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German, Yolla. L'imagerie cellulaire à haut débit révèle le contrôle de la synapse immunologique par le cytosquelette d'actine

German, Yolla (2020). L'imagerie cellulaire à haut débit révèle le contrôle de la synapse immunologique par le cytosquelette d'actine.

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Résumé en francais

Les lymphocytes cytotoxiques dépendent du remodelage du cytosquelette d'actine pour atteindre leur fonction. En particulier, les lymphocytes T cytotoxiques et les cellules NK assemblent la synapse immunologique (SI), structure complexe riche en actine qui permet l'interaction avec des cellules cibles et la distribution polarisée de granules lytiques (GL). Bien que le remodelage du cytosquelette d'actine soit connu pour être une force motrice de l'assemblage et de la dynamique de la SI, la compréhension du contrôle moléculaire du remodelage de l'actine soutenant la dynamique de la SI reste fragmentée. Ce projet de thèse a consisté à développer une approche d'imagerie à haut débit pour définir de manière impartiale les métriques de la SI des lymphocytes T et NK et caractériser les exigences d'intégrité du cytosquelette d'actine dans l'organisation de l'architecture de la SI. À cette fin, la stimulation et coloration des lignées cellulaires et cellules primaires dans des plaques à puits multiples et l'acquisition d'un ensemble unique d'images confocales avec un imageur à haut contenu entièrement automatisé ont été optimisées. Les images ont été analysées avec deux pipelines complémentaires avec CellProfiler pour définir les caractéristiques morphologiques associées aux différents traitements et à l'état de la maladie. Nous avons d'abord extrait 16 caractéristiques morphologiques se rapportant à la F-actine, LFA-1 ou aux GL, sur la base d'une connaissance préalable de l'assemblage de la SI, et inclus des caractéristiques relatives au noyau. Nous montrons que l'assemblage de la SI dans les lignées est caractérisé par une augmentation de l'intensité de la F-actine et la surface cellulaire. Pour les cellules Jurkat, nous rapportons une augmentation de l'intensité et de la surface LFA-1, et de la de la détection des LG sur le plan SI pour les cellules NK-92. Le traitement des cellules NK-92 avec 7 drogues affectant différents aspects de la dynamique de l'actine et l'étude des effets associés sur les caractéristiques de la SI montrent des effets dépendants de la concentration sur l'intensité de l'actine et sur la polarisation des GL. De plus, un profilage morphologique à haute résolution basé sur> 300 caractéristiques montre que chaque drogue inflige des altérations distinctes sur la morphologie de la SI. Nous avons appliqué ce pipeline à des cellules NK primaires isolées du sang de donneurs sains. Des caractéristiques morphologiques distinctes définissent les cellules NK de différents donneurs, soulignant la sensibilité de notre approche, mais révélant également une variabilité insoupçonnée des morphologies des cellules immunitaires parmi les donneurs. Nous avons appliqué notre approche aux cellules T CD8+ primaires de patients présentant une immunodéficience rare due à des mutations dans le gène codant pour le régulateur d'actine ARPC1B. La carence en ARPC1B entraîne une diminution de l'intensité de l'actine et de la polarisation des GL. Cela nous a incités à évaluer la capacité lytique de ces cellules, qui a été considérablement réduite. Ces résultats illustrent comment l'analyse systématique de la SI pourrait être utilisée pour aider à l'exploration des défauts fonctionnels des populations de lymphocytes dans des contextes pathologiques. En conclusion, notre étude révèle que, bien que l'assemblage de la SI puisse être caractérisé par quelques caractéristiques telles que l'intensité de l'actine et la propagation cellulaire, la capture de fines altérations résultant de la dérégulation du cytosquelette nécessite une analyse à haut débit. Le pipeline développé est prometteur pour le profilage morphologique des lymphocytes de patients atteints d'immunodéficiences primaires dont le défaut génétique n'a pas encore été identifié. De plus, le pouvoir discriminant de notre approche pourrait être exploité pour caractériser la réponse des lymphocytes à divers stimuli et surveiller leur activation dans de multiples pathologies et traitements.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Dupré, Loïc
Boztug, Kaan
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Centre de Physiopathologie de Toulouse-Purpan (CPTP), UMR 1043
Mots-clés libres :Cytosquelette d'actine - Lymphocytes cytotoxiques - Synapse immunologique - Imagerie à haut débit
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :08 Oct 2020 13:18