Modulation of regulatory T cell plasticity and fucntions through signaling molecules Themis1 and Vav1

Les lymphocytes T régulateurs Foxp3+ jouent un rôle crucial dans l'établissement de la tolérance au soi, le contrôle des réponses inflammatoires et le maintien de l'homéostasie du système immunitaire. La compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans la fonction de ces cellules représente un défi important. Chez le rat, la déficience en Themis1, une nouvelle molécule de la signalisation du TCR, associée à un locus de 117kb d'origine BN induit un défaut fonctionnel des Tregs et le développement spontané d'une maladie inflammatoire des intestins. Au sein de ce locus, le rat BN présente deux polymorphismes non-synonymes, un au niveau du gène C3 et un au niveau du gène Vav1 (R63W). Ce dernier est un candidat potentiel du fait du rôle joué par Vav1 dans l'activation des lymphocytes T et de sa régulation par Themis1. Dans ce travail de thèse, j'ai étudié l'effet de la déficience en Themis1 associé au polymorphisme R63W de Vav1 chez la souris de fond génétique C57BL/6 sur les fonctions des lymphocytes T régulateurs. J'ai montré que la déficience en Themis1 associé au polymorphisme R63W induit un défaut fonctionnel des Tregs in vitro et in vivo dans un modèle de colite. Ce défaut est associé à une production accrue de cytokines pro-inflammatoires par ces Tregs. J'ai également mis en évidence que l'association de ces deux mutations induit une sensibilité accrue à la colite induite par le DSS. Au niveau moléculaire, j'ai mis en evidence que ce défaut fonctionnel est associé à une réduction de la signalisation du TCR impliquant les vois Erk et NF-ĸB. De plus, j'ai montré que l'inhibition d'une phosphatase de la signalisation du TCR, SHP-1, permet de restaurer les fonctions suppressives des Tregs Vav1R63W-Themis1-/-. Cette étude souligne l'importance de l'intégrité du hub de la signalisation impliquant Vav1, Themis1 et SHP-1 dans la plasticité des lymphocytes T régulateurs et dans le maintien de leur fonction suppressive. Ainsi ce hub de signalisation représente une cible thérapeutique pour augmenter les fonctions des Tregs dans le cadre des maladies inflammatoires ou réduire leurs fonctions suppressives pour favoriser les réponses immunes anti-tumorales dans le cadre du cancer.Regulatory T cells (Treg) are of paramount importance for restraining excessive immune responses and their manipulation holds enormous therapeutic potential. Our recent results using a congenic rat model suggested that the integrity of Vav1/Themis1 T-cell receptor signaling hub plays a crucial role in Treg suppressive function. Indeed, Themis1 deficiency in BN, but not in LEW rats, led to the development of inflammatory bowel disease (IBD), linked to a defect in Treg suppressive function. Genetic studies revealed that this phenotype depended on a 117 Kb genomic locus, containing the R63W polymorphism on Vav1 that impacted its expression and functions. To test the importance of the Vav1/Themis1 TCR signaling hub in Treg function, we generated Themis1-T-/- mice expressing conditionally Themis1 in thymocytes, but not in peripheral T cells. In contrast to regular germline Themis1 knockout mice, these mice were not lymphopenic and exhibited normal proportions of CD4+ T cells in the thymus and in peripheral lymphoid organs. Next, Themis1-T-/- mice were crossed with Vav1R63W mice to assess the impact of these combined mutations on Treg suppressive functions. Using in vitro approaches, together with in vivo analyses of IBD, we showed that suppressive activity of Treg was impaired in Themis1-deficient mice harboring the mutated Vav1; this defect is linked to higher production of IL-17 and IFNg. Functional studies showed that Themis1-deficient associated with the mutated Vav1 induced a defect in Erk and P65 phosphorylation after TCR engagement. Interestingly, the inhibition of the SHP-1 phosphatase restore the functional defect of Tregs. Together, these data showed that Themis1, Vav1 and SHP-1 cooperate in the signaling hub to regulate the suppressive function of regulatory T cells. Thus, this signaling hub represents a therapeutic target to enhance the suppressive functions of Tregs in the context of autoimmune and inflammatory diseases or to decrease their functions to favor anti-tumoral immune responses