III. Réponse des lymphocytes T suite à la reconnaissance d’un antigène 21
1. Signalisation suite à l’engagement des TCR 21
1.3. Synapse immunologique 27
Les LT « scannent » les CPA à la recherche d’un éventuel antigène auquel ils sont spécifiques (125). L’engagement du TCR, provoque l’arrêt des mouvements cellulaires et à l’élaboration d’une zone de contact cellulaire étroite entre les LT et les CPA appelée synapse immunologique (126-129). Cette structure est importante dans l’activation des LT. En plus de cette activation, elle permet la polarisation des molécules effectrices en direction des cellules cibles dont elles régulent l’activation ou l’apoptose (130-132). La synapse
immunologique se caractérise par trois régions : une région centrale cSMAC (central Supramolecular Activation Cluster) dans laquelle se concentrent les TCR, les corécepteurs CD4 et CD8, d’autres corécepteurs tels que CD28 et de nombreuses protéines de signalisation, une région proximale pSMAC contenant les intégrines responsables de l’adhérence cellulaire et enfin une région distale dSMAC au sein de laquelle se trouvent des corécepteurs régulant la signalisation tels que CD43 et CD45 (133, 134) (Fig. 7A).
Lors de l’engagement du TCR, le recrutement et la phosphorylation de SLP-76 entrainent le recrutement de la protéine ADAP (95, 135). ADAP interagit constitutivement avec SKAP55. RAP1GTP, la forme activée de RAP1, est produite par une RAPGEF suite à la production de
DAG qui recrute PKC(136, 137). RAP1GTP interagit avec SKAP55 et conduit à l’activation
des intégrines LFA-1 probablement par recrutement de RapL (138). Cette voie de signalisation, augmente l’affinité de LFA-1 pour son ligand ICAM-1 et favorise l’adhérence cellulaire et la production d’actine corticale au niveau du dSMAC (96, 139-141). Le recrutement de Vav1 à SLP-76 phosphorylée, conduit à la nucléation des fibres d’actine par activation de CDC42 et Rac1 par échange de leur GDP en GTP (142, 143). Cette activation provoque l’activation de Arp2/3 par recrutement et activation de WASP par CDC42 et de WAVE par Rac1 (144-146). L’élaboration de la synapse immunologique est fortement dépendante du cytosquelette d’actine. L’utilisation d’agents chimiques affectant les fibres d’actine compromet la formation et l’activité de la synapse immunologique (147, 148). L’actine favorise le recrutement des microsclusters de TCR au cSMAC par contraction mécanique favorisée par la protéine motrice myosine. La perte de la myosine IIA par interférence à ARNm ou traitement par les inhibiteurs Blebbistatin et ML-7 dans des LT CD4+
humains ou murins entraine la diminution de la signalisation et de l’activation des LT. Ce moteur favorise donc le mouvement des TCR vers la synapse immunologique dans des cellules primaires de souris et humaines (149-152). La formation de la synapse immunologique nécessite des réarrangements moléculaires au niveau de l’actine afin de favoriser le déplacement des molécules à la surface de la membrane plasmique. L’activation de Vav1 est associée à la diminution de la phosphorylation des protéines ERM, un complexe reliant les fibres d’actine aux protéines de la membrane plasmique. Cette déphosphorylation conduit à la solubilisation du complexe ERM et donc à la flexibilité de la synapse immunologique pour favoriser les remaniements moléculaires à la surface cellulaire.(153, 154). Les fibres d’actine et les microtubules se coordonnent dans la stabilisation et la fonction de la synapse immunologique. Le recrutement du centrosome au niveau de la zone de contact entre la CPA et le LT, est une des caractéristiques de la formation de la synapse
immunologique (155-157). L’interruption des microtubules par des agents chimiques conduit au défaut de recrutement du centrosome et à la formation de conjugués instables. Bien que la sécrétion des cytokines ne soit pas affectée par l’absence de microtubule, la polarisation de ces dernières vers la cellule cible est compromise (158). Les mécanismes mis en jeu dans le recrutement du centrosome sont encore à l’étude. Mais une publication proposait qu’ADAP puisse interagir avec la dynéine et favoriser le recrutement du centrosome par « coulissement » au cours de la signalisation des intégrines (159). Les moteurs moléculaires dynéines et kinésines, se déplaçant sur les microtubules, sont impliqués dans la formation de la synapse immunologique et sa fonction. Le traitement des LT CD4+ primaires de souris
par EHNA, un inhibiteur de la dynéine, ou par ARNm interférents n’entraine pas de défaut de formation des microclusters de TCR. En revanche, la relocalisation de ces clusters au cSMAC est fortement altérée. Cette inhibition de la dynéine, démontre une augmentation de la signalisation par analyse de la phosphorylation de LAT et de Erk. Cet effet est accompagné de l’augmentation de la sécrétion d’IL-2. Ces résultats démontrent l’intérêt de la dynéine dans la régulation de la signalisation probablement par le recyclage des TCR (160). Cependant, une autre publication expliquant un travail réalisé dans la lignée cellulaire Jurkat, démontre que l’interférence à ARNm de la dynéine ou l’inhibition de son interaction avec la dynactine, entraine la diminution de la signalisation. Les auteurs ont démontré la diminution de recrutement du MTOC en absence de dynéine (161, 162). L’extinction du gène kif-5, codant une kinésine dans des LT CD8+ primaires humains, démontre que KIF-5 est importante pour
véhiculer les granules lytiques à la synapse immunologique (163). Par ailleurs, l’interférence à ARNm dans la lignée cellulaire Jurkat et dans des LT CD4+ primaires humains démontre
l’importance de GAKIN, une protéine de la famille des kinésines, dans la redistribution de régulateurs négatifs de la signalisation (164).
Les microclusters de TCR sont constamment internalisés par endocytose au niveau du cSMAC et recyclés probablement pour limiter et perpétuer en même temps l’intensité des signaux transmis par les TCR (165). Les mécanismes moléculaires mis en place pour entrainer cette endocytose ne sont pas vraiment établis. Il a été découvert que ce processus est régulé par les protéines du complexe IFT, mis en place pour la formation des cils dans les cellules ciliées (166). Ce complexe fonctionne avec les moteurs moléculaires dynéines et kinésines dans d’autres types cellulaires (167). Cependant, l’interactome de IFT dans des LT ne permet pas de détecter ni l’un ni l’autre de ces moteurs moléculaires (168, 169) (Fig. 7B). Des échanges membranaires peuvent se réaliser depuis la CPA vers le LT formant ainsi des vésicules contenant des TCR complexés avec des CMH. Ce mécanisme de trogocytose n’est
pas encore compris mais il semblerait que ce processus permette de soutenir la signalisation (170).
Par ailleurs, une fraction importante de LAT est contenue dans des vésicules décorées par les protéines VAMP-7. Ces vésicules gagnent la synapse immunologique sans nécessairement fusionner avec la membrane plasmique. LAT peut alors recruter des complexes de signalisation directement sur les vésicules. La déficience en VAMP-7 dans des cellules Jurkats conduit à une diminution du recrutement des vésicules contenant LAT à la membrane plasmique et une réduction des signaux transmis par les TCR engagés par des super-antigènes. Cette observation suggère l’importance de la signalisation vésiculaire dans la signalisation des LT qui pourrait favoriser la conduction des signaux vers les différents compartiments intracellulaires (171).
Figure 7 : Schématisation de la synapse immunologique
(A) Représentation du cSMAC, pSMAC et dSMAC sur le LT au niveau de l’interface entre
une CPA et le LT. Chaque région concentre différentes molécules impliquées dans la régulation de l’activation du LT et dans les remaniements moléculaires. (B) Représentation des mouvements moléculaires au sein d’un LT conjugué à une CPA. Les microclusters de TCR actifs sont dirigés vers le cSMAC par le transport par la dynéine et grâce à la contraction de l’actine régulée par la myosine. Au cSMAC, les TCR inactifs sont endocytés grâce au complexe IFT. Les granules lytiques sont dirigées vers le centrosome par la dynéine et vers la membrane plasmique par la kinésine.