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Les cellules dendritiques (DC) sont des médiateurs essentiels entre l’immunité innée et l’immunité adaptative. Les DC, qui résident principalement dans les muqueuses, la peau et les tissus lymphoïdes, sont les cellules présentatrices d’antigènes primaires (APCs)1. Les DC absorbent les protéines étrangères et les traitent et les présentent sur les principales protéines d’histocompatibilité (CMH) aux lymphocytes T naïfs. Les DC expriment spécifiquement des protéines du CMH de classe II, telles que l’antigène leucocytaire humain (HLA-DR) chez l’homme. L’état d’activation des DC lors de l’exposition à l’antigène est essentiel pour la réponse des lymphocytes T en aval2. Les DC immatures expriment divers récepteurs de reconnaissance de formes (PRR) qui reconnaissent des classes de molécules appelées motifs moléculaires associés à des agents pathogènes (PAMP), tels que le composant de la paroi bactérienne, le lipopolysaccharide (LPS)3. Lors de la stimulation PRR, les DC deviennent des DC matures et régulent à la hausse d’importantes protéines de co-stimulation des lymphocytes T, telles que CD80, CD86 et CD40, et sécrètent des cytokines pro-inflammatoires telles que le facteur de nécrose tumorale alpha (TNFα), facilitant la différenciation des lymphocytes T naïfs en lymphocytes T effecteurs ou auxiliaires conventionnels2. Au contraire, si la maturation des DC est interrompue ou si les DC se développent dans un environnement tolérogène, les DC peuvent générer un état DC tolérogène (tolDCs)4. Les TolDC régulent à la baisse les récepteurs de co-stimulation classiques des lymphocytes T et régulent à la hausse les récepteurs de tolérance tels que le ligand de mort cellulaire programmée 1 (-L1) et l’atténuateur de lymphocytes B et T (BTLA) et génèrent des cytokines suppressives telles que l’interleukine 10 (IL-10) et le facteur de croissance transformant bêta (TGF-β)4. Il ne s’agit pas d’une liste exhaustive de marqueurs de tolérance et, en fait, il y a un consensus limité quant aux marqueurs tolDC appropriés pour définir l’état tolDC5. Compte tenu de cela, nous proposons la génération de lymphocytes T régulateurs (Treg) comme marqueur fonctionnel qui devrait être utilisé pour comparer l’efficacité de divers agents d’induction tolDC.
En plus des états d’activation tolDC/matured DC, les DC peuvent également être classés en fonction de leur lignée ou de leur emplacement tissulaire, chaque sous-ensemble affichant des fonctionnalités légèrement différentes. Alors que la division tolDC/DC mature est moins définitive et existe davantage comme un continuum, les divisions de lignée ont des marqueurs bien définis chez l’homme et la souris. Les précurseurs de DC se forment dans la moelle osseuse, mais il existe deux sous-types principaux de DC en fonction de leur lignée : 1) les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC), qui dérivent des lignées lymphoïdes et 2) les cellules dendritiques conventionnelles (cDC), qui dérivent des lignées myéloïdes. Chez l’homme, les pDC sont matures dans les organes lymphoïdes, expriment CD303 et répondent très bien aux infections virales6. Les cDC exprimant CD11c, quant à eux, sont matures dans les tissus périphériques et existent en deux sous-types distincts, les CD1c+ cDC1 et CD141+ cDC2, qui génèrent chacun des réponses distinctes des lymphocytes T7. De plus, tous les cDC peuvent exister dans lessous-états 8 des tissus résidents (CD103-) ou migratoires (CD103+). Enfin, dans certaines conditions, les cellules issues de lignées de monocytes (CD14+) peuvent être induites vers un phénotype de cellules dendritiques et sont identifiées comme CD14-, CD141+, CD1c+ 9. Ces cellules, connues sous le nom de DC dérivées de monocytes (moDC), sont les plus couramment utilisées pour l’analyse ex vivo chez l’homme, car les monocytes constituent environ 10 à 30 % des cellules mononucléées du sang périphérique humain (PBMC), tandis que les pDC n’en constituent que 1 à 3 %10. Cela fait des moDC un choix attrayant, mais on sait également que les moDC sont plus inflammatoires que les cDC typiques isolés du tissu primaire9.
Il existe actuellement deux grandes catégories d’efforts visant à utiliser les tolDC pour générer une tolérance clinique. Tout d’abord, les tolDC sont générés à partir de monocytes pour être utilisés comme thérapie cellulaire. Dans ce paradigme, les moDC sont généralement différenciées à l’aide de l’IL-4/GM-CSF en même temps que des immunomodulateurs tels que la vitamine D3, la rapamycine (rapa), l’IL-10, la dexaméthasone ou des combinaisons de ces11,12. Ces tolDC ont été explorés en tant que thérapies cellulaires autologues pour l’auto-immunité et les greffes13. L’autre utilisation des tolDC consiste à reprogrammer des DC endogènes vers des tolDC en utilisant des médicaments gratuits ou des nanotransporteurs pour délivrer à la fois l’immunomodulateur et l’antigène d’intérêt 14,15,16. L’induction de DC déjà différenciées est cependant plus difficile en raison du développement de phénotypes métaboliques robustes des DC qui contrastent généralement avec le métabolisme des tolDC17,18. Il s’agit d’une barre haute pour la plupart des immunomodulateurs pharmacologiques ; pour cette raison, la plupart des études de reprogrammation endogène des DC font état d’une suppression efficace des DC et souvent d’une certaine induction des Tregs, mais manquent de succès clinique, souvent en raison d’un manque de persistance des lymphocytes T 15,19,20. Cela souligne la nécessité de stratégies pour identifier les agents d’induction potentiels de tolDC à partir de CD existants.
Ici, nous présentons une méthode d’évaluation in vitro d’agents immunomodulateurs contre des moDC différenciés avec la métrique finale de l’induction autologue des Treg. Ce protocole est conçu pour évaluer l’efficacité des agents immunomodulateurs pour reprogrammer des moDC humains déjà différenciés vers la tolérance. De plus, ce protocole valide la fonctionnalité des tolDC reprogrammés pour générer des Tregs contre des lymphocytes T autologues isolés à partir du même échantillon PBMC. Cela contraste avec d’autres protocoles qui induisent une tolérance lors de la différenciation et/ou promettent des tolDC avec des lymphocytes T de donneurs allogéniques21. Dans ce protocole, nous utilisons l’agent tolérant commun rapa comme exemple, mais nous démontrons également l’efficacité limitée des moDC traités par rapa pour générer des Tregs. Dans nos résultats représentatifs, nous montrons également l’efficacité d’autres traitements immunomodulateurs courants tels que l’IL-10, la dexaméthasone et la vitamine D3. Nous prévoyons que ce protocole sera utilisé pour dépister des agents inducteurs de tolDC potentiellement plus efficaces par rapport à des moDC22 déjà établis.