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Cellules T regulatrices

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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

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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

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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

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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

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Nombreuses populations de cellules à activité suppressive

• CD4+CD25+ : T regs naturelles/induites

• Tr1 ou Th3 : T regs induites

• CD8+CD28-

• DN

• NKT T

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Cellules T regulatrices “naturelles”

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Expérience fondatrice de l’existence de cellules T suppressives naturelles

Thx D3Atrophy de l’ovaire

Thx D7 Pas de maladie

Thx D3 + greffe thymus D7 Prévention

+ greffe thymus D40Thx D3 maladie

+ cellules thymus D7Thx D3

+ 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

maladie

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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

Nu/NuCD4+CD25-Maladie autoimmuneNormale

Nu/Nu

CD4+CD25-

Normale

CD4+CD25+

Prévention

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Les cellules T CD4+CD25+empêche le syndrome ThXD3

ThX D3 Atrophy de l’ovaire

ThX D3 + spleen cells

ThX D3 + spleen cells Déplétées en CD4+CD25+

ThX D3 + spleen cells Déplétées en CD4+CD25++ reconstitution

Prévention

Maladie

Prévention

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T reg et réponse anti-tumoraleTumor cells

Croissance Tumorale

+ déplétion de CD4+CD25+

Rejet de la tumeur

+ traitement Anti-CD25

+ CD4+CD25+ Déplétion et CD4+CD25+ Reconstitution

Rejet de la tumeur

Croissance Tumorale

Cellules CD4+CD25+ inhibent le développement de la réponse cytotoxique CD8+ et NK

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CD25CD25++ CD4 CD4++ T TRR cells inhibit the proliferative cells inhibit the proliferative

responses of other T cells responses of other T cells in vitroin vitro

T cells culturedT cells cultured StimulusStimulus ProliferationProliferation

++++++CD25CD25--CD4CD4++ -CD3 + APC-CD3 + APC

--CD25CD25++CD4CD4++ -CD3 + APC-CD3 + APC

++ ---CD3 + APC-CD3 + APC

Shevach et. al.Shevach et. al.

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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

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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+

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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

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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…

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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

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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

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IL-2

Hypothetical mechanism: interaction with APCs

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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 (E7-Ecadherin) adhésion à

l’épithélium intestinal (25%) des T regs

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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)

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• 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

FoxP3 (2)

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• 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

FoxP3 (3)

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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.

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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 ???

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Naturally occurring CD25Naturally occurring CD25++ CD4 CD4++ T TRR cells: cells:in vivoin vivo regulatory functions regulatory functions

1.1. Inhibit a number of experimental autoimmune diseasesInhibit a number of experimental autoimmune diseases

in rodent models - gastritis, thyroiditis, diabetes, EAEin rodent models - gastritis, thyroiditis, diabetes, EAE

2.2. Prevent IBD in murine modelsPrevent IBD in murine models

3.3. Mediate tolerance to allograftsMediate tolerance to allografts

4.4. Impede anti-tumor immunityImpede anti-tumor immunity

5.5. Suppress other T cell responses (CD4Suppress other T cell responses (CD4++ T and CD8 T and CD8++) )

6.6. Inhibit pathological immune responses Inhibit pathological immune responses

mediated by innate or adaptive immune systemsmediated by innate or adaptive immune systems

7.7. Regulate responses against infectious agentsRegulate responses against infectious agents

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Cellules T régulatrices CD4+CD25+ “induites”: iTreg

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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 ?

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Diversité des cellules T

régulatrices

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• 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

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T reg in leishmania model