Autophagie  et  présentation  des  antigènes  par  les  CMH-­‐II

2.1.1. Connexions moléculaires entre l’autophagie et les voies de présentation CMH-II

Dans les APC, les autophagosomes fusionnent fréquemment avec les compartiments

MIIC⁴¹⁰. Les vésicules ainsi fusionnées ont une structure proche des MVB et expriment à

leurs membranes des molécules du CMH-II, HLA-DM et des marqueurs lysosomaux (LAMP). Un antigène du virus de la grippe (MP, protéine de la matrice) fusionné à la protéine

LC3 est dirigé dans les autophagosomes et conduit à l’activation des LT CD4 spécifiques⁴¹⁰.

Ces données suggèrent un rôle de l’autophagie dans l’apprêtement sur les molécules du CMH-II des antigènes capturés. Par ailleurs, des autophagosomes non conventionnels peuvent

se former à partir des compartiments MIIC après activation de la voie TLR4 dans les DC⁵⁷².

Leur double membrane contient des marqueurs classiques de l’autophagie et de la machinerie

de présentation par les molécules du CMH-II⁵⁷². Ces autophagosomes peuvent séquestrer des

agrégats protéiques (DALIS)⁵⁷² mais leur rôle dans la présentation des antigènes n’a pas été

évalué.

De façon intéressante, des protéines de la machinerie autophagique sont impliquées dans la stabilisation des phagosomes contenant des pathogènes pour faciliter l’apprêtement

d’antigènes exogènes sur les molécules du CMH-II⁵⁷³ (Cf. Figure 18).

2.1.2. Autophagie et présentation des antigènes endogènes par les CMH-II

En absence d’infection, l’autophagie participe à l’apprêtement des antigènes du soi intracellulaires sur les molécules du CMH-II (Cf. Figure 18).

2.1.2.1. Évidences biochimiques

Des expériences d’élution peptidiques montrent que le répertoire des peptides du soi présentés par les molécules du CMH-II (cf. partie I -B -2.3.2) est modifié après une carence

nutritionnelle corrélée avec l’induction de l’autophagie574. Le nombre de peptides générés par

l’apprêtement de certains antigènes cytosoliques et nucléaires augmente drastiquement (d’en

et Hsp70 ^574,575 : ces données confirment que ces protéines ont accès à des compartiments

vésiculaires riches en molécules de CHM-II^410,572.

2.1.2.2. Évidences in vivo dans la sélection thymique

L’éducation thymique des lymphocytes T est un prérequis indispensable pour la suppression des LT auto-réactifs. Les lymphocytes, qui reconnaissent des peptides issus de protéines du soi présentées par les cellules épithéliales thymiques (TEC), entrent en apoptose.

L’autophagie est importante dans le processus de sélection thymique des LT CD4

mais pas des LT CD8576–578. Dans des modèles murins où la machinerie autophagique dans le

thymus est défectueuse, la déplétion des LT CD4 auto-réactifs est fortement perturbée576. Des

infiltrations de lymphocytes auto-réactifs sont observées dans divers tissus, induisant l’apparition de coliques auto-immunes. Ces effets sont dûs à une mauvaise présentation des

antigènes cytoplasmiques par les TEC déficientes pour l’autophagie576. De fait, LC3

colocalise dans les TEC avec les compartiments CMH-II 577. L’expression dans ces cellules

d’un antigène modèle fusionné à la protéine LC3 (dirigé dans les autophagosomes) conduit à la déplétion efficace des lymphocytes T spécifiques de cet antigène, et bloquer son

acheminement dans les autophagosomes empêche cette sélection négative578.

L’autophagie participe également à l’apprêtement d’antigènes de tumeurs et

d’antigènes modèles sur les molécules du CMH-II.

2.1.2.3. Antigènes de tumeurs

Après transfection de l’antigène tumorale MUC1 dans des hMDDC, le blocage de

l’autophagie par des drogues inhibe l’activation des LT CD4 spécifiques de cette protéine579.

Dans ce modèle in vitro, l’autophagie semble pouvoir jouer un rôle dans la présentation des antigènes endogènes de tumeurs.

2.1.2.4. Antigènes modèles

Des lymphocytes B et des cellules de lignées tumorales exprimant la protéine de résistance à la Néomycine (NeoR) sont capables d’activer des clones T CD4 spécifiques de cette protéine, de façon indépendante des voies de présentation exogène et de la machinerie

du protéasome mais dépendante de la voie endo/lysosomale⁵⁸⁰. L’inhibition de l’autophagie

avec le 3-MA empêche la dégradation de la protéine et diminuerait son apprêtement sur les

molécules du CMH-II, mesuré par l’activation des clones⁵⁸⁰. Par ailleurs, forcer l’agrégation

de l’ovalbumine (OVA) dans des cellules de mélanomes murines induit son internalisation dans les autophagosomes, potentialisant in vivo la réponse T CD4 spécifique de cet

antigène⁵⁸¹. De plus, activer (via une carence) ou inhiber (via des drogues ou des siRNA)

l’autophagie dans les DC murines augmente ou diminue respectivement la présentation des

antigènes issus de la protéine HEL (Hen Eggs Lysozyme) aux LT CD4⁵⁸². Cet antigène

voie autophagique⁵⁸² : l’autophagie pourrait donc jouer un rôle dans l’apparition de certaines maladies auto-immunes ou la réponse anticorps est dirigée contre des antigènes du soi citrullinés (la polyarthrite rhumatoïde).

2.1.2.5. Antigènes de pathogènes intracellulaires

L’autophagie, en dégradant des antigènes viraux et bactériens intracellulaires, conduit à leur apprêtement et leur chargement sur les molécules du CMH-II.

Antigènes viraux

Dans des lignées B infectées par l’EBV (Epstein Bar Virus), l’antigène EBNA1

s’accumule dans les autophagosomes583. En bloquant l’autophagie avec des siRNA ou des

drogues, l’activation de clones T CD4 spécifiques d’épitopes d’EBNA1 est diminuée. Ainsi, un antigène nucléaire viral peut être apprêté sur les molécules du CMH-II via la machinerie

autophagique583. Cependant, d’autres épitopes d’EBNA1 sont présentés par les molécules du

CMH-II de façon indépendante de l’autophagie584. En effet, la localisation nucléaire

d’EBNA1 restreint la réponse T CD4 dépendante de l’autophagie à certains épitopes : lorsque la protéine virale est envoyée dans le cytoplasme en bloquant son accès dans le noyau par mutation de son domaine de relocalisation nucléaire, les différents épitopes d’EBNA1 sont

alors chargés efficacement sur les molécules du CMH-II via la voie autophagique 584.

A contrario, dans certains modèles infectieux, l’autophagie ne joue pas de rôle dans la

présentation endogène par les molécules du CMH-II. Dans un modèle d’infection de souris par le virus de la grippe, l’inhibition de l’autophagie par des siRNA dans les APC murines n’a

pas d’impact in vitro sur l’activation des T CD4 spécifiques d’épitopes de la matrice virale414.

L’apprêtement de l’antigène semble être partiellement dépendant du protéasome. Une explication serait que le virus de la grippe inhibe la maturation des autophagosomes dans les

cellules infectées585. Ainsi, l’impact de l’autophagie sur l’activation de la réponse T CD4

antivirale varie en fonction du contexte infectieux et des éventuels mécanismes d’échappement développés par les virus (cf. partie I -C -3).

Antigènes bactériens

De nombreuses bactéries phagocytées secrètent des facteurs de virulence à travers la membrane du phagophore vers le cytosol. De tels facteurs sont souvent importants pour la survie de la bactérie dans sa vacuole de phagocytose et son échappement à la dégradation lysosomale, mais ils fournissent également une source d’antigènes apprêtés sur les molécules du CMH-II via l’autophagie. Par exemple, la bactérie Yersinia inhibe les voies de présentation CMH-II exogène « classiques », mais des macrophages infectés restent capables de stimuler

des LT CD4 spécifiques du facteur de virulence YopE, libéré dans le cytosol 586. La

présentation par les molécules du CMH-II d’épitopes de YopE est inhibée par des drogues bloquant l’autophagie et la dégradation lysosomale.

L’infection BCG conduit également au chargement de l’antigène Ag85B du bacille sur les molécules du CMH-II des DC et macrophages murins. En induisant l’autophagie dans

ces cellules avec la rapamycine, le bacille colocalise dans les autophagosomes/lysosomes et

les DC infectées in vitro ont une meilleure capacité pour activer la réponse T CD4⁵⁸⁷.

L’autophagie joue également un rôle dans la dégradation de bactéries comme

Salmonella qui échappent à la dégradation par phagocytose et rentrent dans le cytosol. De

façon remarquable, la présentation par les molécules du CMH-II d’antigènes de Salmonella est dépendante de l’autophagie induite par NOD (cf. partie I -C -1.1.2.2): des hmDC infectées exprimant les variants NOD2 et Atg16L impliqués dans la maladie de Crohn ne sont pas

capables d’induire la prolifération des T CD4 ²¹⁹. Une étude de cohorte chez des enfants

susceptibles pour la maladie de Crohn confirme ces résultats, montrant que les hmDC dérivées de monocytes chez ces patients sont inaptes à présenter divers antigènes modèles aux

LT CD4 spécifiques⁵⁸⁸.

2.1.3. Autophagie et présentation des antigènes exogènes par les CMH-II

2.1.3.1. Rôle de l’autophagie

La contribution de l’autophagie au chargement des molécules du CMH-II n’est pas restreinte aux protéines endogènes mais s’étend également à la présentation exogène « classique » (Cf. Figure 18).

L’autophagie jouerait un rôle dans la présentation exogène d’antigènes des virus HSV-1 et HSV-2 par les molécules du CMH-II. La réponse T CD4 spécifique pour HSV-1 est diminuée de plus de moitié chez des souris infectées déficientes pour Atg5 dans la lignée

hématopoïétique, ⁵⁸⁹ et ces mêmes souris meurent rapidement suite à une infection HSV-2.

Alors que les capacités de migration, de maturation et de capture de l’antigène par les DC de ces souris restent intactes, leur capacité à présenter par les molécules du CMH-II des antigènes modèles phagocytés pour l’activation des lymphocytes T CD4 est diminuée in

vitro589. La fusion phagosomes/lysosomes semble affectée dans ces DC. L’hypothèse serait que les autophagosomes participent à l’apprêtement des antigènes phagocytés en induisant la maturation des phagosomes et la dégradation de l’antigène (ou du pathogène).

L’autophagie serait également impliquée dans la présentation des antigènes exogènes du VIH par les CMH-II dans les DC en absence de réplication virale (cf. partie I -E -5.2.3).

2.1.3.2. Rôle de la LAP

La LAP activée par la voie de signalisation TLR2 pourrait être impliquée dans

l’apprêtement et la présentation exogène d’antigènes fongiques de Candida Albicans573. Les

phagosomes contenant le pathogène sont stabilisés suite au recrutement (indépendant de Beclin1 et p62) du LC3 sur leurs membranes, permettant ainsi une présentation antigénique

prolongée573. De plus, la fixation par le récepteur de phagocytose Dectin 1 de sucres

β-Glucanes présents sur la membrane de certains parasites comme Saccharomyces Cerevisiae ou Candida Albicans (tués par la chaleur) induit la LAP et conduit à une meilleure