Expression of LIF in transgenic mice results in altered thymic epithelium

and apparent interconversion of thymic and lymph node

morphologies

MM Shen, RC Skoda, RD Cardiff, J Campos-Torres, P Leder and DM Ornits

The EMBO Journal vol.13 n°6 pp.1375-1385

Introduction

• Développement et maturation du système lymphoïde nécessite des interactions cellulaires médiées par une série de cytokines.

• Une de ces cytokines est Leukemia Inhibitory Factor ou LIF

Fiche d’identité de LIF

• Facteur de croissance (GF) de la même famille que IL-6, Oncostatin M et Ciliary Neurotrophic factor

• Leurs rcpt possèdent tous la s/u gp 130 de transduction du signal

• Ces GF ont des effets similaires sur une large gamme de cellules (hématopoïétiques, neuronales, embryonnaires)

• Pas de description d’activité de LIF sur le système lymphoïde déjà faite

• Gamme d’action de LIF modulée par l’expression différentielle de 2 transcrits codant pour une forme diffusible ou pour une forme associée à la MEC

• De nombreuses actions mais peu d’expression de LIF dans les tissus adultes, transcrits produits par LT, Moss, Epithélium thymique et thymus

• Distribution faible du LIFrcpt: mégacaryocyte, cellules de la lignée monocytes/macrophages, ostéoB, hépatoC mais aussi sur une subpopulation non caractérisée de cellules lymphoïdes

Expériences antérieures

Transplantation de cellules surexprimant LIF et injection intra péritonéale d’une protéine LIF recombinante des anomalies diverses telles que splénomégalie, hématopoïèse extra médullaire, perte de la graisse sous cutanée et intra abdominale… mais surtout ce qui nous intéresse une atrophie du thymus marquée par une perte des lymphocytes corticaux (cela a été peu caractérisé)

Expérience présente

• Création d’une lignée de souris transgéniques TG.OM surexprimant LIF dans les LT observation initiale d’une perturbations de LB comme des LT

• Une seule souris survivante

Résultats

• Test de protection à la RNAse avec des sondes détectant le transcrit total de LIF (protection de 280nt) mais aussi des sondes protégeant le transcrit de la forme diffusible (209nt) ainsi que la forme liée à la MEC (181nt)

Résultats

• Pathologies des souris transgéniques LIF (STLIF):

stérilité, congestion pulmonaire, effusion pleurale, ascite, splénomégalie, adénopathie périphérique et mésentérique, zone d’hématopoïèse extra médullaire dans le foie, glomérulonéphropathie, ..

• Architecture thymique anormale chez STLIF

Atrophie corticale avec disparition des LTCD4+CD8+ et présence de follicules présentant des LB matures B220+, x+ et µ+

Résultats

• Des LTCD4+CD8+ dans les lympho nœuds (LN) des STLIF (au niveau médullaire et péri cortical) mais on retrouve une architecture quasi normale avec la présence de LB en périphérie.

• Corrélation entre la mort précoce des STLIF et le % de LTCD4+CD8+ dans les LN (sûrement corrélation entre le niveau d’expression du transgène et le nombre de LTCD4+CD8+)

Résultats• Sang périphérique des STLIF Présence de cellules lymphoïdes atypiques pt ê

lymphocytes activés. La cytométrie en flux montre une réduction du nombre des LT surtout CD4+. L’analyse sanguine objective thrombocytose et monocytose (faible)

• Hypergammaglobulinémie polyclonale des STLIF possible manifestation de l’hyperplasie des LB dans les poumons et le thymus + la plasmocytose des LN. STLIF peuvent générer une réponse humorale malgré les anomalies lymphoïdes (vérification par immunisation avec KLH)

Résultats

• Transplantation du phénotype par cellules de Moss transgéniques

• Contrôle avec des souris de phénotype normal avec un transgène LacZ (souris TG.XA)

• Les anomalies morphologiques ne sont pas annulées par la transplantation de cellules du phénotype sauvage (pt être impossibilité à cause de la modification irréversible de l’épithélium thymique). Les populations lymphoïdes sont normales par contre.

Discussion

Les nombreuses altérations du phénotype de souris transgéniques sont dues à la surexpression de LIF

Même si on peut évoquer le fait que l’insertion du transgène ait activé un gène endogène codant pour un facteur responsable des anomalies observées

Discussion

• Similitude dans le génotype des souris transgéniques LIF et IL-6

• Ces 2 cytokines se lient à des rcpt partageant une voie utilisant la s/u gp130

• Possibilité que l’expression de LIF stimule celle de IL-6 vu que LIF permet la différenciation de cellules myéloïdes M1 exprimant IL-6

Discussion

• Les souris transgéniques LIF (STLIF) présentent une hyperplasie de LB matures en réponse à des lymphocytes exprimant le LIF rcpt

• Les follicules de LB dans le thymus sont compatibles avec un désordre de type auto-immun induit par LIF

Discussion

• Les STLIF présentent enfin une population de LTCD4+CD8+ dans les lympho centres

• Ceci serait dû au fait que LIF soit nécessaire pour l’activation des LT dans le thymus

• Ces anomalies résulteraient d’une sévère désorganisation de l’épithélium thymique perturbant les interactions thymus/LT

Discussion

• Rôle de LIF dans le développement hématopoïétique normal

Activation des LT nécessite l’expression de LIF par le µ-environnement du thymus hors peu de LT expriment le LIFrcpt action indirecte médiée par une population non identifiée (pt ê des lymphocytes liant LIF)

• 1er modèle: les cellules stromales productrices de LIF n’ont pas besoin d’exprimer des rcpt à LIF interactions avec précurseurs hématopoïétiques exprimant en réponse des facteurs pour le fonctionnement des cellules stromales.

• 2ème modèle: LIF agit de façon autocrine ou paracrine, les cellules stromales thymiques et spléniques ont des LIFrcpt

si déficit de LIF: support inefficace par les cellules hématopoïétiques

si excès de LIF: modification fonction et architecture stromale

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