Jusqu’à présent, le rôle de Foxo3 a surtout été étudié dans les cellules myéloïdes, à cause de son expression plus forte dans ce compartiment par rapport au compartiment lymphoïde. En effet, les premières études sur le rôle de Foxo3 montrent que ce facteur de transcription permet de contrôler l’amplitude de la réponse immunitaire antivirale. Les souris déficientes pour ce FT présentent un nombre de LT CD4 et T CD8 spécifiques 3 à 4 fois supérieur par rapport aux souris contrôles. Ce phénotype n’est pas dépendant du compartiment T mais dépend du compartiment myéloïde. En effet, la déficience en Foxo3 s’accompagne d’une augmentation drastique de la quantité de cytokines pro-inflammatoires produites par les cellules dendritiques, les monocytes et les macrophages dans un contexte infectieux (Dejean, Beisner et al. 2009, Litvak, Ratushny et al. 2012, Lee, Espeli et al. 2013). Ces travaux suggèrent donc que Foxo3 joue un rôle inhibiteur lors de réponses antivirales en limitant la sécrétion de cytokines par les cellules myéloïdes.
Des études faites sur les facteurs Foxo dans les lymphocytes T montrent que, très rapidement après engagement du TCR, ces protéines sont exclues du noyau par phosphorylation via la voie PI3K-Akt (Brunet, Bonni et al. 1999 , Ouyang, Liao et al. 2012). Il est connu que Foxo1 et Foxo3 peuvent être phosphorylés sur 3 résidus par Akt (T24, S256, S319 pour Foxo1 et T32, S253 et S315 pour Foxo3). Cette phosphorylation induit l’exclusion nucléaire des facteurs Foxo et leur dégradation par protéolyse (Biggs, Meisenhelder et al. 1999). Nos résultats montrent pourtant que, malgré cette régulation dynamique lors des phases précoces de l’engagement du TCR, l’expression de Foxo3 augmente lorsque les LT CD4 sont stimulés de façon prolongée, soit in vitro avec de l’anti-CD3, soit dans un contexte plus physiologique en présence d’APC et de peptides. Nous avons montré que l’expression de Foxo3 est proportionnelle à l’intensité du signal du TCR, et également que Foxo3 s’accumule dans le noyau au cours du temps. Ces résultats, en conjonction avec ceux de la littérature, montrent donc que la régulation spatiotemporelle des facteurs Foxo est dynamique lors de l’activation des LT CD4. De façon intéressante, le fait que Foxo3 se relocalise et s’accumule très rapidement dans le noyau nous amène à penser que
ce FT pourrait jouer un rôle important lors de l’activation et de la différenciation des LT.
Néanmoins, le rôle de Foxo3 dans les lymphocytes T n’a été que très peu étudié. Deux études, également réalisées dans un contexte antiviral, montrent un possible rôle de Foxo3 dans les lymphocytes T CD8. Dans cette étude, les auteurs ont pu mettre en évidence que la déficience en Foxo3 s’accompagne d’une augmentation de la proportion des lymphocytes T CD8 mémoires spécifiques du LCMV, et que ce phénotype serait dû à une augmentation de la survie et non à une prolifération accrue des LT CD8 (Sullivan, Kim et al. 2012). Cette diminution de l’apoptose des LT CD8 résulte de la augmentation du facteur anti-apoptotique Bcl-2 et d’une diminution du facteur pro-apoptotique BIM dans les LT CD8, mais n’impacte pas pour autant la qualité de la réponse immunitaire (Sullivan, Kim et al. 2012).
Il a été montré que Foxo3 joue un rôle dans les LT CD8 et dans de nombreuses lignées cellulaires, où il contrôle de l’apoptose et l’entrée dans le cycle cellulaire des cellules (Brunet, Bonni et al. 1999, Stahl, Dijkers et al. 2002, You, Pellegrini et al. 2006). Notre étude sur le rôle de Foxo3 ne nous a pas permis de mettre en évidence des différences en termes de prolifération ou de survie des LT CD4, que ce soit in vitro ou in vivo dans le modèle de l’EAE. En revanche, nous avons mis en évidence que l’invalidation de Foxo3 perturbe la différenciation des LT CD4. En effet, in vitro les LT CD4 Foxo3-/- produisent moins d’IFN-g et de GM-CSF que les LT CD4 WT, suggérant un rôle clé de Foxo3 dans la différenciation T CD4. De nombreux rôles ont été attribués à Foxo1 dans ce processus de différenciation des T CD4. En effet, il a été montré que Foxo1 était nécessaire à la différenciation des LT CD4 en Treg et Th9, et qu’il inhibait la différenciation TFh et Th17 en activant ou réprimant des gènes clés de chaque lignage (Laine, Martin et al. 2015, Stone, Pepper et al. 2015, Buttrick, Wang et al. 2018). En particulier pour lignage Treg, il a été montré que Foxo1 et Foxo3 sont nécessaires à l’induction du programme Treg, notamment via le contrôle de l’expression de Foxp3 (Harada, Harada et al. 2010). Cette participation de Foxo3 au programme Treg semble être mineure car les souris Foxo3-/- présentent une proportion
et un nombre normaux de Treg, que ce soit dans le thymus ou en périphérie, à l’état basal, ou suite à l’induction de l’EAE. De plus, les LT CD4 Foxo3-/- sont capables de
se différencier en iTreg en présence de TGF-b. Les Treg déficients pour Foxo3 sont également fonctionnels car ils inhibent aussi effacement la prolifération des LT
effecteurs que les Treg WT. In vitro, nos expériences montrent que Foxo3 joue un rôle majeur dans les LT CD4 différenciés en condition non polarisante et en condition Th1 mais pas en conditions Th2 et Th17 où l’on observe la même proportion de cellules productrices d’IL-13, d’IL-17 respectivement. En revanche dans les LT CD4 stimulés en condition neutre et en condition Th1, la production d’IFN-g et de GM-CSF est fortement diminuée. Cette diminution d’IFN-g et de GM-CSF est également observée
in vivo suite à l’immunisation des souris Foxo3KO avec le peptide MOG 35-55 suggérant
que Foxo3 participe au contrôle de la production de ces deux cytokines qui jouent un rôle majeur dans le développement de l’EAE. Ces résultats sont très intéressants car ils montrent pour la première fois un rôle de Foxo3 dans les LT qui est indépendant du rôle de Foxo1. En effet, il a longtemps été supposé que ces deux facteurs de transcription pourraient avoir des fonctions redondantes car ils sont hautement similaire au niveau de leurs séquences et possèdent le même site de liaison à l’ADN. Ainsi, la délétion d’un des facteurs Foxo pourrait être compensée par le second. Néanmoins, même si Foxo1 est exprimé à de plus forts niveau que Foxo3 dans les LT, il ne semble pas être capable de réguler les mêmes gènes, et ce, probablement du fait d’associations avec des cofacteurs différents.