Rôle des fibres nerveuses sympathiques dans la néogenèse et la fonctionnalité des structures lymphoïdes tertiaires // role of sympathetic nerve fibers in the neogenesis and functionality of tertiary lymphoid structures

Topic description

Le laboratoire étudie depuis de nombreuses années la néogenèse, l'organisation et le rôle des structures lymphoïdes tertiaires (TLS) dans les situations d'inflammation pulmonaire, notamment les cancers du poumon. En utilisant un modèle murin d'inflammation pulmonaire aiguë induite par l'instillation intranasale de lipopolysaccharide (LPS), nous avons récemment montré que l'absence de fibres nerveuses sympathiques, induite par traitement systémique avec la 6-hydroxydopamine (6-OHDA), était associée à une diminution significative du nombre de TLS et provoquait une diminution importante des lymphocytes B naïfs CD23+ dans le compartiment B pulmonaire (Riffard et al., Sci. Rep, ). Parallèlement, en utilisant le même modèle murin, nous avons démontré que les cellules lymphoïdes innées de type 3 (ILC3) jouaient un rôle direct dans la néogenèse des TLS et sont de véritables cellules LTi (lymphoid tissue inducer cells). Nous avons observé l'augmentation du nombre de ces cellules parallèlement à l'apparition et l'augmentation du nombre de TLS, l'existence d'une signature transcriptomique LTi-like lorsque les ILC3 purifiées à partir des poumons enflammés ont été analysées par single-cell RNA-seq (scRNA-seq), leur présence près de ces structures, ainsi que leur capacité à activer in vitro des cellules de type LTo (lymphoid tissue organizers) et à induire une augmentation du nombre de TLS dans des expériences de transfert in vivo (Riffard et al., en révision).
Le projet de thèse analysera plus précisément le dialogue entre fibres nerveuses sympathiques (FNS), ILC3 et lymphocytes B dans ce modèle d'induction de TLS dans des poumons enflammés par instillation intranasale de LPS. Nous faisons l'hypothèse que des neurotransmetteurs et/ou des neuropeptides produits par les FNS ont une action directe sur les ILC3 impliquées dans la néogenèse des TLS et sur les lymphocytes B participant à la formation de ces derniers et la réponse anticorps observée dans les TLS. En effet, différents articles ont rapporté l'expression de récepteurs bêta-2 adrénergiques (ADRβ2) et dopaminergiques par les lymphocytes B spléniques et, pour les ILC3, les récepteurs GABAB1/2 pour l'acide γ-amino-butyrique (GABBR1 et GABBR2) et les récepteurs adrénergiques β1/2 et α2A (ADRβ1/2 et ADRα2A) dans les intestins, ainsi que leurs rôles dans le contrôle de l'activité de ces cellules.
Pour cela, en utilisant le modèle d'induction de TLS par i.n. de LPS et la déplétion des FNS par la 6-OHDA, nous proposons :
de cartographier les récepteurs de neurotransmetteurs et de neuropeptides sur les ILC3 et les lymphocytes B isolés à partir des poumons enflammés par des approches de scRNA-seq et d'immunofluorescence avec des anticorps spécifiques de ces récepteurs, en confrontant ces résultats avec ceux décrits dans la littérature en fonction des origines tissulaires de ces cellules. Cette cartographie sera comparée à celle effectuée ensuite avec les ILC3 et les lymphocytes B isolés à partir de souris dont les FNS auront été détruites par traitement avec la 6-OHDA.
de traiter in vitro les ILC3 isolées à partir des poumons enflammés avec des agonistes des récepteurs cartographiés pour évaluer leur capacité de modulation de l'activité de cellules LTo et de traiter in vivo des souris dépourvues de FNS ou non avec les agonistes ainsi sélectionnés pour évaluer l'induction de TLS par le LPS.
de traiter in vitro les lymphocytes B isolés à partir des poumons enflammés avec des agonistes des récepteurs ainsi cartographiés pour évaluer leur capacité à développer in vitro une production d'anticorps.
d'analyser in vivo l'impact de l'absence de FNS sur le phénotype des lymphocytes B présents dans les poumons enflammés, sur la composition cellulaire de la zone B des TLS dans les poumons enflammés de souris traitées par la 6-OHDA et sur la capacité de ces lymphocytes B à développer in vitro une production d'anticorps.
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For many years, the laboratory has been studying the neogenesis, organization, and role of tertiary lymphoid structures (TLS) in pulmonary inflammation, particularly lung cancer. Using a murine model of acute pulmonary inflammation induced by intranasal lipopolysaccharide (LPS) instillation, we recently showed that the absence of sympathetic nerve fibers, induced by systemic treatment with 6-hydroxydopamine (6-OHDA), (i) was associated with a significant decrease in the number of TLS and (ii) caused a substantial decrease in CD23+ naïve B lymphocytes in the pulmonary B cell compartment (Riffard et al., Sci. Rep., ). In parallel, using the same murine model, we demonstrated that innate lymphoid cells type 3 (ILC3) play a direct role in TLS neogenesis and are true lymphoid tissue inducer cells (LTi). We observed (i) the increase in the number of these cells in parallel with the appearance and increase in the number of TLS, (ii) the existence of an LTi-like transcriptomic signature when ILC3s purified from inflamed lungs were analyzed by single-cell RNA-seq (scRNA-seq), (iii) their presence near these structures, as well as their ability to (iv) activate LTo (lymphoid tissue organizer) cells in vitro and (v) induce an increase in the number of TLS in in vivo transfer experiments (Riffard et al., in review).
This thesis project will analyze more specifically the dialogue between sympathetic nerve fibers (SNFs), ILC3s, and B lymphocytes in this model of TLS induction in inflamed lungs by intranasal instillation of LPS. We hypothesize that neurotransmitters and/or neuropeptides produced by SNFs have a direct action on ILC3s involved in TLS neogenesis and on the B lymphocytes participating in the formation of these cells and the antibody response observed in TLS. Indeed, several articles have reported the expression of beta-2 adrenergic receptors (ADRβ2) and dopaminergic receptors by splenic B lymphocytes and, for ILC3s, the expression of GABAB1/2 receptors for γ-aminobutyric acid (GABBR1 and GABBR2) and the β1/2 and α2A adrenergic receptors (ADRβ1/2 and ADRα2A) in the intestines, as well as their roles in controlling the activity of these cells.
Therefore, using the model of TLS induction by LPS injection and FNS depletion by 6-OHDA, we propose:
(i) To map neurotransmitter and neuropeptide receptors on ILC3s and B lymphocytes isolated from inflamed lungs using single-cell RNA-seq and immunofluorescence approaches with receptor-specific antibodies, comparing these results with those described in the literature according to the tissue origins of these cells. This mapping will be compared with that subsequently performed on ILC3s and B lymphocytes isolated from mice whose FNSs have been destroyed by treatment with 6-OHDA.
(ii) To treat ILC3s isolated from inflamed lungs in vitro with agonists of the mapped receptors to evaluate their ability to modulate LTo cell activity and to treat mice with or without FNSs in vivo with the agonists thus selected to evaluate the induction of TLS by LPS.
(iii) To treat in vitro B lymphocytes isolated from inflamed lungs with agonists of the receptors thus mapped to evaluate their ability to develop antibody production in vitro.
(iv) To analyze in vivo the impact of the absence of FNS on the phenotype of B lymphocytes present in inflamed lungs, on the cellular composition of the B zone of TLS in the inflamed lungs of mice treated with 6-OHDA, and on the ability of these B lymphocytes to develop antibody production in vitro.
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

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