bactéries encapsulées. L'étude de la susceptibilité aux infections a permis de mettre en évidence le rôle majeur de certains gènes à des étapes critiques du développement et de la maturation des différents composants du système immunitaire. Cette étude a également permis de souligner l'importance des interactions entre les différents composants ainsi que l'implication de certaines voies dans la réponse immunitaire anti-infectieuse spécifique à un type de pathogènes. Concernant les cellules B, supports de la réponse immunitaire humorale, de nombreux défauts héréditaires affectant leur développement médullaire et/ou leur maturation en périphérie ont été décrits. Certains de ces défauts concernent des gènes également impliqués dans le développement des cellules T et confèrent une susceptibilité plus large aux infections. La réponse immunitaire humorale doit également être adaptée, ce qui implique en particulier une sélection des cellules B auto-réactives. Un défaut d'établissement ou de maintien de la tolérance B au soi peut conduire au développement d'une maladie auto-immune. Les maladies auto-immunes sont classiquement considérées comme des pathologies multifactorielles. Cependant, certains défauts héréditaires systématiquement associés à une auto-immunité ont été décrits, mettant en évidence l'importance d'un développement thymique normal des cellules T dans le contrôle de la tolérance aux antigènes tissulaires. L'implication des cellules B dans le développement des maladies auto-immunes est bien démontrée. En revanche, leur rôle dans l'initiation de la maladie n'est pas défini. De façon intéressante, les cellules B semblent jouer un rôle particulièrement important dans le développement du lupus érythémateux systémique. L'étude de trois patients de la même fratrie ayant présenté un lupus érythémateux systémique, à laquelle j'ai participé, a permis d'identifier le premier déficit immunitaire héréditaire causé par une mutation homozygote de PRKCD, le gène codant PKC . Les résultats d'études fonctionnelles réalisées chez des patients avec défaut de PKC ont mis en évidence une altération de la fonctionnalité des cellules B, avec en particulier une résistance à l'apoptose induite par le BCR et une augmentation de la prolifération en réponse à la stimulation B spécifique. L'ensemble des résultats obtenus suggère que la protéine PKC joue un rôle très important dans le processus de sélection des lymphocytes B auto-réactifs par délétion clonale chez l'homme (Belot et al. Arthritis Rheum. 2013). Les déficits immunitaires héréditaires sont des pathologies rares. Cependant, il apparaît nécessaire d'investiguer de façon approfondie le phénotype des cellules B chez les patients présentant très précocement des signes d'auto-immunité systémique. Il est rationnel de penser que cette exploration, associée aux techniques de biologie moléculaire disponibles à ce jour telles que le séquençage de l'exome, permettra d'acquérir une meilleure connaissance des processus impliqués dans l'établissement et/ou le maintien de la tolérance B chez l'homme. Ces recherches pourront également conduire au développement de thérapies plus ciblées dans les maladies auto-immunesLYON1-BU Santé (693882101) / SudocSudocFranceF

L’interleukine-7 comme thérapeutique immuno-adjuvante dans le traitement du choc septique

Le choc septique induit de profondes altérations immunitaires affectant, notamment, l’ensemble des fonctions des lymphocytes T. L’amplitude et la persistance dans le temps de ces altérations sont associées à une augmentation de la survenue d’infections nosocomiales et du risque de décès. L’interleukine-7 (IL-7) recombinante humaine utilisée en thérapeutique a montré des résultats prometteurs dans différentes situations cliniques caractérisées par des lymphopénies marquées. Elle apparaît comme une thérapeutique immuno-adjuvante innovante chez les patients septiques les plus immunodéprimés

IL-4 and IL-17 are required for house dust mite-driven airway hyperresponsiveness in autoimmune diabetes-prone non obese diabetic mice

International audienceAllergic asthma is characterized by airway inflammation with a Th2-type cytokine profile, hyper-IgE production, mucus hypersecretion, and airway hyperreactivity (AHR). It is increasingly recognized that asthma is a heterogeneous disease implicating complex immune mechanisms resulting in distinct endotypes observed in patients. In this study, we showed that non-obese diabetic (NOD) mice, which spontaneously develop autoimmune diabetes, undergo more severe allergic asthma airway inflammation and AHR than pro-Th2 BALB/c mice upon house dust mite (HDM) sensitization and challenge. The use of IL-4-deficient NOD mice and the in vivo neutralization of IL-17 demonstrated that both IL-4 and IL-17 are responsible by the exacerbated airway inflammation and AHR observed in NOD mice. Overall, our findings indicate that autoimmune diabetes-prone NOD mice might become useful as a new HDM-induced asthma model to elucidate allergic dysimmune mechanisms involving Th2 and Th17 responses that could better mimic some asthmatic endoytpes

IL-7 Restores Lymphocyte Functions in Septic Patients

Abstract Septic syndrome is the leading cause of mortality for critically ill patients worldwide. Patients develop lymphocyte dysfunctions associated with increased risk of death and nosocomial infections. In this study, we performed preclinical experiments testing the potential of recombinant human IL-7 (rhIL-7) as a lymphostimulating therapy in sepsis. Circulating IL-7 and soluble IL-7 receptor α-chain (soluble CD127) concentrations were measured in plasma, whereas cellular CD127 expression was evaluated on circulating CD4+ and CD8+ lymphocytes from septic shock patients and healthy volunteers. Lymphocyte proliferation, IFN-γ production, STAT5 phosphorylation, and B cell lymphoma 2 induction were measured ex vivo in response to T cell stimulation in the presence or not of rhIL-7. We show that IL-7 pathway (plasmatic IL-7 concentration and cellular and soluble CD127 expressions) is not overtly altered and remains activable in septic patients. Most importantly ex vivo treatment of patients’ cells with rhIL-7 significantly improves lymphocyte functionality (CD4+ and CD8+ lymphocyte proliferations, IFN-γ production, STAT5 phosphorylation, and B cell lymphoma 2 induction after stimulation). To our knowledge, this constitutes the first report of rhIL-7 ability to restore normal lymphocyte functions in septic patients. These results support the rational for initiating a clinical trial testing rhIL-7 in septic shock

Chronic Disseminated Candidiasis During Hematological Maligancies: An Immune Reconstitution Inflammatory Syndrome with Expansion of Pathogen-Specific TH1 T Cells

International audienceChronic disseminated candidiasis (CDC) is a rare disease mostly occurring after chemotherapy-induced prolonged neutropenia in patients with hematological malignancies. It is believed to ensue from Candida colonization, breach of the intestinal epithelial barrier and venous translocation to organs. Fungal blood or liver biopsy cultures are generally negative, suggesting the absence of an ongoing invasive fungal disease. To unravel the contribution of the immune system to CDC pathogenesis, we undertook a prospective multicentric exploratory study in 44 CDC patients at diagnosis and 44 matched controls (CANHPARI NCT01916057). Analysis of Candida-specific T cell responses using Elispot assays revealed higher numbers of IFNγ-producing T cells reactive to mp65 or candidin in 27 CDC cases as compared to 33 controls. Increased plasma levels of sCD25, IL-6, IL-1β, TNFα and IL-10 and lower levels of IL-2 were observed in CDC patients versus controls. Neutrophilia and higher level of CD4 and CD8 T cell activation were found in CDC patients as well as increased proportions of CXCR3-expressing TCRγδ+Vδ2+ cells. The expansion of Candida-specific IFNγ-producing T cells together with features of T cell activation and systemic inflammation identified here support the view that CDC belongs to the broad spectrum of fungal-associated immune reconstitution inflammatory syndromes (IRIS)

IL-7 Restores Lymphocyte Functions in Septic Patients

International audienceAbstract Septic syndrome is the leading cause of mortality for critically ill patients worldwide. Patients develop lymphocyte dysfunctions associated with increased risk of death and nosocomial infections. In this study, we performed preclinical experiments testing the potential of recombinant human IL-7 (rhIL-7) as a lymphostimulating therapy in sepsis. Circulating IL-7 and soluble IL-7 receptor α-chain (soluble CD127) concentrations were measured in plasma, whereas cellular CD127 expression was evaluated on circulating CD4+ and CD8+ lymphocytes from septic shock patients and healthy volunteers. Lymphocyte proliferation, IFN-γ production, STAT5 phosphorylation, and B cell lymphoma 2 induction were measured ex vivo in response to T cell stimulation in the presence or not of rhIL-7. We show that IL-7 pathway (plasmatic IL-7 concentration and cellular and soluble CD127 expressions) is not overtly altered and remains activable in septic patients. Most importantly ex vivo treatment of patients’ cells with rhIL-7 significantly improves lymphocyte functionality (CD4+ and CD8+ lymphocyte proliferations, IFN-γ production, STAT5 phosphorylation, and B cell lymphoma 2 induction after stimulation). To our knowledge, this constitutes the first report of rhIL-7 ability to restore normal lymphocyte functions in septic patients. These results support the rational for initiating a clinical trial testing rhIL-7 in septic shock

Assessment of type I interferon response in routine practice in France in 2022

An European Alliance of Associations for Rheumatology task force recently recommended specific points to consider for exploring type I interferon pathway in patients, highlighting the lack of analytical assays validated for clinical routine. We report here the French experience on a type I interferon pathway assay that has been set up and used routinely since 2018 in Lyon, France