Institut de recherche biomédicale
     
    Vous êtes ici : Accueil / La Recherche / Infection, Immunité, Inflammation / Equipe V. Witko-Sarsat / Thème de recherche 1

    Thème de recherche 1

    •  

    Contrôle de l'activation et la survie des neutrophiles dans la résolution de l’ inflammation


    Figure 1: Rôle des neutrophiles dans l'immunité innée et l'inflammation  


    Historiquement, les neutrophiles ont été considérés uniquement pour leur fort potentiel microbicide. Leurs capacités modulatrices de la réponse inflammatoire n’ont été reconnues que très récemment. Les neutrophiles sont certes, les premiers leucocytes circulants à migrer sur le site de l’inflammation et constituent la première ligne de défense contre l’agent pathogène (Witko-Sarsat et al Lab Invest 2000). Après des étapes successives d’adhésion et de diapédèse, ils vont migrer jusqu’au site de l’infection, guidés par un gradient chimiotactique.

    Au site de l’infection, les neutrophiles vont pouvoir phagocyter puis, dans le cas le plus favorable, détruire l’agent pathogène grâce à leurs médiateurs bactéricides, en particulier les espèces réactives de l’oxygène, les protéases et les protéines antibiotiques. Cette activation des neutrophiles déclenche un programme de mort programmée (Witko-Sarsat et al Trends Immunol 2011). Ainsi le neutrophile va exprimer des molécules de reconnaissance d’une cellule apoptotique permettant sa phagocytose par les macrophages, puis son élimination du site inflammatoire. Cette phagocytose génère des signaux anti-inflammatoires indispensables à la résolution de l’inflammation (Kantari et al. Contrib Microbiol, 2008; Martin et al Swiss Med Wkly. 2015 Feb 21;145:w14056).


    Figure 2: Découverte du Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA) dans des neutrophiles

     

    Le contrôle de la balance survie/apoptose du neutrophile est un élément essentiel de la résolution de l'inflammation. Nous avons découvert que la protéine PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen) était un acteur inattendu mais essentiel dans cette balance (Witko-Sarsat et al J Exp Med 2010). PCNA a été décrite comme une protéine nucléaire indispensable à  la réplication et la réparation de l’ADN. PCNA sert de plateforme pour coordonner ces processus complexes. Dans le neutrophile, cellule dépourvue de capacité proliférative, PCNA a une localisation exclusivement cytosolique.

     

    Figure 3 : Contrôle de la survie du neutrophile par PCNA


    Dans les neutrophiles, PCNA est une protéine trimérique (en bleu) qui peut s'associer à de nombreuses protéines pour former une plateforme protéique. A l'instar de PCNA nucléaire, PCNA cytoplasmique s'adapte à la physiologie du neutrophile et favorise sa survie (Witko-Sarsat et al. J Exp Med 2010):

    1) En condition basale, en l'absence d'infection ou d'inflammation, PCNA est associé à des partenaires comme les procaspases pour éviter son apoptose spontanée. 2) En condition de survie induite (inflammation, traitement par du G-CSF, anoxie) de nouveaux partenaires de PCNA (comme la protéine p21/waf1) vont s'associer et moduler la plateforme protéique pour promouvoir la survie du neutrophile. 3) Au cours de l'apoptose physiologique du neutrophile, PCNA est dégradé par le protéasome permettant la libération des procaspases. 4) La survie du neutrophile après la phagocytose d'une bactérie est également modulée par PCNA. Cette modulation est dépendante du type de bactérie (Witko-Sarsat & Ohayon Immunol Reviews in press)

     

    Figure 4: Favoriser l'apoptose des neutrophiles dans la mucoviscidose : PCNA une nouvelle cible ?


    La mucoviscidose est caractérisée par une infection chronique par Pseudomonas aeruginosa et une inflammation pulmonaire au cours de laquelle les neutrophiles ont un potentiel excessivement délétère. Les neutrophiles dont les mécanismes d'activation sont dérégulés sont maintenant considérés comme des cibles thérapeutiques afin de contrôler cette inflammation pulmonaire (Editorial J Innate Immunity 2013)

    Nous avons observé que les neutrophiles de patients atteints de mucovicidose ont un retard d'apoptose associé à une expression accrue de PCNA, favorisant leur persistance sur le site inflammatoire. De façon intéressante, l'inhibition de PCNA par un peptide p21 permet de rétablir une apoptose normale. Dans la même optique thérapeutique, la Roscovitine, inhibiteur synthétique des cyclines dépendantes des kinases qui déclenche l'apoptose des neutrophiles est actuellement testée dans un essai clinique chez les patients atteints de mucoviscidose (Meijer et al J Innate Immunity 2016 : article which is the choice of the editor )
    (Editorial J Innate Immunity 2016)

    Ces travaux de recherche sont soutenus par l'association Vaincre la Mucoviscidose et ABCF2 Mucoviscidose

     

    Figure 5 : PCNA possède une séquence d'export nucléaire (NES) et relocalisé dans le cytosol à la fin de la différenciation granulocytaire.


    Nous avons montré que la localisation exclusivement cytosolique de PCNA dans les neutrophiles résulte d'un mécanisme actif d'export sous la dépendance de l'exportine CRM-1. Nous avons identifié la séquence NES dans PCNA, située à l'intérieur du trimère et active uniquement lorsque PCNA est monomérique (Bouayad et al J Biol Chem 2012; De Chiara et al J Leukocyte Biol 2013).

    Figure 6: Les cellules leucémiques promyélocytaires HL60 résistantes à la chimiothérapie présentent un PCNA cytoplasmique

    Nous avons observé que la présence de PCNA cytoplasmique dans les cellules HL60 résistantes à la daunorubicine favorisait leur survie et pourrait constituer une nouvelle cible thérapeutique ou un biomarqueur de la réponse aux traitements (Ohayon et al Manuscript submitted for publication).


    Ces travaux de recherche sont soutenus par l'association pour la recherche  contre le cancer (ARC)



















    Equipes du département