Thérapie cellulaire des maladies autoimmunes avec des populations de progéniteurs hématopoïétiques : caractérisation et comparaison de leur mécanisme d'action dans le diabète de type I et encéphalomyélite autoimmune expérimentale

Les infections et l’activation du système immunitaire stimulent l’hématopoïèse. L’activation des récepteurs Toll-like (TLRs) des cellules souches hématopoïétiques, par leur reconnaissance de motifs moléculaires portés par des agents infectieux, en oriente la différenciation vers les voies myéloïdes, renforçant la capacité de notre organisme à lutter contre les infections. Ici, nous avons étudié si les agonistes TLRs peuvent, au contraire, induire au sein de la moelle osseuse l’émergence de progéniteurs hématopoïétiques présentant des propriétés immunorégulatrices. Nous montrons que l’incubation de moelle osseuse de souris en présence de l’agoniste TRL-9, CpG-B, entraîne l’émergence d’une population de progéniteurs au stade pro-B (appelée CpG-proBs). Le transfert adoptif de seulement 60,000 CpG-proBs par receveur, à l’apparition des premiers signes cliniques, confère une protection à long terme dans deux modèles expérimentaux de maladies auto-immunes, le Diabète de Type I (T1D) et l’Encéphalomyélite Auto-immune Expérimentale (EAE). La migration, la différenciation, et les mécanismes cellulaires et moléculaires de cette population protectrice sont décrits et comparés entre ces deux modèles. Dans les deux modèles, les CpG-proBs migrent vers le tissu cible de la réponse auto-immune et se différencient en cellules B matures régulatrices. Dans le T1D, l’interféron-γ (IFN-γ) produit par les cellules T s’avère essentiel pour induire la surexpression de FasL à la surface des CpG-proBs, entraînant l’apoptose des cellules T effectrices. De plus, l’IFN-γ produit par les CpG-proBs réduit la production par les cellules T de l’IL-21, une cytokine pathogène majeure dans le T1D. La descendance des CpG-proBs est composée de précurseurs transitionnels B, de cellules B de la zone marginale et de cellules B folliculaires, exprimant de forts niveaux de FasL et toujours capables d’induire l’apoptose des cellules T, prolongeant ainsi le contrôle des cellules effectrices T auto-immunes in vivo. Dans l’EAE, l’IFNγ est indirectement responsable de la rétention des cellules T, par l’internalisation de CCR7, au sein des ganglions lymphatiques, inhibant ainsi leur migration au système nerveux central (SNC). Dans la moelle épinière, tissu cible de l’EAE, les CpG-proBs se différencient en cellules B220+CD5+CD1dhiCD11b+, secrétant la cytokine anti-inflammatoire IL-10. Enfin, la mobilisation des progéniteurs hématopoïétiques par un cocktail de facteurs hématopoïétiques confère à une sous-population multipotente au stade MPP2 la propriété d’augmenter l’expansion des Foxp3+ Tregs et de prévenir la survenue du diabète de type 1. Nous montrons que les MPP2 mobilisés s’avèrent également capables d’exercer un effet protecteur envers l’EAE. Leur capacité à induire l’expansion de Treg Foxp3+ au sein du SNC et à la périphérie joue un rôle essentiel dans la protection des souris envers l’EAE, puisque la déplétion des Treg abolit la protection déjà établie. Pour conclure, nous avons mis en évidence que diverses stimulations de l’hématopoïèse induisent l’émergence de nouvelles populations de progéniteurs hématopoïétiques qui présentent des propriétés immunorégulatrices et constituent de nouveaux outils de thérapie cellulaire des maladies auto-immunes.It is well known today that various infectious events or other stimuli of the immune system can trigger hematopoiesis. The hematopoeitic stem and/or progenitor cells express on their cell surface Toll-like receptors which can recognize molecular motifs of infectious agents. The stimulation of TLRs on hematopoietic stem cells favors their differentiation into myeloid lineages, reinforcing the capacity of our body to fight against the pathogens. Herein, we have investigated whether the stimulation of TLRs can induce, instead, the emergence within the bone marrow of selective progenitor cells with immunoregulatory properties. We show that incubation of bone marrow cells with the TLR-9 ligand CpG-B can induce a pro-B cell population (named CpG-proBs) whose adoptive transfer at low numbers of 60,000 cells provided long-lasting protection in two models of autoimmune diseases, Type I Diabetes (TID) and Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE) at the onset of clinical signs. The migration, differentiation and molecular mechanism of action of this protective population is described and compared between these two models. In both models, the CpG-proBs migrate to the target tissue of autoimmune responses and differentiate into more mature regulatory B cells. In TID, IFN-γ produced by both T and CpG-proB cells is essential for the upregulation of FasL at the surface of CpG-proBs, inducing the apoptosis of the effector T cells. In addition, IFN-γ reduced the T-cell production of IL-21, a major pathogenic cytokine in TID. The progeny of the adoptively transferred CpG-proBs, including transitional precursors B cells, marginal zone and follicular B cells, display high expression of FasL, promote apoptosis of effector T cells and prolong the control of autoimmune effector T cells in vivo. In EAE, IFN-γ was responsible for the restriction of T cells to the lymph nodes, inhibiting their homing to the CNS. IFN-γ indirectly induced the internalization of CCR7, a receptor required for the migration across the blood-brain barrier. In the spinal cord (target tissue in EAE), CpG-proBs differentiated into B220+CD5+CD1dhiCD11b+ cells secreting the anti-inflammatory cytokine IL-10. Finally, hematopoietic progenitor populations mobilized to the periphery by a cocktail of G-CSF and Flt3l, at the stage of MPP2, have already been shown to protect against TID by expanding the Foxp3+ Tregs. We evaluated them in the EAE model, showing that the ability of these mobilized progenitor cells to trigger the expansion of Foxp3+ Treg within the CNS and the periphery was necessary for providing protection to EAE mice since Treg depletion abrogated the protection once established. In conclusion, we provide evidence for the emergence of new populations of hematopoietic progenitor cells which can display immunoregulatory properties and might be used for cell therapy of autoimmune diseases