Coordinatrice : C. Kellenberger
Le répertoire fonctionnel des lymphocytes T est façonné dans le thymus par la sélection positive et négative par interaction avec les complexes MHC/peptide présentés par les cellules épithéliales thymiques (TEC) et les cellules dendritiques (DC). La taille et la diversité du compartiment T CD4 sont déterminées par la complexité du répertoire des peptides du soi présentés par les molécules du MHC de classe II. Plusieurs protéases à cystéine et à aspartate sont impliquées dans la génération de complexes MHC classe II/peptide, mais des évidences indirectes suggèrent que des protéases à sérine et des métallo-protéases pourraient aussi participer à la présentation antigénique. En 1999, notre collaboratrice Alice Carrier a identifié une nouvelle protéase à sérine, qui a été nommée TSSP (pour thymus-specific serine peptidase) et qui est fortement exprimée dans le compartiment endosomal des TECs [Carrier et al., 1999]. D’autre part, TSSP fut initialement décrite comme un gène lié à la susceptibilité au diabète chez l’homme [Lie et al., 1999]. Nos collaboratrices (A . Carrier et S. Guerder) ont montré que TSSP est nécessaire à la sélection positive de certaines lignées de lymphocytes CD4 [Gommeaux et al., 2009].
- Figure 1
L’impact limité de TSSP sur le développement T CD4 suggère un rôle de TSSP dans l’édition du répertoire peptidique présenté par les molécules du MHC de classe II dans le thymus (Figure 1). Comme TSSP est liée a un locus de susceptibilité au diabète, l‘étude de TSSP a été poursuivie avec des souris NOD (modèle qui développe spontanément un diabète insulino-dépendent). Les études ont montré le rôle de TSSP dans le développement d’un répertoire T CD4 fonctionnel chez ces souris, dans le cas de l’antigène HEL (hen egg lysozyme) [Viret et al., 2011]. Une autre étude a montré que ces souris NOD-TSSP-/- sont complètement protégées du diabète et de l’insulite [Viret et al., 2011b] (Figure 2). Les études en cours visent à caractériser les substrats de TSSP, dont l’un pourrait être un épitope de la phogrin, une protéine membranaire des îlots de Langerhans du pancréas. TSSP est donc le premier exemple de serine protéase qui joue un rôle dans l’établissement d’un répertoire T CD4 fonctionnel à travers son implication dans l’édition du répertoire peptidique dans le thymus.
- Figure 2
Caractérisation de la structure et de la fonction moléculaire de TSSP
TSSP est une protéase à sérine qui appartient à la famille S28 qui comprend la prolyl carboxypeptidase (PRCP), aussi appelée angiotensinase C et qui est aussi impliquée dans l’activation de la pré-kallilkréine à la surface des cellules endothéliales, et DPPII/VII, une peptidase exprimée dans les lymphocytes humains qui régulerait l’activation et la survie des cellules T. Ces protéases sont abondamment étudiées au niveau biochimique, enzymatique et structural [Sharia-Madar et al., 2005] [Leiting et al., 2003]. Au contraire, nous n’avons pour le moment aucune donnée biochimique, moléculaire ou structurale sur TSSP. La première étape est donc l’obtention de protéine recombinante. Dans ce but, nous avons mis en place le système d’expression en cellules de mammifère. Des premiers résultats ont été obtenus sur l’expression de TSSP dans les cellules HEK293 et HEK293-EBNA.
Des études fonctionnelles seront réalisées afin de caractériser l’activité enzymatique de TSSP et en particulier ses substrats. Nos collaboratrices utilisent principalement deux approches pour identifier les substrats de TSSP : une stratégie du double-hybride et la caractérisation du répertoire CD4 fonctionnel de souris TSSP-/-. Les substrats naturels identifiés par nos collaboratrices seront testés avec la protéine recombinante. Pour ce faire, il pourra être nécessaire de produire les substrats via des systèmes d’expression. En parallèle, des substrats commerciaux seront aussi testés.
Les études structurales de TSSP seront réalisées par cristallographie des rayons X.
Tout en apportant des connaissances fondamentales sur cette nouvelle protéase au niveau moléculaire et structural, ce projet permettra d’identifier des nouveaux antigènes pouvant être essentiels pour l’initiation ou le développement du diabète dans les souris modèle de diabète insulino-dépendent .
