Rôle de WNT4 dans l'amorçage de la différenciation lymphocytaire

Abstract

Le thymus, le seul organe qui génère des lymphocytes T, reçoit des cellules progénitrices de la moëlle osseuse. Ces progéniteurs ne se sont pas encore engagés dans la lignée lymphocytaire pour la plupart. Des signaux intrinsèques et extrinsèques contribuent à réguler le développement des lymphocytes T, dont font partie les signaux intrathymiques de Wnt, protéine sécrétée par les cellules épithéliales du thymus (TEC). Wnt4 est fortement exprimé par les TEC et les progéniteurs de TEC : il régule directement le nombre de TEC. De plus, les cellules progénitrices de la moëlle osseuse générées dans un environnement où Wnt4 est présent ne sont pas capables de se développer normalement dans un thymus où Wnt4 n’est pas exprimé. Cependant, l’importance de Wnt4 dans la moëlle osseuse pour la différenciation des lymphocytes T n’a pas été rigoureusement étudiée.

L’hypothèse de ce projet est que la délétion de Wnt4 dans la moëlle osseuse entraine une diminution de la différenciation des lymphocytes T, qui est due à un nombre restreint de progéniteurs et par le fait même à une diminution des précurseurs dans le thymus.

À l’aide de souris Vav1iCre⁺Wnt4^lox/lox (Wnt4 KO), qui présentent une délétion de la protéine Wnt4 dans les cellules hématopoïétiques, nous avons pu observer une diminution dans le nombre de cellules à différents stades du développement lymphocytaire chez les souris Wnt4 KO. Cette différence est ciblée chez les lymphocytes T, puisque la population de lymphocytes B reste inchangée chez les souris KO. De plus, l’analyse de la moëlle osseuse nous a permis de constater qu’il n’y a pas de différence dans le nombre de cellules progénitrices, contrairement à ce que l’on croyait. Des résultats similaires ont été observés avec des chimères (greffes). Afin de déterminer pourquoi les cellules progénitrices ne sont pas capables de produire autant de lymphocytes T chez les souris Wnt4 KO que chez les souris WT, différents aspects mécanistiques ont été étudiés. Tout d’abord, nous avons vérifié l’expression de CCR9 et CD62L, deux marqueurs importants dans la migration des cellules progénitrices vers le thymus. Nous n’avons pas observé de différences significatives, donc cela ne semble pas être un problème de migration vers le thymus. Nous avons également vérifié si les résultats obtenus étaient dû à un problème d’engagement (ou commitment) vers la lignée T lymphocytaire. Premièrement, il y a une diminution de l’expression de IRF4 dans le noyau des souris KO. Il a été démontré que IRF4 permettait l’engagement des cellules vers la lignée lymphocytaire. Deuxièmement, il y a une diminution de l’expression de Notch1, un récepteur important pour les premières étapes de la différenciation lymphocytaire, chez les précurseurs du thymus des souris KO. De plus, avec une coculture de cellules progénitrices sur une lignée stromale exprimant le ligand de Notch, Delta-like 1, nous avons également pu déterminer que l’effet de Wnt4 est intrinsèque aux progéniteurs, puisque la différenciation des cellules KO est affectée, comme pour les résultats in vivo.

Finalement, les résultats démontrent que la présence de Wnt4 dans la moëlle osseuse est importante pour la différenciation lymphocytaire et que cela pourrait être lié à son impact sur la régulation de Notch.

Abstract (AI English translation)

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The thymus, the only organ that generates T lymphocytes, receives progenitor cells from the bone marrow. These progenitors have not yet committed to the lymphocyte lineage for the most part. Intrinsic and extrinsic signals help regulate T cell development, including intrathymic signals from Wnt, a protein secreted by epithelial cells of the thymus (TEC). Wnt4 is strongly expressed by TECs and TEC progenitors: it directly regulates the number of TECs. Moreover, bone marrow progenitor cells generated in an environment where Wnt4 is present are not able to develop normally in a thymus where Wnt4 is not expressed. However, the importance of Wnt4 in bone marrow for T cell differentiation has not been rigorously studied.

The hypothesis of this project is that the deletion of Wnt4 in the bone marrow leads to a decrease in the differentiation of T lymphocytes, which is due to a restricted number of progenitors and therefore to a decrease in precursors in the thymus.

Using Vav1iCre+Wnt4lox/lox (Wnt4 KO) mice, which have a deletion of the Wnt4 protein in hematopoietic cells, we were able to observe a decrease in the number of cells at different stages of lymphocyte development in Wnt4 mice KO. This difference is targeted in T lymphocytes, since the population of B lymphocytes remains unchanged in KO mice. In addition, the analysis of the bone marrow allowed us to see that there is no difference in the number of progenitor cells, contrary to what was believed. Similar results were observed with chimeras (grafts). In order to determine why progenitor cells are not able to produce as many T lymphocytes in Wnt4 KO mice as in WT mice, different mechanistic aspects were studied. First, we checked the expression of CCR9 and CD62L, two important markers in the migration of progenitor cells to the thymus. We did not observe significant differences, so it does not seem to be a problem of migration to the thymus. We also checked whether the results obtained were due to a problem of commitment to the T lymphocyte line. First, there is a decrease in the expression of IRF4 in the nucleus of KO mice. IRF4 has been shown to enable cell commitment to the lymphocyte lineage. Second, there is a decrease in the expression of Notch1, a receptor important for the early stages of lymphocyte differentiation, in thymus precursors of KO mice. Moreover, with a coculture of progenitor cells on a stromal line expressing the Notch ligand, Delta-like 1, we were also able to determine that the effect of Wnt4 is intrinsic to progenitors, since the differentiation of KO cells is affected, as for in vivo results.

Finally, the results demonstrate that the presence of Wnt4 in bone marrow is important for lymphocyte differentiation and that this could be related to its impact on Notch regulation.