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Edition 2014


AUTO-PLASMO


Analyse integrative de la biologie des plasmocytes normaux et pathologiques

Analyse intégrative de la biologie des plasmocytes
Malgré leur role essentiel dans la réponse vaccinale mais aussi leur implication dans de nombreuses maladies autoimmunes, la biologie des plasmocytes est encore très mal connue. L'objectif de ce projet est d'améliorer notre connaissance de ce type cellulaire de leur génération dans les organes lymphoïdes secondaires jusqu'à leur maintien au long cours dans des niches spécifiques. De cette façon, nous espérons identifier de nouvelles pistes afin de réguler cette population cellulaire.

Analyse intégrative de la biologie des plasmocytes
Le projet AUTO-PLASMO porte sur les cellules constituant le dernier stade de la différentiation des lymphocytes B aussi appelées plasmocytes. Ces cellules sont responsables de la sécrétion des anticorps et jouent un rôle central dans la protection immune humorale contre les infections. Cependant ces plasmocytes sont également impliqués dans de nombreuses maladies autoimmunes dont le lupus érythémateux via la sécrétion d’autoanticorps pathologiques. Malgré le rôle central de ces cellules dans les réponses immunes normales et pathologiques les mécanismes contrôlant leur survie, leur migration et leurs fonctions effectrices restent mal connus. De plus, les plasmocytes sont résistants à tous les traitements utilisés actuellement pour soigner les maladies autoimmunes. Identifier des cibles thérapeutiques afin de contrôler ou éliminer les plasmocytes voir même si possible, uniquement les plasmocytes autoréactifs pathologiques, constitue donc un des challenges actuels de la biologie médicale. Cette problématique est au cœur de ce projet de recherche qui se divise en trois grands axes complémentaires:
-Identification de nouveaux régulateurs de la survie plasmocytaire et de la sécrétion des anticorps normales et pathologiques.
-Analyse de l’hétérogénéité phénotypique et fonctionnelle des plasmocytes en situation normale et pathologique.
-Caractérisation de la niche inflammatoire permettant la survie des plasmocytes dans le lupus érythémateux disséminé.
Ces trois axes forme une approche intégrative combinant des techniques immunologiques classiques et des méthodes innovantes d’analyse des fonctions biologiques au niveau de chaque cellule individuelle qui nous permettra d’améliorer nos connaissances sur la biologie des plasmocytes normaux et pathologiques et d’identifier des cibles thérapeutiques permettant le contrôle de ce type cellulaire.

Nous avons établi une approche intégrative combinant des techniques immunologiques classiques et des méthodes innovantes d’analyse des fonctions biologiques des plasmocytes normaux et pathologiques
Nous avons établi une approche intégrative combinant des techniques immunologiques classiques et des méthodes innovantes d’analyse des fonctions biologiques des plasmocytes normaux et pathologiques.
Sur la base de données de protéomique, la première partie de ce projet vise à identifier de nouveaux régulateurs des plasmocytes. Pour cela nous avons mis en place une batterie de tests fonctionnels in vitro et ex vivo afin d'analyser le fitness des plasmocytes et la sécrétion des anticorps.
La seconde tache de ce projet repose sur l'analyse par single-cell RNAseq et CyTOF des plasmocytes.
Enfin, dans la dernière partie de ce projet nous étudions la migration et la survie des plasmocytes au sein des tissus inflamés par une combinaison de cytométrie en flux, microdissection laser, transcriptomique et essais fonctionnels que ce soit chez des patients ou dans un modèle murin de lupus.

Résultats

Partie 1: Identification de nouveaux régulateurs de la survie plasmocytaire et de la sécrétion des anticorps normales et pathologiques:
6 candidats ont été testés dans un test de différenciation in vitro. Sur la base de ces résultats l'impact des 2 meilleurs candidats a été évalué sur des plasmocytes primaires. Nos résultats montrent que ces deux candidats sont importants pour la survie et la fonction sécrétrice des plasmocytes. Nous évaluons actuellement leur mécanisme d'action et nos données préliminaires suggèrent qu'ils affectent des voies de signalisation différentes.

Partie 2: Analyse de l’hétérogénéité phénotypique et fonctionnelle des plasmocytes en situation normale et pathologique:
L'analyse des données de single cell RNAseq obtenues à partir des plasmocytes de la moelle osseuse nous a permis de mettre en évidence deux profils transcriptomiques différents au sein de cette population homogène en terme de phénotype. De ces données nous avons extrait un panel de marqueurs que nous allons utiliser pour discriminer ces 2 populations plasmocytaires par CyTOF et single-cell qPCR.

Partie 3: Caractérisation de la niche inflammatoire permettant la survie des plasmocytes dans le lupus érythémateux disséminé:
Nous avons recruté 24 patients lupiques au cours d'une rechute et des volontaires sains associés par paire. L'analyse phénotypique de ces échantillons nous a permis de mettre en évidence que 4 récepteurs aux chimiokines sont différemment exprimés par les plasmocytes des patients par rapport aux contrôles. En parallèle, nous avons commencé l'analyse du microenvironement des plasmocytes dans les tissus inflamés par microdissection laser et qPCR dans un modèle murin de lupus.

Perspectives

Partie 1: Au cours des 18 prochains mois nous allons analyser l'effet d'un de nos candidats dans la réponse immune et la biologie des plasmocytes in vivo grâce à un modèle murin.

Parie 2: L'utilisation du single cell-RNAseq nous a permis d'identifier deux sous-populations de plasmocytes au sein de la moelle osseuse. Cette découverte n'aurait pas été possible avec une autre technique. Au cours des 18 prochains mois nous allons établir comment ces sous-populations sont générées, si elles dépendent du tissu analysé et si une distinction équivalente peut être établie dans un contexte inflammatoire et chez l'homme.

Partie 3: Nous avons observé que tous les patients n'exprimaient pas les mêmes récepteurs aux chimiokines. Ce résultat suggère que le contexte inflammatoire pourrait jouer sur le potentiel migratoire des plasmocytes. Au cours des 18 prochains mois nous allons finaliser le recrutement de notre cohorte de patients et nous allons confirmer fonctionnellement la relevance de nos résultats phénotypiques pour la migration et la survie des plasmocytes.

Productions scientifiques et brevets

Production scientifique:
Papier accepté dans une revue internationale à comité de lecture:
Biajoux V, Natt J, Freitas C, Alouche N, Sacquin A, Hémon P, Gaudin F, Fazilleau N, Espéli M*, Balabanian K*. 2016. Efficient plasma cell differentiation and trafficking require Cxcr4 desensitization. Cell Reports. 2016 ; 17, 193–205 * co-last and co-corresponding authors

Chapitre d'ouvrage:
1. Natt J and Espéli M. 2015. Assessing T follicular helper cell function in vivo: Antigen-specific B cell response to hapten and affinity maturation. in T follicular helper cells: Methods and protocols. Methods in Molecular Biology. 2015;1291:87-101

Communications dans des congrès internationaux:
1. BSI seminar series, Department of Pathology, Cambridge, UK, January 2016
2. European Congress of Immunology, Vienna, Austria, September 2015

Communication invitée en France:
Mercredi de Bichat-Baujean, CRI, Paris, France, May 2016

Partenaires

Inserm UMR-S996 Inserm

Aide de l'ANR 499 445 euros
Début et durée du projet scientifique mai 2015 - 48 mois

Résumé de soumission

Les maladies autoimmunes, de par leur incidence croissante et leur chronicité, constituent un problème majeur de santé publique. Ces maladies sont incurables et les traitements symptomatiques sont basés sur l’utilisation d’immunosuppresseurs peu spécifiques et souvent toxiques. Durant les dix dernières années, le succès des thérapies à base d’anticorps monoclonaux dans plusieurs maladies autoimmunes a généré de grands espoirs et suggère que le développement de traitements plus finement ciblés est la meilleure approche pour contrôler ces maladies. Afin d’atteindre cet objectif une meilleure connaissance des mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la pathophysiologie de ces maladies est donc nécessaire. Les maladies autoimmunes sont complexes et variées mais elles sont toutes caractérisées par une dérégulation du système immunitaire menant à une perte de la tolérance immune des lymphocytes B et T. Le projet AUTO-PLASMO porte sur les cellules constituant le dernier stade de la différentiation des lymphocytes B aussi appelées plasmocytes. Ces cellules sont responsables de la sécrétion des anticorps et jouent un rôle central dans la protection immune humorale contre les infections. Cependant ces plasmocytes sont également impliqués dans de nombreuses maladies autoimmunes dont le lupus érythémateux disséminé via la sécrétion d’autoanticorps pathologiques. Malgré le rôle central de ces cellules dans les réponses immunes normales et pathologiques les mécanismes contrôlant leur survie, leur migration et leurs fonctions effectrices restent mal connus. De plus, les plasmocytes sont résistants à tous les traitements utilisés actuellement pour soigner les maladies autoimmunes. Identifier des cibles thérapeutiques afin de contrôler ou éliminer les plasmocytes voir même si possible, uniquement les plasmocytes autoréactifs pathologiques, constitue donc un des challenges actuels de la biologie médicale. Cette problématique est au cœur de ce projet de recherche qui se divise en trois grands axes complémentaires:
-Identification de nouveaux régulateurs de la survie plasmocytaire et de la sécrétion des anticorps normales et pathologiques.
-Analyse de l’hétérogénéité phénotypique et fonctionnelle des plasmocytes en situation normale et pathologique.
-Caractérisation de la niche inflammatoire permettant la survie des plasmocytes dans le lupus érythémateux disséminé.
Ces trois axes forme une approche intégrative combinant des techniques immunologiques classiques et des méthodes innovantes d’analyse des fonctions biologiques au niveau de chaque cellule individuelle qui nous permettra d’améliorer nos connaissances sur la biologie des plasmocytes normaux et pathologiques et d’identifier des cibles thérapeutiques permettant le contrôle de ce type cellulaire.

 

Programme ANR : Accueil de Chercheurs de Haut Niveau (@RAction) 2014

Référence projet : ANR-14-ACHN-0008

Coordinateur du projet :
Madame Marion Espeli (Inserm)

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.