Dépistage Génome Complet Identifie TRIM33 comme Régulateur Essentiel de la Différenciation des Cellules Dendritiques

Introduction

Les cellules dendritiques (DCs) jouent un rôle de pont entre l’immunité innée et adaptative, en reconnaissant les agents pathogènes via les récepteurs de reconnaissance de motifs (comme les TLRs) et en régulant les réponses des cellules T spécifiques de l’antigène. Les cellules dendritiques se divisent principalement en deux types : les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs) qui produisent de l’interféron et les cellules dendritiques conventionnelles (cDCs) qui présentent des antigènes. Les pDCs reconnaissent les acides nucléiques dérivés des agents pathogènes via les TLRs endosomiaux (TLR7 et TLR9) et produisent rapidement des interférons de type I et d’autres cytokines, tandis que les cDCs possèdent des niveaux élevés de molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (MHC) de classe II et de machinerie de présentation des antigènes, permettant l’activation efficace des cellules T spécifiques de l’antigène. Les cDCs se divisent en CDC1, qui présente des antigènes croisés aux cellules T CD8+, et CDC2, qui présente des antigènes exogènes aux cellules T CD4+.

Toutes les DCs sont des cellules myéloïdes de courte durée, produites en continu dans la moelle osseuse par le ligand du Flt3 (FLT3L). Son récepteur FLT3 est exprimé à la fois sur les cellules progénitrices hématopoïétiques multipotentes et sur toutes les DCs matures. Cependant, les mécanismes moléculaires spécifiques régis par le signal du Flt3L ne sont pas entièrement clairs, et la manière de raffiner ce signal pour équilibrer la prolifération des cellules progénitrices et la différenciation des DCs reste un mystère.

Source de l’Article

Cet article a été rédigé par Ioanna Tiniakou et ses collègues, membres d’une équipe de recherche de la New York University Grossman School of Medicine et de la Humboldt Universität zu Berlin, et publié le 12 avril 2024 dans la revue Science Immunology sous le titre “Détection génomique a grande échelle identifie TRIM33 comme un régulateur essentiel de la différenciation des cellules dendritiques”.

Méthodologie de l’Étude

Dépistage Génome Complet

Pour investiguer le mécanisme de différenciation des DCs induit par FLT3L, les chercheurs ont utilisé une lignée cellulaire Hoxb8-FL immortalisée de manière conditionnelle, qui reste indifférenciée en présence d’œstrogènes et de FLT3L, et peut produire tous les sous-types de cellules myéloïdes et de DCs. En enlevant les œstrogènes et en cultivant en présence de FLT3L, les cellules Hoxb8-FL peuvent se différencier en DCs fonctionnelles, tant pDCs que cDCs, en l’espace de 7 jours.

Les chercheurs ont mené un dépistage par knock-out de gènes utilisant la technique CRISPR-Cas9, avec la bibliothèque d’ARNsg “BriE” ciblant ~19 600 gènes de souris. Les cellules transduites ont été cultivées en présence de FLT3L et d’œstrogènes pour obtenir un échantillon de cellules précurseurs initiales, puis les œstrogènes ont été retirés pour induire la différenciation en sous-types de DC. Enfin, les chercheurs ont analysé la quantité d’ARNsg dans chaque échantillon par séquençage génomique, utilisant l’algorithme “crisptimer” pour identifier les mutants knockout.

Les résultats du dépistage ont révélé que plusieurs gènes jouent un rôle important dans la différenciation des DCs, y compris les sous-unités des complexes TSC et GATOR1, qui limitent la prolifération des cellules progénitrices en inhibant le signal mTOR, favorisant ainsi la différenciation des DCs. L’étude a également identifié TRIM33, un facteur de répression transcriptionnelle, comme un régulateur clé de la différenciation des DCs. Les expériences de ciblage in vivo conditionnelles chez la souris ont montré que la suppression de TRIM33 entraîne une réduction significative de tous les sous-types de DCs (y compris les pDCs et le sous-type CDC1 de présentation croisée), sans affecter les monocytes ou les granulocytes.

Vérification Supplémentaire

Les chercheurs ont exploré davantage le rôle du signal mTOR dans la différenciation des DCs. Les résultats montrent que les complexes TSC et GATOR1 jouent un rôle de “commutateur” en régulant la conversion entre l’expansion des cellules progénitrices et la différenciation des DCs par la limitation de l’activité mTOR. Utilisant les inhibiteurs de TOR, Torin1 et la rapamycine, cette régulation a été validée en démontrant qu’ils inhibent complètement la croissance des cellules Hoxb8-FL indifférenciées à différentes concentrations, mais n’inhibent pas la différenciation des DCs.

Enfin, l’équipe de recherche a utilisé une autre bibliothèque d’ARNsg pour effectuer un dépistage des facteurs de transcription, confirmant davantage les régulateurs de la différenciation des DCs induite par FLT3L, en particulier TRIM33. Des expériences in vivo avec des souris conditionnellement délétées pour Trim33 ont confirmé que TRIM33 est un régulateur essentiel pour tous les principaux sous-types de DCs.

Résultats de l’Étude

1. Identification des Facteurs Régulateurs des Gènes : Le dépistage génomique a identifié plusieurs gènes régulant la différenciation des DCs induite par FLT3L, incluant les sous-unités des complexes TSC et GATOR1, qui favorisent la différenciation des DCs en inhibant le signal mTOR. En outre, TRIM33 joue un rôle crucial dans la différenciation des DCs.

2. Validation In Vivo : Chez le modèle murin, la suppression conditionnelle de Trim33 a montré un effet significatif sur les sous-types de DCs, résultant en une réduction notable de tous les sous-types de DC, sans effet sur les monocytes ou les granulocytes.

3. Études sur le Signal mTOR : Les recherches ont montré que les complexes TSC et GATOR1 jouent un rôle crucial dans la régulation de l’activité mTOR pour équilibrer l’expansion des cellules progénitrices et la différenciation des DCs.

4. Dépistage des Facteurs de Transcription : Un dépistage supplémentaire avec une bibliothèque d’ARNsg a confirmé le rôle clé de TRIM33 dans la différenciation des DCs induite par FLT3L.

Conclusion de l’Étude

L’étude a révélé les mécanismes moléculaires de la différenciation des DCs induite par FLT3L, en mettant en évidence le rôle des complexes TSC et GATOR1 en tant que “commutateurs” de la dérivation des cellules progénitrices et de la différenciation des DCs via l’inhibition du signal mTOR. L’étude a également confirmé que TRIM33 est un régulateur essentiel de la différenciation des DCs, soulignant son importance dans ce processus. Ces découvertes fournissent des indices précieux pour comprendre comment le signal FLT3L joue différents rôles dans la production des cellules dendritiques et myéloïdes.

Importance et Valeur de l’Étude

1. Importance Scientifique : L’étude a identifié plusieurs gènes clé et leur rôle dans la différenciation des DCs induite par FLT3L, révélant les mécanismes moléculaires de la différenciation des DCs, en particulier le rôle central du signal mTOR.

2. Valeur Appliquée : Les gènes régulateurs identifiés, y compris TRIM33, fournissent des cibles potentielles pour le développement de thérapies visant à réguler la différenciation des DCs, présentant une valeur clinique importante.

3. Innovation : L’étude a utilisé une méthode de dépistage CRISPR-Cas9 à l’échelle du génome pour identifier les régulateurs essentiels dans un large panel de gènes, et a validé ces découvertes grâce à des modèles murins de knock-out conditionnel.

Cette étude apporte de nouvelles perspectives pour la compréhension de la différenciation des cellules dendritiques et oriente les futurs travaux de recherche et applications cliniques.