Régulation inhibitrice de la polarisation Th9

a) L’équilibre entre les facteurs clés GATA3 et Foxp3

Le développement des cellules Th9 est le résultat d’un équilibre entre plusieurs voies de signalisation. La précarité de cet équilibre peut en partie expliquer l’instabilité de ce sous-type. GATA3, facteur caractéristique du sous-type Th2, est un gène cible important de Stat6, impliqué dans la différenciation cellulaire Th9. Cependant, la fonction de GATA3 dans la polarisation des cellules Th9 reste mal caractérisée, certaines études ont révélé que l’expression ectopique de GATA3 dans des cellules Th9 permettait d’améliorer la sécrétion d’IL-9, cependant d’autres études ont échoué à reproduire ces résultats (Goswami et al., 2012; Tamiya et al., 2013; Veldhoen et al., 2008). La différence de résultats observés concernant le rôle de GATA3 provient probablement de la quantité de GATA3 exprimé. En effet, en l’absence de GATA3, une forte expression de Foxp3 est observée dans les cellules Th9, conduisant à l’inhibition de la sécrétion d’IL-9 (Dardalhon et al., 2008) Ainsi, une expression raisonnée de GATA3 au sein des cellules Th9 serait responsable de l’inhibition de Foxp3 (Mantel et al., 2007), sans pour autant activer le programme transcriptionnel Th2. En revanche, une trop forte expression de GATA3 tendrait à réprimer l’activité transcriptionnelle de PU.1, indispensable à la polarisation Th9 et conduirait à l’expression des gènes Th2. Le gradient d’expression de GATA3 pourrait donc jouer un rôle déterminant dans la polarisation de différents

62 sous-ensembles T helper. L’expression de GATA3 reflète ainsi la complexité du programme transcriptionnel Th9, nécessitant un équilibre subtil entre les réseaux transcriptionnels Th2 et Treg.

b) L’activation de STAT3

L’activation de STAT3 est un événement clé du processus de différenciation des cellules Th17. STAT3 s’illustre également comme un facteur inhibiteur de la différenciation des cellules Th9 (Figure 16) puisque les cellules Th9 déficientes pour STAT3 présentent une sécrétion d’IL-9 plus importante et plus stable dans le temps (Ulrich et al., 2017). De nombreuses cytokines sont capables d’activer STAT3 et sont ainsi responsables de l’altération du développement des cellules Th9, notamment l’IL-6, l’IL-23 et l’IL-10 (Jager et al., 2009; Olson et al., 2016; Ulrich et al., 2017).

L’IL-6 réprime la polarisation des cellules Th9 de manière STAT3 dépendante (Olson et al., 2016). L’ajout d’IL-6 à des cellules Th9 en culture se traduit par une diminution de la sécrétion d’IL-9. Cette inhibition s’explique par une expression diminuée du récepteur à l’IL-2 (CD25), conduisant à une moindre activation de STAT5 (Figure 16) et une diminution de la production endogène d’IL-2 (Olson et al., 2016). En outre, l’expression ectopique de STAT5 activé dans ces cellules permet de restaurer la sécrétion d’IL-9, confirmant que la signalisation IL-6/STAT3 réprime la différenciation des cellules Th9 en réprimant l’activation de STAT5 (Olson et al., 2016).

En présence d’IL-23, la sécrétion d’IL-9 par les cellules T est fortement diminuée et à l’inverse, les cellules Th9 déficientes pour l’Il23R, présentent une meilleure sécrétion d’IL-9 (Purwar et al., 2012) (Figure 16).

Les cellules Th9 murines sécrètent également de l’IL-10 capable d’activer STAT3. Une récente étude de l’équipe du Pr Kaplan a révélé que cette production d’IL-10 participait, de manière STAT3 dépendante, à l’instabilité du sous-type Th9 (Ulrich et al., 2017) (Figure 16). Les cellules Th9 maintiennent difficilement leur sécrétion d’IL-9 dans le temps et il apparait que le blocage de l’IL-10 lors du processus de différentiation permet d’améliorer la stabilité de sécrétion de l’IL-9 par les cellules Th9.

c) Bcl6, facteur clé des cellules Tfh

À l’origine, Bcl6 a été identifié comme un proto-oncogène dans les lymphomes à cellules B, ce n’est que plus tard que ce facteur a été décrit comme le master régulateur des cellules Tfh (Crotty, 2014; Liu et al., 2013). Bcl6 est induit dans les cellules T après activation de STAT3, notamment en

63 réponse à l’IL-6 (Liao et al., 2014). In vitro, les cellules Th9 présentent un taux d’expression de Bcl6 plus faible que les autres sous-types T helper. L’expression ectopique de Bcl6 au sein des cellules Th9 conduit à une altération du processus de différentiation aboutissant à une diminution de production d’IL-9. Il existe une corrélation inverse entre le niveau d’expression de Bcl6 et l’expression des cytokines Il2 et Il9 (Bassil et al., 2014; Liao et al., 2014). De plus, les cellules T déficientes pour STAT5 ou l’IL-2 présentent une augmentation de l’expression de Bcl6. Bcl6 est capable de se lier au promoteur de l’Il9 (Figure 16), sur des régions adjacentes à STAT5, empêchant ainsi sa fixation et limitant l’expression de l’Il9 (Bassil et al., 2014; Liao et al., 2014). La fixation de Bcl6 sur le promoteur de l’Il9 peut elle aussi être limitée par la présence de STAT5, Bcl6 étant activé par STAT3, ces résultats confirment les effets antagonistes de STAT3 sur STAT5 et sa capacité à induire la polarisation des cellules Th9.

d) Les cytokines inductrices de la polarisation Th1

Si l’activation de STAT1 et IRF1 par l’IL-1 est capable d’améliorer la différenciation des cellules Th9 et la production d’IL-9, l’activation de STAT1 peut également conduire à la répression de la polarisation Th9. STAT1 est activé dans les cellules T par de nombreuses cytokines, notamment l’IFNγ, les IFN de type I, l’IL-6, l’IL-10, l’IL-21 et l’IL-27. L’IFNγ et l’IL-27 sont deux cytokines capables d’induire la polarisation des cellules Th1, notamment au travers de l’activation de STAT1 et de l’expression du master régulateur T-bet. La présence d’IFNγ lors de la différenciation de cellules Th9

in vitro supprime de manière drastique la sécrétion d’IL-9, notamment en réduisant la capacité des

cellules à répondre à l’IL-4 (Schmitt et al., 1994). Réciproquement, dans un modèle d’asthme, une déficience de la voie de signalisation de l’IFNγ/STAT1 se traduit par une augmentation de la production d’IL-9 (Ubel et al., 2014). Dans un modèle d’EAE, l’IL-27 produit par les DC est responsable de l’inhibition du développement des cellules Th9 in vitro et in vivo, de manière STAT1 et T-bet dépendante (Murugaiyan et al., 2012). Il semblerait ainsi que l’IFNγ, tout comme il prévient la différenciation et la prolifération des cellules Th2, soit également capable d’inhiber le développement des cellules Th9 (Figure 16).

64 Th9 STAT3 ^P IL-10R IL-10 IL-6 IL-6R IL-23R IL-23 IL-4R Bcl6 STAT5 P IL-2 IL-2R GATA3 Foxp3 T-bet STAT1 ^P IFNγ IL-27 Bcl6 Il9 T-bet STAT1^P Il4Rα IL-4 TGFβ-RI TGFβ-RII TGF-β IFNγ-R IL-27R

Figure 16: Mécanismes d’inhibition de la polarisation des cellules Th9.

Les cytokines induisant l’activation de STAT3 telles que l’IL-6, l’IL-10 et l’IL-23 sont responsables de la répression de la différenciation des cellules Th9. L’activation de la signalisation STAT3 conduit à une diminution de l’activation de STAT5 nécessaire à la polarisation des cellules Th9. STAT3 est également responsable de l’expression du facteur BCL6 qui est capable de se fixer sur le promoteur de l’Il9, conduisant à la diminution de son expression. L’activation de STAT1 par l’IFNγ ou l’IL-27 entraîne l’expression du « master régulateur » des cellules Th1, T-bet. Ce facteur, de même que STAT1, réprime l’expression du récepteur à l’IL-4 nécessaire aux cellules Th9. T-bet, tout comme Foxp3 qui est induit par le TGF-β, est responsable de la répression du facteur GATA3 et de l’inhibition de la polarisation des cellules Th9.

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