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Accueil de Chercheurs de Haut Niveau (ACHN)
Edition 2016


IMMUNODEV


Développement du système immunitaire

Développement du système immunitaire
On ne sait toujours pas comment les ganglions lymphatiques et lymphatiques sont initiés à des endroits spécifiques. Sur la base de mes résultats et de données pilotes, les fibres nerveuses et les bifurcations des vaisseaux sanguins pourraient jouer un rôle. Mon objectif global est de caractériser tous les acteurs impliqués dans le développement du système immunitaire, en particulier en ce qui concerne la formation des ganglions lymphatiques et du système vasculaire lymphatique.

Caractériser tous les acteurs impliqués dans le développement du système immunitaire, en particulier en ce qui concerne la formation des ganglions lymphatiques et du système vasculaire lymphatique.
Les ganglions lymphatiques et la vascularisation lymphatique sont une partie essentielle du système immunitaire adaptatif. Les vaisseaux lymphatiques et les ganglions lymphatiques correctement placés sont cruciaux pour une réponse immunitaire adéquate et rapide. Il n'est donc pas surprenant que les vaisseaux lymphatiques et les ganglions lymphatiques soient formés de manière coordonnée, car les vaisseaux lymphatiques et les ganglions lymphatiques se forment dans le même laps de temps, tout en partageant des signaux de différenciation essentiels.
Les ganglions lymphatiques sont formés au cours de l'embryogenèse, sous l'influence de l'acide rétinoïque à des endroits spécifiques dans tout le corps. Fait intéressant, la source d'acide rétinoïque, ou l'endroit où la vitamine A est convertie en acide rétinoïque près des ganglions lymphatiques embryonnaires ou des sacs lymphatiques jugulaires, n'est pas encore connue. La découverte que les fibres nerveuses sont toujours situées près des sites de formation de ganglions lymphatiques et de sac lymphatique jugulaire, et qu'elles expriment des niveaux élevés de l'enzyme synthétisant l'acide rétinoïque implique qu'elles pourraient être impliquées dans le développement des ganglions lymphatiques et du système vasculaire lymphatique. Il est très intéressant de supposer que les neurones sont impliqués dans la formation du système immunitaire, et il a déjà été démontré qu'ils jouent un rôle dans la régulation de l'immunité intestinale et dans la libération de cellules souches dans la moelle osseuse.
Mes objectifs clés spécifiques sont:
1. Qu'est-ce qui détermine l'emplacement de l'initiation des ganglions lymphatiques?
2. Qu'est-ce qui détermine l'emplacement de l'initiation de la vascularisation lymphatique?
3. Comment les cellules endothéliales lymphatiques sont-elles attirées vers et connectées aux ganglions lymphatiques embryonnaires?

Souris, 3D imaging
La notion que les neurones pourraient être impliqués dans ce processus est très nouvelle. Cela pose également un défi difficile, car il n'est pas possible d'étudier des modèles de mammifères dépourvus de neurones. De plus, il n'y a pas de pilotes neuronaux spécifiques disponibles, car de nombreux gènes sont également exprimés dans d'autres types de cellules. Enfin, les faisceaux de nerfs périphériques dans des modèles de souris présentant une excroissance neuronale déficiente comme le modèle de Frizzled - / - ont légèrement changé d'emplacement, ce qui est difficile à quantifier. Par conséquent, il est essentiel de générer
modèles 3D haute résolution et précis, dans lesquels la localisation des faisceaux nerveux par rapport aux ganglions lymphatiques peut être cartographiée. Le développement des techniques de microscopie à la feuille mince permet l'acquisition et le rendu de grands tissus colorés par fluorescence 3D, comme les embryons de souris E13.5 et E14.5, dans lesquels les ganglions lymphatiques sont présents. J'ai imaginé avec succès des souris E13.5 et E14.5 teintées entières embryons au cours d'une étude pilote. Dans ce projet, je souhaite poursuivre sur ce sujet et étudier en détail l'emplacement des types de cellules impliqués en 3D, en utilisant un microscope à lumière. Le projet utilisera différents modèles de souris reporter et knock-out pour établir les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués. L'approche interdisciplinaire de ce projet contribuera considérablement à la compréhension de la façon dont les neurones sont impliqués, soit au cours du développement normal du système immunitaire embryonnaire, mais probablement aussi pendant la phase chronique inflammation lorsque des structures ectopiques sont formées.

Résultats

Le groupe se compose maintenant d'un scientifique permanent et d'un ingenieur permanent. De plus, l'ANR ACHN m'a permis de recruter un ingénieur de recherche, un autre ingénieur pour l'organisation des lignées de souris et un doctorant. Ils travaillent sur le rôle d'une chimiokine spécifique au cours de l'embryogenèse et sur l'ontogenèse de la cellule Lymphoid Tissue Inducer, une cellule lymphoïde innée de type 3. Collaborations avec les groupes de prof.dr.Kiefer, prof.dr.Nibbs et prof.dr. Stumm m'a permis de contribuer à des manuscrits consécutifs sur le rôle de la chimiokine et qui ont été soumis.
L'étudiant au doctorat a maintenant montré de manière convaincante que la chimiokine est exprimée à proximité et dans l'anlagène des ganglions lymphatiques et qu'elle est importante pour la quantité de cellules de l'inducteur du tissu lymphoïde dans le ganglion lymphatique. Elle est en train de générer des souris knock-out spécifiques aux tissus pour étudier le rôle de la chimiokine et son récepteur est plus détaillé. L'IR étudie l'ontogenèse des cellules de l'inducteur du tissu lymphoïde en utilisant deux modèles de traçage de lignage, en partie mis en place par une association avec prof.dr.Stumm. Avec ces modèles, nous sommes maintenant en mesure de dissocier la contribution des 2 régions embryonnaires d'où proviennent les cellules hématopoïétiques.
L'ingenieur supplémentaire s'est avéré être inestimable dans l'organisation des élevages et la surveillance de toutes les lignées de souris impliquées.
Enfin, nous avons découvert une nouvelle localisation des cellules endothéliales lymphatiques. Puisque leur fonction peut être très différente de celle des cellules endothéliales lymphatiques régulières, par ex. Dans la peau, nous utilisons l'ultramicroscope et différents modèles d'inflammation animale pour analyser leur rôle dans ce nouvel emplacement.

Perspectives

Après le début de ce projet en 2016, il est rapidement devenu évident que le groupe de prof.Kiefer étudiait également le rôle de la même chimiokine sur le développement des vaisseaux lymphatiques. Depuis lors, il a presque terminé son manuscrit, nous avons collaboré avec lui pour lui fournir nos données de chimiokine-lymphatique. Ces données font maintenant partie du manuscrit et seront soumises à nouveau pour publication bientôt. L'étudiant au doctorat a fait des observations précieuses sur le rôle de la chimiokine dans la formation des ganglions lymphatiques en utilisant des lignées de souris rapporteur et knock-out combinées à l'imagerie 3D. En collaboration avec prof.dr.Stumm, nous avons été en mesure d'utiliser une lignée de lignées de lignage de grande valeur, que l'ingénieur de recherche utilise maintenant pour étudier l'ontogénie des cellules de l'inducteur du tissu lymphoïde, qui montre déjà des résultats remarquables.
De manière inattendue, nous avons observé des cellules endothéliales lymphatiques dans un organe qui n'était pas décrit auparavant. En collaboration avec l'ingénieur en chef permanent, nous nous efforçons de définir plus en détail la localisation et le rôle de ces cellules au sein de cet organe et visons à terminer ce projet très prochainement en raison d'une concurrence féroce.

Productions scientifiques et brevets

- 3 manuscrit en cours en raison de collaborations
- ANR PRCI «ATTRACT« 2017, en raison de la collaboration sur la migration cellulaire
- Nombreux séminaires invités

Partenaires

INSERM PACA et Corse_CIML Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale délégation PACA et Corse_Centre d'Immunologie de Marseille Luminy

Aide de l'ANR 325 000 euros
Début et durée du projet scientifique juin 2016 - 48 mois

Résumé de soumission

Au cours d’une infection, les antigènes sont transportés par les vaisseaux lymphatiques depuis la zone infectée vers le ganglion lymphatique le plus proche. Dans ce ganglion lymphatique hautement organisé, dans le compartiment approprié, une réaction immunitaire acquise à même de combattre l’infection est induite. Ainsi, l’organisation intrinsèque des ganglions et vaisseaux lymphatiques ainsi que leur localisation et (inter)-connexions anatomiques sont cruciales pour permettre l’induction de réponses immunitaires appropriées, très rapidement en réponse à une infection ou au développement d’un cancer.
Les ganglions lymphatiques se forment dans l'embryon. Les premières étapes de ce processus impliquent l'interaction de cellules mésenchymateuses organisatrices avec les cellules lymphoïdes innées de type 3 à des endroits bien spécifiques mais répartis dans la totalité du volume de l’embryon. Le développement de la vascularisation lymphatique est lui-aussi initié à des endroits bien spécifiques dans l'embryon. À ces endroits-là, les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins se différencient en cellules endothéliales lymphatiques, qui bourgeonnent des vaisseaux sanguins pour former à proximité de plus grandes structures lymphatiques. Ensuite, des vaisseaux lymphatiques superficiels se forment, croissent en générant un réseau dense à travers l’ensemble du volume de l’embryon, et se connectent aux ganglions lymphatiques. Ainsi, au cours de l’embryogenèse, l’induction et le développement des vaisseaux et ganglions lymphatiques sont coordonnés ensemble de façon extrêmement précise à la fois dans le temps et dans l’espace. Bien qu’ils se forment initialement indépendamment, les vaisseaux et ganglions lymphatiques se connectent rapidement les uns aux autres. On ne connait pratiquement rien des mécanismes cellulaires et moléculaires qui permettent l’attraction des vaisseaux lymphatiques aux ganglions lymphatiques, puis leur connexion.
Mon objectif général est de caractériser au cours du développement du système immunitaire tous les acteurs impliqués dans la formation des ganglions et vaisseaux lymphatiques et leur interconnexion. Qu’est ce qui détermine le lieu où le processus est initié? Quels sont les évènements initiateurs précoces qui se produisent à ces endroits? Pour pouvoir étudier ces régions, des reconstructions de l’architecture tridimensionnelle de ces endroits seront générées grâce à des approches de microscopie spécifiques et innovantes. Cela permettra de déterminer très précisément à différentes échelles spatiales les relations anatomiques entre les acteurs clés. Spécifiquement, nous marquerons les cellules lymphoïdes innées de type 3, la vascularisation lymphatique, les vaisseaux sanguins et les faisceaux nerveux afin d’en suivre très précisément le développement coordonné et les interactions. Des modèles de souris reportrices ou mutantes pour ces acteurs clés seront utilisées afin de décrire leurs rôles dans le développement du système immunitaire et d’en disséquer le contrôle moléculaire.
Ce projet a pour but de permettre la compréhension fondamentale des mécanismes qui contrôlent la formation coordonnée des vaisseaux et ganglions lymphatiques à des endroits spécifiques de l'embryon. Cette connaissance sera extrêmement utile pour concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques chez des patients atteints de maladies dont le traitement nécessite soit d’inhiber la formation de nouveaux ganglions et de vaisseaux lymphatiques de façon précisément contrôlée dans le temps et l’espace, comme dans certaines inflammations chroniques, soit au contraire de la promouvoir par exemple pour résoudre les lymphœdèmes dans le syndrome lymphœdème-distichiasis ou chez 30% des patientes atteintes d’un cancer du sein et ayant subi une excision chirurgicale du système lymphatique drainant.

 

Programme ANR : Accueil de Chercheurs de Haut Niveau (ACHN) 2016

Référence projet : ANR-16-ACHN-0011

Coordinateur du projet :
Monsieur Serge Van De Pavert (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale délégation PACA et Corse_Centre d'Immunologie de Marseille Luminy)

Site internet du projet : http://www.ciml.univ-mrs.fr/development-immune-system-0

 

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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.