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Theses Year : 2015

Intestinal epithelial cells instruct myeloid cell-mediated T-cell responses

Les cellules épithéliales intestinales modulent les réponses cellulaires T médiées par les cellules myéloïdes

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Abstract

Retinoids and other derivatives of vitamin A are known to bear important functions in regulating differentiation and proliferation of epithelial cells (EC). We studied the effects of ATRA on colonic EC in combination with different pro-inflammatory activators. We selected the two most potent known pro-inflammatory cytokines IL-1β and TNF-α for studying the effects of ATRA. When we used these cytokines in the presence or absence of ATRA as inducers of Caco2 colonic EC cell lines we observed that ATRA was responsible for conferring the CD103 cell surface expression on DC and Mf after 6 hrs. In case of CX3CR1 cell surface expression, DC treated with ATRA-conditioned CEC supernatant showed an increase in CX3CR1 expression, whereas in Mf decreased CX3CR1 expression was observed after similar treatment. The fact that ATRA exerted different effects on different cells indicates the capability of ATRA to affect the final outcome of T-lymphocyte responses. In our in vitro system we observed that ATRA treated CEC supernatant can influence the outcome of DC responses when co-cultured with CD4+ T lymphocytes, as the balance of Th17 cells was reduced, while in Mf the number of Th17 cells was significantly increased. Defensins represent an important group of AMP consisting of 16 – 50 amino acids, organized to a structurally conserved compact organization associated with multiple functions in order to act as a first line of defense mechanism. The three subfamilies of defensins (α, β, θ) differ in their peptide length, location of disulphide bonds, their precursor structures and in the site of protein expression. Elevated levels β-defensin 3 in colonic mucosa of patients with ulcerative colitis suggest their role in the inflammatory response. In this study we have developed a targeted proteomics based method for the determination of defensin levels in cell lysates and cell culture supernatants. Human Caco2 epithelial cells were challenged with IL-1β as an inflammatory stimulus and the levels of β-defensin 2 was analyzed in cell lysates and in cell culture supernatants. The developed method was validated by using qPCR, quantitative ELISA and Western blot. The gene and protein expression levels of β-defensin 2 were significantly higher in the IL-1β treated samples as compared to the unstimulated controls. Beside β-defensin 2, the levels of β-defensin 3, β-defensin 4 and α-defensin was also measured and showed significantly higher levels in the supernatants of activated Caco2 cells. Our results show that the targeted proteomics method developed here offers an alternative approach for the mass spectrometric analyses of a selected set of defensins.
Résumé du premier manuscrit : Facteurs influençant le dialogue entre les cellules épithéliales et immunes : Interactions entre les cytokines et les voies de signalisation induites par l’ATRA. Nous avons choisi les deux plus puissantes cytokines proinflammatoires connues, l’IL1β et le TNFα pour étudier les effets de l’ATRA. Nous avons utilisé ces deux cytokines, en présence ou en absence d’ATRA, pour stimuler pendant 6 h la lignée épithéliale de colon Caco2. Nous avons constaté que l’ATRA induisait l’expression de CD103 à la surface des cellules dendritiques (DC) et des macrophages (Mf). Quand l’expression du CX3CR1 était observé à la surface des cellules, les DC traitées avec un surnageant conditionné de CEC traitées par l’ATRA montraient une augmentation de l’expression de CX3CR1 alors que les Mfprésentaient un diminution de l’expression de CX3CR1 suite à un traitement similaire. Le fait que l’ATRA ait un effet variable sur différents types cellulairesmontrel’aptitude de l’ATRA à influencer les réponses lymphocytaires T finales. Dans notre système in vitro, nous avons constaté que les surnageants de CEC traitées par l’ATRA peuvent influencer les DC qui, lorsqu’elles sont cultivées avec de lymphocytes T CD4+, induisent moins de cellules Th17 alors que dans la même situation, les Mf conduisent à un nombre accru de cellules Th17.Résumé du second manuscrit (en collaboration avec le Dr. Éva Csősz, Department of Biochemistry and Molecular Biology, Proteomics Core Facility University of Debrecen) : Quantification relative des β-défensines humaines dans les cellules épithéliales de colon par une approche protéomique basée sur la SRM ciblée. Dans cette étude, nous avons développé une méthode basée sur la protéomique ciblée pour déterminer les niveaux de défensines dans les lysats cellulaires et les surnageants de culture. La lignée épithéliale humaine Caco2 a été soumise à un stimulus inflammatoire constitué par l’IL-1β et les niveaux de β-défensine 2 ont été analysés dans les lysats cellulaires et les surnageants de culture. La méthode a été validée par qPCR, ELISA et Western blot quantitatifs. Les niveaux d’expression du gène de la β-défensine 2 ainsi que de la protéine étaient significativement plus élevés dans les échantillons traités par l’IL-1β comparés aux contrôles non stimulés. Les niveaux de β-défensine 2,de β-défensine 3, de β-défensine 4 et d’α-défensine ont également été étudiés et des niveaux significativement plus élevés de β-défensine 3 ont été détectés dans les surnageants de cellules Caco2 activées. Nos résultats montrent que la méthode de protéomique ciblée développée ici fournit une approche alternative aux analyses de spectrométrie de masse de certaines défensines.
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Cite

Arunima Chatterjee. Intestinal epithelial cells instruct myeloid cell-mediated T-cell responses. Immunology. AgroParisTech; Debreceni egyetem (Debrecen, Hongrie), 2015. English. ⟨NNT : 2015AGPT0060⟩. ⟨tel-03014043⟩
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