L'objectif principal de notre équipe de recherche est de comprendre les interactions hôte-pathogène dans la tuberculose et d’identifier les mécanismes immunitaires impliqués dans la défense de l'hôte contre Mycobacterium tuberculosis, l’agent responsable de la maladie.
Nous nous intéressons en particulier aux récepteurs lectines de type C (ou CLRs), une famille importante de récepteurs de reconnaissance de motifs moléculaires (ou PRRs) qui fait partie intégrante des acteurs des réponses immunitaires innée et adaptative. Les CLRs reconnaissent généralement des ligands exogènes (e.g. microbiens), en particulier des glycoconjugués, mais aussi des ligands endogènes produits par nos propres cellules. Après l'engagement de ces récepteurs, et en fonction de leur domaine intracellulaire, les CLRs peuvent promouvoir ou inhiber la réponse immunitaire. Bien que les études sur les CLRs inhibiteurs soient très limitées, il est généralement admis qu'ils contrebalancent la réponse inflammatoire déclenchée par les CLRs activateurs et d'autres PRRs afin de maintenir l'homéostasie immunitaire.
Dans ce contexte, mon équipe de recherche a montré que l’immunorécepteur des cellules dendritiques (DCIR) est impliqué dans l’immunité anti-tuberculeuse dans un modèle murin (Troegeler et al., PNAS, 2017). En particulier, il a été montré que DCIR module certaines fonctions des cellules dendritiques (i.e. réponse à l’interféron de type I, production d’interleukine-12, activation des lymphocytes T CD4+) et par conséquent, l'équilibre entre l'inflammation due à l'infection et le contrôle de l'agent pathogène. Néanmoins, ce phénotype ne découle pas directement de la reconnaissance de M. tuberculosis par DCIR et nous avons donc émis l’hypothèse que cette lectine pouvait reconnaitre un ligand endogène. En effet, au-delà de la tuberculose, DCIR est un immunorécepteur important dans le maintien de l'homéostasie immunitaire dans de nombreuses pathologies inflammatoires d’origine infectieuse (par exemple inflammation cérébrale associée au paludisme) ou non (par exemple polyarthrite rhumatoïde, asthme, athérosclérose), et l’absence de ligand(s) connu(s) a empêché une compréhension complète de ses fonctions dans l’immunité.
Mes travaux de thèse ont porté sur l’identification du ligand endogène de DCIR afin de mieux comprendre ses fonctions régulatrices dans la réponse immunitaire. Nous avons identifié le récepteur LRP1 (« Low density lipoprotein receptor-related protein 1 ») comme le principal ligand endogène de DCIR à la surface des cellules dendritiques et des macrophages murins et humains. Plus précisément, DCIR reconnait des motifs glycosylés à la surface de la chaîne extracellulaire de LRP1. En plus d’exprimer LRP1 à leur membrane, ces cellules expriment fortement DCIR lui-même et nous avons mis en évidence une interaction en cis (i.e. à la surface de la même cellule) entre ces deux récepteurs grâce à des expériences de ligature de proximité suivis par des analyses par spectrométrie de masse et microscopie confocale. LRP1 est un récepteur multifonctionnel fortement glycosylé, capable de reconnaître et d’interagir avec une grande variété de ligands et ayant des fonctions d’endocytose et de signalisation cellulaire. Nous nous sommes donc intéressés au rôle de l’axe DCIR/LRP1 dans la régulation des fonctions des cellules dendritiques et des macrophages à l'état de repos et lors d’une inflammation. Notamment, nous avons pu montrer que DCIR régule les capacités endocytaires de LRP1. Dans l’ensemble, nos résultats fournissent des informations fondamentales pour la compréhension des fonctions de DCIR dans les réponses immunitaires et pourraient ouvrir de nouvelles voies pour le développement de stratégies thérapeutiques pour la tuberculose et pour d’autres immunopathologies. |
The main goal of our research group is to better understand host-pathogen interactions in tuberculosis (TB) and to identify the immune mechanisms involved in host defence against Mycobacterium tuberculosis, the causative agent of the disease.
We are particularly interested in C-type lectin receptors (or CLRs), an important family of molecular pattern recognition receptors (or PRRs) that are integral players in the innate and adaptive immune responses. CLRs generally recognise exogenous (e.g. microbial) ligands, in particular glycoconjugates, but also endogenous ligands produced by our own cells. Following engagement of these receptors, and depending on their intracellular domains, CLRs can promote or inhibit the immune response. Although studies on inhibitory CLRs are very limited, it is generally accepted that they counterbalance the inflammatory response triggered by activating CLRs and other PRRs in order to maintain immune homeostasis.
In this context, my research group has shown that the dendritic cell immunoreceptor (DCIR) is involved in anti-TB immunity in a mouse model (Troegeler et al., PNAS, 2017). In particular, it has been shown that DCIR modulates dendritic cell functions (i.e. type I interferon response, interleukin-12 production, CD4+ T cell activation) and consequently the balance between infection-induced inflammation and pathogen control. However, this phenotype is not directly linked to the recognition of M. tuberculosis by DCIR and we therefore hypothesised that this lectin could recognise an endogenous ligand. Indeed, beyond tuberculosis, DCIR is an important immunoreceptor in the maintenance of immune homeostasis in many inflammatory diseases of infectious (e.g. malaria-associated brain inflammation) or non-infectious (e.g. rheumatoid arthritis, asthma, atherosclerosis) origin, and the absence of known ligand(s) has prevented a complete understanding of its functions in immunity.
My thesis work focused on identifying the endogenous ligand of DCIR in order to better understand its regulatory functions in the immune response. We identified the receptor LRP1 ("Low density lipoprotein receptor-related protein 1") as the main endogenous ligand of DCIR on the surface of murine and human dendritic cells and macrophages. Specifically, DCIR recognises glycosylated motifs on the surface of the LRP1 extracellular chain. In addition to expressing LRP1 at their membrane, these cells strongly express DCIR itself and we demonstrated a cis interaction (i.e. on the surface of the same cell) between these two receptors using proximity ligation assays followed by mass spectrometry and confocal microscopy analysis. LRP1 is a highly glycosylated multifunctional receptor, capable of recognising and interacting with a wide variety of ligands and having both endocytosis and cell signalling functions. We therefore investigated the role of the DCIR/LRP1 axis in the regulation of dendritic cell and macrophage functions at steady state and during inflammation. Interestingly, we showed that DCIR regulates the endocytic capacities of LRP1. Overall, our results provide fundamental information for understanding the functions of DCIR in immune responses and may open new avenues for the development of therapeutic strategies for tuberculosis and other immunopathologies. |