Study of Th9 cells transcriptional regulation

Les lymphocytes T CD4+ auxiliaires ou T helper en anglais sont capables de soutenir une grande diversité de fonctions grâce à leur capacité à se différencier en différents sous-types effecteurs en fonction de l’antigène rencontré et de l’environnement cytokinique dans lequel ils se trouvent. Les connaissances actuelles sur la différenciation des cellules T helper mettent en avant l’existence de réseaux transcriptionnels particulièrement complexes et spécifiques à chaque sous-ensemble T helper. En 2008, les cellules T CD4 sécrétrices d’IL-9 (Th9) sont identifiées comme un nouveau sous-type de cellules T helper. Différenciées en présence d’IL-4 et TGF-β, les cellules Th9 sécrètent de l’IL-9 et de l’IL-21, et contribuent au développement de maladies auto-immunes et allergiques. Les lymphocytes Th9 présentent également des propriétés anti-tumorales particulièrement intéressantes.Le réseau transcriptionnel des cellules Th9 résulte d’un équilibre entre les voies de signalisation induites par les différentes cytokines nécessaires à sa polarisation. L’IL-4 permet l’activation de STAT6 et l’expression de GATA3 et IRF4, tandis que le TGF-β conduit à l’activation de la voie des Smad et l’expression du facteur PU.1. Le module transcriptionnel IRF4/BATF ainsi que le facteur PU.1 sont des messagers indispensables au développement des cellules Th9 et à la sécrétion d’IL-9.IRF8 est un facteur de transcription critique pour le développement des cellules myéloïdes et des lymphocytes B. Récemment, il est apparu qu’IRF8 était impliqué dans la polarisation de sous-ensembles T helper. En effet, IRF8 limite la sécrétion d’IL-17 par les cellules Th17, de même qu’il réprime l’expression de l’Il4 et l’Il17 dans les cellules Treg. Structurellement proche d’IRF4, IRF8 interagit avec des cofacteurs tels que PU.1 ou BATF afin de réguler l’activité transcriptionnelle.Ce travail présenté ici révèle que le facteur IRF8 participe à la polarisation des cellules Th9 in vitro et in vivo. Le TGF-β nécessaire à la différenciation des cellules Th9 régule directement l’expression d’Irf8 grâce à l’activation de Smad3. Comme dans d’autres types cellulaires, la fonction transcriptionnelle d’IRF8 est dépendante de ces partenaires d’interaction. Nous montrons qu’en présence des facteurs PU.1, IRF4 et BATF, IRF8 participe à un complexe multiprotéique nécessaire à l’induction des cytokines caractéristiques des cellules Th9, notamment l’Il9 et l’Il21. Nous démontrons également qu’en présence de la protéine ETV6, IRF8 est capable de former un complexe initiant la répression de l’activité transcriptionnelle de l’Il4. Nous soulignons ainsi le rôle bivalent joué par IRF8 dans le développement des cellules Th9 dépendamment de ses partenaires. Pour finir, l’expression d’Irf8 est nécessaire aux cellules Th9 pour exercer leurs fonctions anti-tumorales.CD4 helper T cells support a wide range of functions due to their ability to differentiate into different effector subsets depending on the antigen encountered and the cytokine environment in which they are. Current knowledge on the differentiation of helper T cells highlights the existence of complex transcriptional networks specific to each T helper subset. In 2008, IL-9 secreting CD4 T cells (Th9) are identified as a new helper T cell subtype. Differentiated in the presence of IL-4 and TGF-β, Th9 cells secrete IL-9 and IL-21, and contribute to the development of autoimmune and allergic diseases. Th9 lymphocytes also exhibit strong anti-tumor properties.The transcriptional network of the Th9 cells results from a balance between the signaling pathways induced by the different cytokines required for its polarization. IL-4 allows activation of STAT6 and expression of GATA3 and IRF4, whereas TGF-β leads to activation of the Smad pathway and expression of the transcription factor PU.1. The IRF4 / BATF transcriptional module and the PU.1 factor are essential messengers for the development of Th9 cells and IL-9 secretion.IRF8 is a crucial transcription factor for the development of myeloid cells and B lymphocytes. Recently it appeared that IRF8 was involved in helper T subset polarization. Indeed, IRF8 limits the secretion of IL-17 by Th17 cells, as well as repressing the expression of Il4 and Il17 in Treg cells. Structurally close to IRF4, IRF8 interacts with cofactors such as PU.1 or BATF in order to regulate transcriptional activity.This work reveals that the IRF8 transcription factor contributes to the polarization of Th9 cells in vitro and in vivo. The TGF-β needed for Th9 cell differentiation activate Smad3 pathway which directly modulates the Irf8 expression. As in many cellular subtypes, the transcriptional function of IRF8 is dependent on these interaction partners. We show that in the presence of the transcription factors PU.1, IRF4 and BATF, IRF8 participates in a multiprotein complex essential for the induction of the Th9 cytokines, Il9 and Il21. We also demonstrate that in the presence of the ETV6 protein, IRF8 is able to form a complex responsible for the repression of Il4 expression. We underline the bivalent role played by IRF8 in the development of Th9 cells depending on its partners. Finally, expression of Irf8 is crucial for Th9 cells to exercise their antitumor functions