Projet ANR-15-CE15-0006 – SCAPIN : Analyse unicellulaire des cellules dendritiques plasmacytoïdes pour identifier les mécanismes moléculaires expliquant l’hétérogénéité de leurs capacités individuelles de production des interférons de type I
Programme : Etude des systèmes biologiques, de leur dynamique, des interactions et inter-conversions au niveau moléculaire (DS0401) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Marc Dalod (Centre National de la Recherche Scientifique délégation Provence et Corse _ Centre d'Immunologie de Marseille Luminy)
Partenaires : Laboratoire public; Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure
Montant : 559555.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 48 mois
Résumé : Notre capacité à nous défendre contre les infections et le cancer repose sur la coordination des réponses de nos cellules immunitaires innées et adaptatives, elle-même orchestrée en grande partie par des cytokines. Différentes types de cellules immunitaires exercent des fonctions distinctes. Il existe en outre une hétérogénéité fonctionnelle au sein de chaque type de cellule immunitaire, dont un exemple remarquable est la restriction de la production de cytokines à une fraction souvent minoritaire des cellules activées alors que d’autres réponses apparaissent être plus largement exprimées.
Les mécanismes qui contrôlent l’hétérogénéité des réponses cellulaires individuelles au sein d’un type cellulaire donné n’ont pas été clairement identifiés, y compris en ce qui concerne la production de cytokines. Le développement récent du séquençage des ARNm sur cellule unique a révélé une hétérogénéité inattendue du programme d’expression génétique à l'état basal entre cellules individuelles au sein d’un type cellulaire donné. La fonction biologique de cette hétérogénéité demeure une énigme. Une hypothèse est que cette hétérogénéité participerait à promouvoir la capacité de chaque type cellulaire à monter différents types de réponses envers un stimulus donné. Nous proposons de tester cette hypothèse en déterminant si, et comment, l’hétérogénéité à l'état basal dans un type donné de cellule immunitaire est relié à l’hétérogénéité des réponses de ce type cellulaire à une activation.
Nous focaliserons notre projet sur les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) parce qu’elles sont un exemple frappant du processus biologique que nous voulons étudier et parce que mieux comprendre comment leur production de cytokines est contrôlée a des implications importantes en santé publique. Les pDC activées produisent beaucoup d’interférons de type I (IFN-I). L’inhibition de cette fonction accroit la susceptibilité à des virus ou aux cancers. Son activation inappropriée cause des maladies auto-immunes/inflammatoires. Seules ~10% des pDC activées produisent l’IFN-I.
Nous proposons une stratégie de biologie des systèmes pour identifier de nouveaux mécanismes moléculaires contrôlant la production d’IFN-I par les pDC. Nous caractériserons le programme d’expression génétique des pDC au repos ou activées par microarrays sur des sous-populations bien identifiées et par RNA-seq sur cellule unique. Ces études nous permettront de générer de nouvelles hypothèses sur les stimuli et voies de signalisation contrôlant la production d’IFN-I par les pDC. Les marqueurs et voies de signalisation candidats les plus intéressants seront testés plus avant sur cellules isolées par des analyses protéomiques ciblées, en utilisant la cytométrie de masse pour examiner simultanément l’expression et les modifications post-traductionnelles d’une vingtaine de protéines candidates. Des méthodes bio-informatiques innovantes seront utilisées pour analyser l’ensemble des données d’Omics obtenues et pour générer un modèle mathématique des voies de signalisation dans les pDC. Ce modèle sera ensuite passé au crible expérimental, ce qui devrait permettre de valider de nouvelles cibles thérapeutiques.