Mécanismes effecteurs des Tregs 37

Ø L’IL-10

L’IL-10 est une molécule anti-inflammatoire secrétée par plusieurs types cellulaires comme les DCs, les LB, les LTconvs, les Tregs etc... Les souris IL-10KO développent une forte inflammation au niveau intestinal. Il a également été démontré un rôle important de l’IL-10 dans la prévention d’autres pathologies comme les infections mycobactériennes (Kursar et al., 2007). ou le rejet de greffe (Molitor-Dart et al., 2007). L’IL-10 est l’une des premières cytokines découverte comme impliquée dans les fonctions suppressives des Tregs. En effet,

c’est en 1999 que le groupe de Fiona Powrie met en évidence le rôle de l’IL-10 produite par les Tregs dans le contrôle de l’IBD (Inflammatory Bowel Disease) induite par le transfert de LT CD4+ naïfs dans des hôtes immuno-déficients (Asseman et al., 1999). Contrairement à l’injection de Tregs issus d’une souris WT, l’injection de Tregs provenant de souris IL-10KO ne permet pas de contrôler la pathologie (Asseman et al., 1999). Plus récemment, l’équipe de Rudensky a réellement démontré le rôle de l’IL-10 secrétée par les Tregs en utilisant des souris conditionnelles où l’ablation de l’IL-10 est spécifique aux Tregs. Ces souris ne développent pas d’auto-immunité systémique mais une IBD, une hyper-sensibilité cutanée et une forte inflammation des voies pulmonaires (Rubtsov et al., 2010). Bien qu’il ait été démontré que les Tregs produisent de l’IL-10 in vitro en présence d’IL-2 (de la Rosa et al., 2004), elle n’est pas impliquée dans la régulation in vitro de la prolifération des LTconvs (Shevach, 2006).

Ces résultats indiquent que l’IL-10 produite par les Tregs est importante pour la régulation immunitaire dans les muqueuses.

Ø Le TGF-b

Le TGF-b est une cytokine immunosuppressive à effet pléiotropique. Les souris déficientes en TGF-b ou pour son récepteur développent un syndrome lymphoprolifératif similaire aux souris Foxp3null (Marie et al., 2006; Shull et al., 1992). Le TGF-b membranaire peut être exprimé à la surface des Tregs et participe à leur fonction suppressive in vitro (Nakamura et al., 2001). En particulier, les Tregs activés expriment le complexe LAP/TGF-b et peuvent directement participer à la conversion de LTconvs en iTregs (Anderson et al., 2008). Le TGF- b induit aussi l’expression d’IDO dans les DCs augmentant ainsi, via une autre voie, la conversion de LTconvs en iTregs (Pallotta et al., 2011). Enfin, le TGF-b joue un rôle important dans l’induction et le maintien de l’expression de Foxp3 in vivo et in vitro dans les nTregs et les iTregs (Chen et al., 2003; Li et al., 2006).

L’ensemble de ces résultats révèle un rôle direct et indirect du TGF-b produit par les Tregs dans l’immunosuppression.

Ø L’IL-35

L’IL-35 est une cytokine découverte très récemment par l’équipe de Dario Vignali. Elle est composée de la chaîne a de l’IL-12 appelée p35 et de la chaîne b de l’IL-27 appelée Ebi3 (Epstein-Barr virus-induced gene 3). Cette cytokine participe aux fonctions suppressives des

Tregs in vitro et in vivo (Collison et al., 2007). De manière intéressante, les Tregs producteurs d’IL-35 interagissent par contacts avec leurs cibles (Collison et al., 2009) et induisent des iTregs, n’exprimant pas Foxp3, appelés « Tr35 ». Les Tr35 sont également de forts producteurs d’IL-35 et possèdent des fonctions suppressives (Collison et al., 2010). Toutefois, les Tregs déficients pour p35 ou Ebi3 ne sont que légèrement moins fonctionnels in vitro que des Tregs « sauvages ». De même, les souris déficientes pour Ebi3 ne développent pas de syndrome auto-immun (Collison et al., 2007). Des études complémentaires seraient donc nécessaires afin de mieux caractériser le rôle de cette cytokine dans la fonction des Tregs. Les cytokines produites par les Tregs sont anti-inflammatoires et immunosuppressives, et l’expression de ces molécules augmente lors de l’activation des Tregs. En effet, les Tregs fortement activés vont être plus suppresseurs, phénomène amplifié par une boucle de régulation positive via l’expression accrue de l'IL-10, du TGF-! et de l'IL-35. Dans un même temps, ils vont également induire la différenciation des LTconvs en iTregs, Tr1 et Tr35, sécrétant à leur tour des cytokines immunosuppressives (Figure 11).

Figure 11 : Boucles d’action des cytokines immunosuppressives produites par les Tregs.

Issu des (Yamaguchi et al., 2011) b) La cytolyse

Les Tregs peuvent produire ou exprimer à leur surface d’autres molécules suppressives entraînant la mort des cellules cibles. La molécule principale utilisée par les Tregs pour induire la cytolyse est l’utilisation des molécules de Granzyme B (GrzmB). Il a été démontré

que la voie perforine/granzyme était directement utilisée par les Tregs pour lyser leurs cibles (Cao et al., 2007). De plus, l’équipe de Sebastian Amigorena a démontré in vivo, dans un contexte tumoral, que les Tregs tuent les DCs présentes dans la tumeur et dans les ganglions drainants via la voie perforine/granzyme (Boissonnas et al., 2010).

La galectine-1 (Gal-1) est une autre molécule utilisée par les Tregs qui lorsqu’elle se fixe à ses ligands CD45, CD43 et CD7, induit l’apoptose des cellules et les Tregs issus des souris Galectine-1KO sont moins suppresseurs in vitro (Garin et al., 2007).

Enfin, les Tregs expriment TRAIL (Tumor necrosis factor Related Apoptosis Induced Ligand) et Fas-L après activation et peuvent ainsi induire l’apoptose de leur cellules cibles (Ren et al., 2007; Strauss et al., 2009).

c) Les altérations métaboliques

Les Tregs peuvent agir sur certaines voies métaboliques des LTconvs et ainsi inhiber leurs fonctions ou encore induire leur apoptose (Figure 12).

Ø Les ectoenzymes : CD39 et CD73

Les Tregs expriment différents marqueurs à leur surface et certaines protéines permettant de les identifier sont souvent reliées à leur fonction suppressive. C’est le cas des deux ectoenzymes CD39 et CD73, exprimées préférentiellement sur les Tregs, qui catalysent l’ATP en adénosine. L’enzyme CD39 transforme l’ATP en AMP et l’enzyme CD73 transforme l’AMP en adénosine. L’adénosine produite va se fixer sur le récepteur A2A exprimé par les LTconvs pour inhiber leur activation et leur prolifération in vitro et in vivo (Deaglio et al., 2007).

Ø L’AMP cyclique (AMPc)

Les Tregs peuvent agir de manière différente via le métabolisme de l’adénosine. En effet, ils possèdent une forte concentration d’AMPc intracytoplasmique grâce, notamment, à la répression de l’expression du gène Pde3b codant pour la phosphodiestérase PDE3B qui dégrade l’AMPc (Gavin 2007 Nature). Les Tregs sont, en outre, capables de transférer de l’AMPc dans le cytoplasme des LTconvs via des jonctions GAP, ce qui induit une accumulation d’ICER (Inducible cAMP early repressor) dans le noyau (Vaeth et al., 2011) des LTconvs et par conséquent réduit leur prolifération et leur synthèse d’IL-2 (Bopp et al., 2007).

Ø La consommation d’IL-2

Les Tregs expriment fortement le CD25 mais ne produisent pas d’IL-2. Cela les rend dépendants de l’IL-2 produite par les LTconvs (Almeida 2002 JI). La consommation d’IL-2 est très importante pour les Tregs car cette cytokine leur permet de proliférer, de survivre et de fonctionner. Du fait de leur forte consommation d’IL-2, les Tregs peuvent priver les LTconvs de l’IL-2 environnante. Les LTconvs privés d’IL-2 expriment Bim et rentrent en apoptose (Pandiyan et al., 2007). De la même façon, il a été très récemment démontré que les Tregs perturbent l’activité des lymphocytes NK en consommant l’IL-2 environnante (Gasteiger et al., 2013b).

Figure 12 : Mécanismes des altérations métaboliques causées par les Tregs.

Issu de (Vignali et al., 2008).

d) La modulation des cellules dendritiques

Les Tregs peuvent moduler l’activation et le phénotype des DCs. En particulier, ils diminuent les capacités de co-stimulation des DCs à la fois in vitro (Cederbom et al., 2000) et in vivo (Wing et al., 2008). Les Tregs expriment fortement CTLA-4 qui se fixe comme CD28 sur les molécules de co-stimulation CD80 et CD86, entraînant la diminution de leur expression à la surface des DCs. En effet, il a été montré que les Tregs sont capables d’arracher par trans- endocytose les molécules de co-stimulation CD80 et CD86 exprimé par les DCs grâce à CTLA-4. Ce phénomène diminue l’expression de CD80 et CD86 à la surface des DCs et diminue ainsi leur capacité de co-stimulation (Qureshi et al., 2011). De plus, il a été démontré que les Tregs formaient des agrégats avec les DCs grâce à CTLA-4 et la molécule d’adhésion LFA-1 (CD11a), inhibant ainsi leur maturation in vitro (Onishi et al., 2008).

Lorsqu’ils sont activés, les Tregs expriment également la molécule LAG-3 (Lymphocyte Activation Gene-3), qui est une molécule homologue au co-récepteur CD4. LAG-3 se fixe aux molécules du CMH de classe II avec une forte affinité, augmentant le temps d’interaction entre DCs et Tregs (Huang et al., 2004), ce qui permet d’inhiber les DCs (Liang et al., 2008). Dans un même registre, les Tregs expriment fortement la neuropilin-1 (Nrp-1). La Nrp-1, en se liant au VGEF (Vascular Endothelial Growth Factor) et aux sémaphorines de classe 3, permet également d’augmenter les interactions entre DCs et Tregs entraînant ainsi une diminution de la capacité de présentation antigénique des DCs (Sarris et al., 2008).

Nous venons ainsi de passer en revue les principaux mécanismes de suppression décrits par les Tregs (Figure 13). Il est probable que le type de mécanisme utilisé par les Tregs dépend de l’environnement où ils se situent et des cibles cellulaires à inhiber.

Figure 13 : L’arsenal de suppression des Tregs.

2. Les Tregs : des cellules régulatrices professionnelles