Rôle du NKG2D et ses ligands dans un modèle murin de la sclérose en plaques

La sclérose en plaques (SEP) est considérée comme la maladie inflammatoire prototypique du système nerveux central (SNC). Les lésions des patients atteints de la SEP sont caractérisées par une destruction de la gaine de myéline, des dommages axonaux et neuronaux et une activation des cellules gliales. Il est bien établi que le système immunitaire (SI) participe à la pathogénèse de la SEP. Néanmoins, la contribution des médiateurs immunitaires spécifiques aux insultes reste à définir.  Le NKG2D est un récepteur activateur exprimé par de multiples cellules immunitaires effectrices incluant des sous populations des lymphocytes T (LT) CD4 et CD8. Le NKG2D se lie à plusieurs ligands (NKG2DL) comprenant Rae-1 (alpha à epsilon), MULT1 et H60 (a à c) chez la souris. Les NKG2DL sont induits par des déclencheurs environnementaux (ex : inflammation) et alertent le SI de la présence de cellules anormales. Notre laboratoire a préalablement montré que des oligodendrocytes humains expriment au moins un NKG2DL dans les lésions de SEP mais pas dans les cerveaux témoins. De plus, les LT CD8 dans les lésions de SEP sont détectés à proximité des cellules exprimant les NKG2DL. Nous avons aussi établi qu’empêcher l’interaction entre le NKG2D et ses ligands inhibe la mort des oligodendrocytes humains par les cellules immunitaires effectrices activées, in vitro. Un autre groupe a montré que bloquer le NKG2D diminue la sévérité de la maladie dans un modèle murin de la SEP: l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). L’ensemble de ces résultats suggère que l’interaction NKG2D-NKG2DL peut contribuer à la pathogénèse de la SEP et de l’EAE.  Cependant, il n’est pas encore établi, si des NKG2DL spécifiques sont augmentés in vivo pendant le développement de l’EAE et pourraient devenir une cible thérapeutique.  Nous avons utilisé l’EAE pour évaluer l’expression des NKG2DL aux différents stades du développement de l’EAE et étudier la contribution de NKG2D. Nous avons utilisé la cytométrie en flux, la qRT-PCR, de l’immunobuvardage de type western et l’ELISA.  Nous avons observé que le MULT1, un ligand spécifique du NKG2D, était augmenté dans le SNC des souris EAE et que cette expression élevée corrèlait avec la sévérité de la maladie. De plus, MULT1 était relâché dans le liquide cérébro-spinal (LCS) pendant l’EAE et la forme soluble du MULT1 avait augmenté les propriétés effectrices des cellules immunitaires. Au contraire, l’expression des autres ligands n’avait pas varié au cours de la maladie. Finalement, le transfert de cellules T auto-immunes activées dans des souris receveuses déficientes pour le NKG2D avait induit une maladie significativement moins sévère que lorsque ces cellules avaient été transférées à des souris sauvages. La proportion de cellules ayant infiltré le SNC corrélait avec la sévérité de la maladie. Nos résultats suggèrent que le NKG2D et un de ses ligands MULT1 participent à la pathogenèse de l’EAE et potentiellement de la SEP. Multiple sclerosis (MS) is considered the prototypic inflammatory disease of the central nervous system (CNS). Lesions in the CNS of MS patients are characterized by myelin sheath destruction, oligodendrocyte death, axonal and neuronal damage, and activation of glial cells. It is well established that the immune system (IS) participates in the pathogenesis of MS. Nevertheless, the contribution of specific immune mediators to injury remains to be defined.  NKG2D is an activating receptor expressed by numerous immune effector cells including subsets of CD8 and CD4 T lymphocytes. NKG2D binds to various ligands (NKG2DL), which include Rae-1(alpha to epsilon), MULT1, and H60 (a to c) in mice. NKG2DL are induced by environmental triggers (e.g. inflammation) suggesting that these proteins alert the IS to abnormal cells. Our laboratory has previously shown that human oligodendrocytes express at least one NKG2DL in MS lesions but not in control brains. Moreover, CD8 T cells in MS lesions are detected in close proximity to NKG2DL expressing cells. We have also established that disruption of the NKG2D-NKG2DL interaction inhibits killing of human oligodendrocytes by activated immune effector cells in vitro. One group showed that blockade of NKG2D diminished disease severity in the MS mouse model: experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Overall, these results imply that the NKG2D-NKG2DL interaction can contribute to the pathogenesis of MS and its animal model EAE. However, whether specific NKG2DL are upregulated in vivo during the development of EAE and could potentially be targeted is still unresolved.  We used EAE models, to assess the expression of NKG2DL during different disease stages and to study NKG2D contribution. We used flow cytometry, qRT-PCR, western blot and ELISA approaches.  We observed that MULT1, one specific ligand of NKG2D, is upregulated in the CNS of EAE mice and such elevated expression correlated with disease severity. Moreover, MULT1 was released in the cerebrospinal fluid during EAE and soluble MULT1 increased the effector properties of immune cells. In contrast, expression of other ligands did not vary throughout disease. Finally, adoptive transferred of activated autoimmune T cells into NKG2D deficient recipient mice induced a significantly less severe disease than the transfer into wild type counterparts. The proportion of infiltrated cells in the CNS correlated with disease severity. Our results suggest that NKG2D and specific ligands could play a role in the pathogenesis of EAE and potentially MS.

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