Cette publication est accessible gratuitement
Télécharger




AVERTISSEMENT

Ce document est le fruit d'un long travail approuvé par le
jury de soutenance et mis à disposition de l'ensemble de la
communauté universitaire élargie.

Il est soumis à la propriété intellectuelle de l'auteur. Ceci
implique une obligation de citation et de référencement lors
de l’utilisation de ce document.

D’autre part, toute contrefaçon, plagiat, reproduction
illicite encourt une poursuite pénale.


➢ Contact SCD Nancy 1 : theses.sciences@scd.uhp-nancy.fr




LIENS


Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 122. 4
Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 335.2- L 335.10
http://www.cfcopies.com/V2/leg/leg_droi.php
http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm U.F.R. Sciences et Techniques Biologiques de la Faculté des Sciences et Techniques
Ecole Doctorale BioSE (Biologie-Santé-Environnement)
Thèse
Présentée et soutenue publiquement pour l’obtention du titre de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE HENRI POINCARE
Mention Sciences de la Vie et de la Santé
par Matthieu BASCOVE
Etude du système immunitaire d’un amphibien et analyse des
effets de l’environnement sur sa réponse humorale
Soutenance le 17 décembre 2009
Membres du Jury :
Rapporteurs : Mme Marie-Paule LEFRANC Professeur, IMGT, UPR CNRS 1142, Université de
Montpellier II
Mme Sarah BAATOUT Docteur, Laboratoire de Radiobiologie, SCK-CEN,
Mol, Belgique
Examinateurs : Mme Marie-Christine BENE Professeur, Laboratoire d’Immunologie, Université Henri
Poincaré, Nancy Université
M Eric TSCHIRHART Professeur, Unité de Recherche en sciences de la Vie,
Université du Luxembourg
M Jean-Pol FRIPPIAT Docteur, JE2537, Université Henri Poincaré, Nancy
Université, directeur de thèse
M Christian DOURNON Professeur Emérite, Université Henri Poincaré, Nancy
Université, co-directeur de thèse
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
JE2537, Développement et Immunogénétique, 9 Avenue de la forêt de Haye, Faculté de
Médecine, Bâtiment AB, F- 54500 Vandoeuvre-lès-NancyRemerciements
Je tiens à remercier le Docteur Jean-Pol FRIPPIAT pour m’avoir fait l’honneur de
m’encadrer durant ma thèse et pour m’avoir donné sa confiance.

J’adresse également toute ma reconnaissance envers le Professeur Christian DOURNON
pour avoir accepté de codiriger cette thèse.

Je remercie le Professeur Marie-Paule LEFRANC et le Docteur Sarah BAATOUT d’avoir
accepté d’être les rapporteurs de ce manuscrit et adresse également toute ma gratitude envers
les Professeurs Marie-Christine BENE et Eric TSCHIRHART pour avoir accepté de
participer à ce jury et d’examiner mon travail.

Ces travaux n’auraient pas pu voir le jour sans le soutien financier du ministère de
l’enseignement supérieur et de la recherche, du centre national d’études spatiales et de
l’agence spatiale européenne.

J’adresse toute ma sympathie envers le Docteur Christine LEGRAND FROSSI, le Docteur
Bérénice SCHAERLINGER, le Docteur Cécile HUIN-SCHOHN, Christiane TANKOSIC,
et Nathan GUEGUINOU pour leur soutien technique, leur gentillesse et leurs conseils.

Je remercie le Professeur Stéphane FLAMENT ainsi que toute l’équipe EA3442 pour
m’avoir accueilli dans leur laboratoire.

Je remercie également toute ma famille pour m’avoir aidé financièrement et pour m’avoir
remotivé quand c’était nécessaire.

Enfin, je tenais particulièrement à remercier Elodie pour me « supporter » depuis ces quatre
années. Table des matières
INTRODUCTION ..............................................................................1
I. Les défenses de l’organisme contre les menaces externes.................................................. 2
II. Les anticorps...................................................................................................................... 3
II.1. Structure des anticorps................................................................................................ 3
II.2. Création du répertoire primaire d’anticorps : la recombinaison V(D)J...................... 4
II.2.1. Chronologie de la recombinaison V(D)J............................................................ 5
II.2.1.1. Réarrangement des gènes de chaîne lourde................................................. 5
II.2.1.2. ent des gènes de chaîne légère 5
II.2.2. Le mécanisme de la recombinaison ................................................................... 6
II.2.3. Variabilité générée par la recombinaison V(D)J................................................ 9
II.3. Les structures canoniques des boucles constituant les sites de liaison à l’antigène ... 9
III. Les modifications somatiques des anticorps .................................................................. 10
III.1. Les mutations somatiques ....................................................................................... 10
III.2. La commutation de classe 12
III.3. Mécanisme de la maturation des anticorps ............................................................. 13
III.3.1. Points communs entre les hypermutations somatiques et la commutation de
classe .......................................................................................................................... 13
III.3.2. La protéine AID ............................................................................................... 14
III.3.3. La régulation d’AID......................................................................................... 15
III.3.3.1. Régulation transcriptionnelle .................................................................... 15
III.3.3.2. Régulation post-transcriptionnelle ............................................................ 17
III.3.3.3. Régulation post-traductionnelle ................................................................ 18
III.3.4. Autres facteurs impliqués dans les mécanismes d’hypermutation et de
commutation de classe ................................................................................................. 20
III.3.5. Modèles possibles ............................................................................................ 21
III.3.5.1. Modèle de Schanz et al ............................................................................. 21
III.3.5.2. Modèle par transcription inverse............................................................... 23
IV. Phylogénie de la réponse humorale ............................................................................... 23
IV.1. Apparition de la réponse immunitaire adaptative ................................................... 23
IV.2. Les isotypes d’immunoglobulines chez les vertébrés ............................................. 25
IV.3. Les répertoires de gènes VH ................................................................................... 26
IV.4. Organisations des loci d’anticorps chez les vertébrés 27
iIV.5. La recombinaison V(D)J dans les différentes classes de vertébrés ........................ 28
IV.6. Evolution de la commutation de classe et des hypermutations............................... 29
IV.6.1. La commutation de classe chez les amphibiens et les poissons....................... 30
IV.6.2. Les mutations somatiques chez les amphibiens et les poissons 31
V. Effet d’un vol spatial sur le système immunitaire........................................................... 32
V.1. Croissance, résistance et virulence microbienne...................................................... 33
V.2. Organes lymphoïdes et sous-populations cellulaires................................................ 33
V.3. Immunité innée......................................................................................................... 34
V.4. Immunité cellulaire................................................................................................... 35
V.5. Immunité humorale .................................................................................................. 36
Publication 1 (Journal of leukocyte biology, 2009) .........................37
VI. Objectifs ......................................................................................................................... 38
RESULTATS ....................................................................................39
Partie 1 : Caractérisation des isotypes d’anticorps produits par P.
waltl....................................................................................................40
I. Introduction....................................................................................................................... 40
II. Isotypes produits par le pleurodèle.................................................................................. 40
III. Les IgP sont spécifiques au genre Pleurodeles .............................................................. 41
IV. Origine possible des IgP ................................................................................................ 42
V. Expression des isotypes de P. waltl................................................................................. 42
VI. Diversité des chaînes lourdes d’IgM et d’IgP................................................................ 43
VII. Similitudes entre les cellules productrices d’IgP et les cellules B1 des mammifères .. 45
Publication 2 (Molecular immunology, 2008) .................................46
Partie 2 : Changements de l’expression des gènes VH après un
séjour de longue durée dans l’espace..............................................47
I. Introduction....................................................................................................................... 47
II. Nombre de gènes VHII et VHVI présents dans le génôme de P. waltl........................... 47
III. Gènes VH utilisés lors de la réponse humorale des animaux immunisés ...................... 47
IV. Expression individuelle des gènes VHVI ...................................................................... 48
V. Variabilité des régions CDR3 des réarrangements VHII-D-JH ...................................... 50
Publication 3 (FASEB journal, 2009)..............................................51
iiPartie 3 : Caractérisation de l’ARNm d’AID chez le pleurodèle .52
I. Introduction....................................................................................................................... 52
II. Découverte de l’ARNm d’AID chez P. waltl (pAID) ..................................................... 52
III. La région 3’UTR du transcrit de pAID contient un site consensus pour le microRNA
miR155................................................................................................................................. 53
IV. Comparaison de pAID avec AID d’autres espèces........................................................ 53
V. Expression de pAID durant le développement précoce du pleurodèle............................ 54
VI. Profil d’expression de pAID chez le pleurodèle adulte ................................................. 54
VII. Epissage alternatif de pAID.......................................................................................... 55
Publication 4 (molecular immunology, 2010)..................................57
Partie 4 : Etude de la maturation de l’affinité des anticorps après
un séjour de longue durée dans l’espace (non-publié)...................58
I. Introduction....................................................................................................................... 58
II. Résultats........................................................................................................................... 58
II.1. séquençage du gène VHII utilisé pour produire les chaînes lourdes des IgM chez les
animaux étudiés................................................................................................................ 58
II.2. Nature des mutations. ............................................................................................... 59
II.3. Fréquence des mutations .......................................................................................... 60
II.4. Quantification des transcrits d’AID.......................................................................... 61
III. Discussion ...................................................................................................................... 62
III.1. Maturation de l’affinité des anticorps chez le pleurodèle ....................................... 62
III.2. Effet du séjour dans l’espace sur la maturation de l’affinité des anticorps............. 64
III.3. Causes potentielles de la diminution des hypermutations dans l’espace ................ 65
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES .........................................67
ANNEXE ...........................................................................................71
RÉFÉRENCES .................................................................................73
iiiAbréviations
ADAR : Adenosine Deaminase, RNA-specific
ADN : Acide DésoxyriboNucléïque
ADNc : Acide DNucléïque complémentaire
Ag : Antigène
AID : Activation Induced cytidine-Deaminase
ALL : Acute Lymphoblastic Leukemia
AMPc : Adénosine Monophosphate cyclique
APOBEC-1 : APOlipoprotein B mRNA editing Enzyme, Catalytic polypeptide 1
ARN : Acide RiboNucléïque
ARNm : Acide RiboNucléïque messager
BCR : B-Cell Receptor
BER : Base Excision Repair
Blimp1 : B lymphocyte-induced maturation protein 1
C.S. : Canonical Structure
C3B : Complement component 3B
CaM : Calmoduline
CD21R ; CR3d ; CR2 : Complement component (3d/Epstein Barr virus) Receptor 2
CDR : Complementarity Determining Region
Cellule NK : Cellule Natural Killer
CFU : Colony Forming Unit
CH : domaine Constant de chaîne lourde (Heavy)
CL : domaine Constant de chaîne légère (Light)
CP : Connecting Peptide
CRM1 : Chromosome Region Maintenance 1
CSR : Class Switch Recombination
D : segment de Diversité
DNA-PKc : DNA-activated, Protein Kinase catalytic polypeptide
DNP-KLH : DiNitroPhenylated Keyhole Limpet Hemocyanin
EBV : Epstein Barr Virus
Ei-MAR : Enhancer intronique – Matrix Attachement Region
Exo 1 : Exonuclease 1
ivFR : Framework Region
GANP : Germinal center-Associated Nuclear Protein
HEV : High Endothelial Veinule
HoxC4 : HomeoboxC4
Id2 : Inhibitor of DNA binding 2
IFN : Interféron
Ig : Immunoglobuline
IL : Interleukine
JH : domaine de Jonction de chaîne lourde (Heavy)
JL : domaine de Jonction de chaîne légère (Light)
KO : Knock Out
LMB : Leptomycine B
LPS : Lipopolysaccharide
LRR : Leucine Rich Region
LRRNT : Leucine Rich Region N-Terminal
Me : Methyl
MSH : MutSHomolog
NAR : New ou Nurse shark Antigen Receptor
NES : Nuclear Export Signal
NFB : Nuclear Factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B-cells
NLS : Nuclear Localization Signal
PAX5 : Paired box 5
PCNA : Proliferating Cell Nuclear Antigen
PCR : Polymerase Chain Reaction
PKA : Protein Kinase AMP-activated
Pol. : Polymérase
RACE : Rapid Amplification of cDNA Ends
RAG : Recombination Activating Gene
RPA : Replication Protein A
RT : Reverse Transcription
SHM : Somatic HyperMutations
STAT6 : Signal Transducer and Activator of Transcription 6
Syndrome HIGM : syndrome Hyper-IgM
TdT : Terminal deoxynucleotidyl Transferase
v