Interleukin‐15 and hematopoiesis

ARTICLE

Auteur(s) : Julien Giron-Michel^1,2, Danièle Brouty-Boyé³, M.-C. Le Bousse-Kerdilès³, Anne Caignard⁴, Salem Chouaib⁴, Bruno Azzarone¹

¹ U 542 Inserm, bâtiment Lavoisier, Hôpital Paul Brousse, 94807 Villejuif, France.
² Istituto Gaslini, Largo Gerolamo Gaslini 516147 Gênes, Italie.
³ U 602 Inserm, Hôpital Paul Brousse, 94807 Villejuif, France.
⁴ U 487 Inserm, IGR, 94800 Villejuif, France.

IL-15 et son récepteur : une cytokine pas comme les autres ?

La cytokine IL-15 a été identifiée simultanément par deux équipes dans des surnageants de culture des lignées CV-1/EBNA (lignée épithéliale de rein de singe) et HuT-102 (lymphome T humain associé au virus HTLV-1 pour « human T-cell leukemia virus »), grâce à sa capacité à induire la prolifération de la lignée T cytotoxique murine IL-2-dépendante CTLL-2 [1] L’IL-15 est une glycoprotéine de 114 acides aminés, d’une masse moléculaire d’environ 14-15 kDa. La séquence primaire de l’IL-15 en aminoacides ne possède pas d’homologie de séquence avec l’IL-2 et les autres membres de la famille des cytokines. Cependant, les prédictions sur la structure secondaire de l’IL-15 indiquent qu’elle appartient, tout comme l’IL-2, à la famille des cytokines composées de quatre hélices α courtes amphipatiques. Les quatre hélices α sont localisées, pour l’IL-15, entre les acides aminés 1 et 15, 18 et 57, 65 et 78, et enfin 97 et 114 [1].
Cette cytokine possède de nombreuses activités biologiques similaires à celles de l’IL-2, principal facteur de croissance des lymphocytes T activés. Cette redondance fonctionnelle entre les deux cytokines s’explique notamment par le partage d’éléments communs de la machinerie de signalisation, tels que les chaînes IL-2Rβ et γc du récepteur de l’IL-2 impliquées dans l’activation des voies JAK1/3 et STAT3/5 [1].
Cependant, l’IL-15 possède également une chaîne privée, l’IL-15Rα, qui est impliquée non seulement dans la liaison de haute affinité [2], mais également dans le transport nucléaire de l’IL-15 [3], la présentation de la cytokine sous forme membranaire [4], et dans l’activation des voies NFκB [5], Syk [6], et Tyk2/STAT6 [7]. Les messagers de l’IL-15Rα existent au moins sous huit isoformes différentes résultant d’épissages différentiels à partir d’un même gène. Ces isoformes peuvent être classées en deux groupes selon qu’elles contiennent (E2⁺) ou non (E2 ^– ) la séquence codant pour l’exon 2. Les isoformes de type E2⁺ fixent l’IL-15 (à haute affinité) et sont détectées principalement à la membrane et au niveau du noyau, alors que les isoformes E2 ^–  sont incapables de fixer l’IL-15 et de migrer dans le noyau [2, 3].

IL-15 : un seul gène mais plusieurs formes et fonctions

Bien que l’expression des ARNm de l’IL-15 soit très ubiquitaire, la protéine IL-15 est rarement détectable dans les surnageants cellulaires dans les conditions physiologiques et les monocytes/macrophages et les cellules dendritiques matures apparaissent en être la principale source dans l’organisme [1].
En effet, l’expression de l’IL-15 est finement contrôlée aux niveaux pré- et post-transcriptionnels, aboutissant à une très faible sécrétion de la cytokine [1, 8-10]. Ainsi, deux isoformes de l’IL-15 ont été décrites, générées par un mécanisme d’épissage alternatif, et qui ne se distinguent que par la taille de leur peptide signal (21 et 48 a.a) [8]. L’IL-15 associée avec le peptide signal court de 21 a.a est traduite efficacement mais n’est pas sécrétée et semble être destinée à une localisation nucléaire [9]. En revanche, l’isoforme possédant le peptide signal long de 48 a.a est destinée à la sécrétion [9, 10] ou à une expression membranaire qui est considérée comme la forme bioactive de la cytokine [4, 11].

IL-15 contrôle la différenciation des PHs en cellules NK

Les souris KO pour l’IL-15, IL-15(–/–), et pour l’IL-15Rα, IL-15Ralpha –/–, présentent des défauts similaires, soit une lymphopénie thymique et périphérique incluant les cellules NK, les CD8⁺ mémoires et la sous-population des lymphocytes intra-épithéliaux de l’intestin (IELs) [12]. Par contre, les souris KO pour la chaîne γc ou pour sa kinase JAK3 (toutes deux utilisées par l’IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-13, IL-15 et IL-21) présentent une lymphopénie prononcée en B et T, en association avec une dysmyélopoïèse [13].
In vitro, l’IL-15 a été décrite comme le facteur majeur de la différenciation des PHs CD34⁺ en cellules NK [13]. Il a également été montré que l’IL-15 participe à l’expansion des précurseurs primitifs LTC-IC (Long-Term Culture-Initiating Cells) en association avec d’autres facteurs hématopoïétiques (IL-3/SCF/Flt3-L/GM-CSF-Epo) [14]. L’hypothèse la plus courante propose qu’un microenvironnement médullaire intact soit le site naturel de la différenciation en cellules NK fonctionnelles. En effet chez la souris, l’induction d’une ostéopétrose provoque l’accumulation dans la moelle osseuse de cellules NK dépourvues d’activité lytique. Ce défaut peut cependant être corrigé par l’ajout de faibles concentrations d’IL-15 [15].
D’autre part, plusieurs travaux in vitro indiquent que l’IL-15 peut également orienter vers la différenciation en cellules NK des progéniteurs hématopoïétiques d’autres origines tels que cordon ombilical (CO), sang périphérique (SP) et quel que soit leur degré de primitivité [16]. Ces conclusions sont basées sur des travaux utilisant l’IL-15 recombinante, mais également sur d’autres démontrant que l’IL-15 produite par les cellules accessoires de la MO [17] ou présentée sous forme membranaire par les cellules stromales de la rate [18] est nécessaire et suffisante, en l’absence de facteurs de croissance exogènes, pour induire la différenciation NK des PHs CD34⁺.
Ces travaux ont permis d’élaborer un modèle de différenciation NK (figure 1). Les progéniteurs hématopoïétiques CD34⁺ se différencieraient en cellules NK en deux étapes successives [1]. La première étape correspondrait à l’engagement des cellules dans la voie de différenciation NK (figure 1A). Durant cette phase précoce, les facteurs stromaux tels que le KL et le FL, en augmentant l’expression des chaînes α et β du récepteur de l’IL-15, vont induire la différenciation de ces cellules CD34⁺ engagées en progéniteurs NK de type CD34^high/β⁺/CD56 ^–  [1] dont l’expansion et/ou la survie dépendent également de la présence de ces deux facteurs [1, 17].
Les progéniteurs NK vont, dans une deuxième étape (figure 1B), répondre à IL-15 ou à l’IL-21, nouvelle cytokine apparentée à l’IL-15 qui utilise la chaîne γc ainsi qu’une chaîne β présentant de fortes similitudes avec l’IL-2Rβ [18]. Les deux cytokines induisent alors la différenciation terminale en cellules NK fonctionnelles soit CD56⁺/CD16^– (IL-15) ou CD56⁺/CD16⁺ (IL-21). Cependant, l’IL-15 serait aussi capable d’induire la maturation des progéniteurs NK vers un état intermédiaire (NK matures I). La maturation de cette sous-population NK en cellules NK pleinement fonctionnelles (NK matures II) et capables de produire de l’IFN-γ nécessiterait l’apport d’autres cytokines telles que IL-12 et/ou IL-18 [1].
Bien que la moelle osseuse soit considérée chez l’homme comme le site primaire de la différenciation NK des progéniteurs CD34⁺, il est possible qu’il existe un second site – la rate – spécifique aux PHs circulants. Cette hypothèse est basée sur les faits suivants : 1) dans la région péri-folliculaire de la pulpe rouge de la rate humaine coexistent et vraisemblablement interagissent myofibroblastes, lymphocytes T, cellules NK et cellules dendritiques immatures [19] ; 2) les myofibroblastes spléniques expriment constitutivement et spécifiquement une forme d’IL-15 membranaire nécessaire et suffisante à activer la différenciation des PHs humains circulants en cellules NK fonctionnelles [20] ; 3) ils produisent également sous forme membranaire, des facteurs comme le FL et le KL [21] importants pour l’expansion et la survie des progéniteurs NK ; et 4) la coculture des myofibroblastes de rate avec les PHs humains circulants génère aussi une proportion de cellules dendritiques immatures nécessaires, via la production d’IL-12, à stimuler la maturation des cellules NK en cellules cytolytiques (manuscrit soumis). La rate humaine pourrait ainsi jouer un rôle dans la formation des cellules NK et être considérée comme un organe sentinelle de l’immunité naturelle [20, 22].
L’ensemble de ces résultats suggère que l’IL-15 pourrait jouer un rôle très complexe dans le contrôle de l’hématopoïèse en particulier en intervenant à différents stades du processus de différenciation des cellules NK (figure 1).

Progéniteurs hématopoïétiques normaux et IL-15 fonctionnelle

Les progéniteurs hématopoïétiques normaux secrètent une IL-15 fonctionnelle mais incapable d’induire la différenciation NK.
Les différents PHs issus de MO, de CO et de SP mobilisé (SPM), expriment constitutivement les deux transcrits de l’IL-15 qui sont associés à la sécrétion d’une IL-15 bioactive non-membranaire (ES-IL-15) qui agit par boucles autocrines/paracrines [23, 24]. En effet, l’analyse par microscopie confocale démontre la présence de la protéine IL-15 dans les endosomes précoces (coloration en jaune) ; cette localisation est inhibée en présence d’AcMc neutralisants dirigés contre l’IL-15 (figure 2A). L’analyse par microscopie confocale montre également que les trois chaînes du récepteur à l’IL-15 (IL-15Rα/β/γc) s’associent (coloration en jaune) et sont internalisées spontanément en l’absence de cytokines exogènes (figure 2B). L’ensemble de ces résultats démontre que les PHs humains fraîchement purifiés sécrètent une protéine IL-15 qui est captée par les cellules PHs productrices et/ou environnantes, et que cette action implique l’intervention d’un récepteur de haute affinité (IL-15Rα/β/γc) capable d’activer des boucles autocrines/paracrines. L’IL-15 pourrait donc être l’un de ces facteurs produits constitutivement par les PHs eux-mêmes qui agissent en boucles autocrines/paracrines, représentant un premier niveau de contrôle très important dans le maintien de leur homéostasie [25].

Progéniteurs hématopoïétiques leucémiques et déficit en cellules NK

Les progéniteurs hématopoïétiques leucémiques expriment une IL-15 membranaire qui contribue au déficit en cellules NK.
Les patients atteints de métaplasie myéloïde primitive avec myélofibrose (MMM) ou de leucémie myéloïde chronique (LMC) présentent un déficit en cellules NK fonctionnelles. Les PHs CD34⁺ issus de ces patients sont incapables, en présence d’IL-15 recombinante ou stromale, de se différencier en cellules NK, bien qu’ils expriment les trois chaînes du récepteur à l’IL-15 ainsi qu’une IL-15 membranaire impliquée dans des boucles autocrines/paracrines [22, 23]. Dans les deux types de cellules CD34⁺ pathologiques, l’expression constitutive d’une IL-15 membranaire pourrait modifier le dialogue entre progéniteurs, en altérant la transduction du signal délivrée en trans aux cellules environnantes [4]. Contrairement à ce qui ce passe dans les progéniteurs normaux, chez ces patients les voies de signalisation γc/JAK3 et STAT3 sont activées mais indépendamment de l’IL-15 endogène. L’activation constitutive de STAT3 contribue à la pathogenèse de plusieurs types de leucémie myéloïde grâce à une transcription plus efficace de gènes impliqués dans la protection de l’apoptose et dans la progression du cycle cellulaire [26]. La perte du contrôle de l’IL-15 endogène sur l’activation de la signalisation γc/JAK3 et STAT3 pourrait ainsi provoquer un verrouillage de ces voies de transduction du signal conduisant au blocage de la différenciation NK et contribuer probablement au développement de la dysmyélopoïèse qui caractérise ces hémopathies.

Nouveau récepteur hybride γc/GM-CSFRβ

Un nouveau récepteur hybride γc/GM-CSFRβ interfère dans la signalisation induite par l’IL-15 ou le GM-CSF dans les PHs normaux et leucémiques.
Une explication plausible à l’incapacité de l’ES-IL-15 à orienter la différenciation en cellules NK des PHs humains [23, 24] découle de nos récents résultats qui révèlent la présence d’un récepteur hybride fonctionnel dans les PHs CD34⁺ normaux et leucémiques et qui est constitué par l’association de la chaîne γc avec la chaîne GM-CSFRβ [39]. L’analyse biochimique par Western blot démontre l’expression de la chaîne γc (64 kDa) et de la chaîne GM-CSFRβ (130 kDa) dans des lysats totaux de cellules humaines hématopoïétiques et non hématopoïétiques (figure 3). Les deux types cellulaires expriment donc ces deux chaînes. Cependant, la re-hybridation, par Western blot, des membranes positives pour la γc avec un anticorps dirigé contre le GM-CSFRβ met en évidence la bande spécifique de cette chaîne (130 kDa) uniquement dans les progéniteurs hématopoïétiques (figure 3A), et non dans les cellules non-hématopoïétiques (figure 3B). La microscopie confocale confirme que si les deux types cellulaires expriment à la fois la chaîne γc (en vert) et la chaîne GMCSFRβ (en rouge), la colocalisation entre ces deux sous-unités (en jaune) est observée exclusivement dans les progéniteurs hématopoïétiques. L’analyse quantitative des taux de colocalisation démontre que plus de 90 % de la chaîne γc est associée à la chaîne GMCSFRβ, tandis que 30-40 % de cette dernière sous-unité reste libre et donc potentiellement disponible, à la différence de la chaîne γc, pour former d’autres types de récepteurs. Cet hétérodimère est présent dans les progéniteurs non engagés et dans les précurseurs myéloïdes et NK normaux et leucémiques. Il n’est, par contre, pas détecté dans les cellules NK matures et les cellules non-hématopoïétiques bien que les deux chaînes soient parfois exprimées.

L’équilibre entre lymphopoïèse et myélopoïèse semble s’appuyer sur l’action de facteurs qui contrôlent les deux voies de différenciation dans un progéniteur commun [16]. En effet, la perte ou le dysfonctionnement de la chaîne γc ou de sa kinase JAK3 bloque la lymphopoïèse et est associée au développement d’une dysmyélopoïèse [13]. D’autre part, les facteurs impliqués dans la maturation des précurseurs myéloïdes comme le GM-CSF ou le G-CSF interfèrent dans la différenciation et la maturation NK [31] et le GM-CSF inhibe la liaison de l’IL-2 radio-marquée à son récepteur (IL-2Rβ/γc) exprimé par la lignée myéloïde CD34⁺M07 [32].

L’ensemble de ces résultats ainsi que la distribution du récepteur hybride indiquent l’existence d’un dialogue/interférence entre les cytokines qui utilisent la chaîne γc et celles qui utilisent la chaîne GM-CSFRβ (i.e., GM-CSF, IL-3 et IL-5) dans le contrôle de mécanismes régulant l’équilibre entre lymphopoïèse et myélopoïèse.
Pour valider cette hypothèse, la fonctionnalité du récepteur hybride a été analysée en utilisant soit des PHs normaux soit des PHs leucémiques CD34⁺ qui dépendent de l’apport de GM-CSF ou d’IL-15 pour leur survie et/ou prolifération et qui expriment différentes associations de chaînes du récepteur à l’IL-15 : M07 (IL-15Rβ/γc), TF-1 (IL-15Rα/γc), et TF1β (IL-15Rα/β/γc). Le récepteur hybride est capable d’interférer dans la signalisation induite par l’IL-15 ou le GM-CSF aussi bien dans les progéniteurs hématopoïétiques normaux que leucémiques [30] (figure 3C). Plus précisément, la chaîne GM-CSFRβ influence la signalisation induite par l’IL-15 recombinante en inhibant la phosphorylation de JAK3, la fonction spécifique de la chaîne γc, tout en permettant l’activation de JAK1, JAK2, STAT5 et STAT6. Par cette signalisation, la chaîne GM-CSFRβ contrôle les effets anti-apoptotiques et prolifératifs de l’IL-15 sur les lignées M07 (survie et prolifération), TF1 (survie) et TF1β (prolifération). D’autre part, la chaîne γc contrôle la translocation nucléaire de pSTAT5 induite par le GM-CSF et module les effets anti-apoptotiques et prolifératifs du GM-CSF sur les lignées M07 (survie et prolifération) et TF1β (prolifération).
Le récepteur hybride est capable d’interférer dans l’action de l’IL-15 et du GM-CSF sur les PHs normaux et leucémiques. Il pourrait moduler les mécanismes d’engagement de ces cellules en empêchant, par exemple, la différenciation spontanée des PHs vers la voie NK en connaissant l’importance de la voie γc/JAK3 dans l’activation de la lymphopoïèse in vivo [13]. Le récepteur hybride pourrait donc jouer un rôle régulateur au cours de la différenciation hématopoïétique normale. Il représente probablement une structure hautement flexible qui, par le jeu de combinaison des différentes chaînes, pourrait évoluer et s’adapter au stade de la différenciation et donc délivrer un signal spécifique et adapté aux circonstances en modulant non seulement les interactions IL-15/GM-CSF mais potentiellement aussi celles d’autres facteurs appartenant à ces deux familles de cytokines.
Par contre, dans certaines formes de leucémie où les précurseurs sont bloqués à un certain stade de la différenciation hématopoïétique, le récepteur hybride pourrait constituer l’un des éléments responsable du blocage de la différenciation et représenter ainsi une cible potentielle en thérapie. En effet, l’inhibition de la chaîne GM-CSFRβ pourrait provoquer le déverrouillage du clone leucémique et faciliter sa « normalisation » ou son élimination (figure 3).

IL-15 membranaire

Les myofibroblastes de rate expriment une IL-15 membranaire associée à l’IL-15Rβ/γc, qui modifie la signalisation induite par l’ES-IL-15 dans les PHs.
L’IL-15 peut se présenter sous forme membranaire (IL-15mb) exprimée d’une façon constitutive ou après induction. L’IL-15mb pourrait représenter la forme physiologique biologiquement active de la cytokine dans certaines situations qui impliquent des interactions entre cellules accessoires et cellules hématopoïétiques. Cependant, l’IL-15 ne possède aucune séquence de rétention membranaire qui puisse justifier la stabilité de sa liaison à la membrane [4, 11, 20]. Sous cette forme, l’IL-15 exprime une action biologique puissante comparable à celle obtenue avec des concentrations élevées de la cytokine recombinante. Il est donc important de déterminer les mécanismes de rétention membranaire ainsi que l’existence d’un ou plusieurs types d’IL-15 membranaire et ses spécificités d’interaction.
Deux différents modèles cellulaires (lymphoïde et stromal) et deux différents mécanismes d’expression d’IL-15 membranaire sont décrits dans la figure 4. Selon le premier modèle (figure 4A), l’IL-15 recombinante (rIL-15) au contact de lymphocytes T ou de monocytes exprimant la chaîne IL-15Rα, se fixe préférentiellement à cette sous-unité. Le complexe rIL-15/IL-15Rα est alors internalisé et rapidement recyclé à la membrane. C’est donc seulement l’IL-15Rα qui, dans ce cas de figure, retient l’IL-15 à la surface et la présente en trans aux cellules environnantes. Sous cette forme, l’IL-15mb interagit non seulement avec des complexes IL-15Rα/β/γc mais également avec des complexes IL-15Rβ/γc en stimulant la survie et la prolifération des lymphocytes T [4]. Ce modèle est actuellement le seul mécanisme proposé pour l’expression de l’IL-15mb sans savoir si cette forme stimule efficacement la différenciation des progéniteurs hématopoïétiques en cellules NK.
Le deuxième modèle (figure 4B) concerne une population de cellules stromales de la rate humaine (les myofibroblastes) qui expriment d’une façon constitutive et hautement spécifique une IL-15mb nécessaire et suffisante, en l’absence de cytokines exogènes, à induire la différenciation des progéniteurs hématopoïétiques circulants en cellules NK fonctionnelles [20, 22].
L’IL-15mb est fixée d’une façon très stable sur les myofibroblastes adhérents car elle n’est déplacée ni par les anticorps neutralisants dirigés contre l’IL-15 ou les composants de son récepteur, ni par un traitement à la trypsine de longue durée, ni par le Ph acide [résultats non publiés]. En revanche, au cours du processus d’adhérence, l’utilisation soit de l’AcMc 247 anti-IL-15 (R et D system) reconnaissant un épitope spécifique du complexe β/γc soit des AcMc neutralisants dirigés contre les chaînes β et γc mais pas contre la chaîne α du récepteur à l’IL-15, est capable d’inhiber durablement l’expression de l’IL-15mb [résultats non publiés]. Ce dernier résultat implique qu’au cours de la phase d’étalement cellulaire, l’IL-15 endogène est d’abord sécrétée dans le microenvironnement, se fixe alors au complexe IL-15Rβ/γc qui la présentera durablement sous la forme de cytokine membranaire fonctionnelle. Enfin, de récentes expériences de co-immunoprécipitation, nous ont permis d’affiner l’analyse du mécanisme qui contrôle l’expression de l’IL-15mb et de proposer que les myofibroblastes de rate secrètent un complexe préformé IL-15/IL-15Rα qui va s’associer aux hétérodimères β/γc présents à la surface des cellules [manuscrit soumis].
Dans les progéniteurs CD34⁺ de CO, le contact avec l’IL-15mb stromale modifie la signalisation induite par l’IL-15 endogène (l’ES-IL-15) [24]. De plus, le répertoire de facteurs transcriptionnels activés évolue et se modifie selon le stade de différenciation des progéniteurs de CO. En effet, le contact avec les progéniteurs fraîchement purifiés et non stimulés, induit l’activation de NFκB. Par contre, le contact avec la sous-population CD34⁺/CD38⁺/CD56^– obtenue après 10 jours d’expansion en présence de KL et FL, induit l’activation de STAT3 et de STAT5 [résultats non publiés].
Enfin, il faut souligner que si l’ES-IL-15 produite par les progéniteurs hématopoïétiques n’est pas compétente, par elle-même, à induire leur différenciation spontanée en cellules NK, elle est cependant nécessaire à l’achèvement de ce processus au cours de la phase précoce de contact avec les cellules stromales de rate [22]. En effet, le pré-traitement des progéniteurs circulants normaux avec un AcMc anti-IL-15 réduit fortement la production de cellules NK tandis que le pré-traitement des myofibroblastes spléniques n’a aucun effet. Ceci implique que dans les phases initiales de contact entre cellules stromales et progéniteurs hématopoïétiques, l’enclenchement du processus de différenciation est tributaire d’un signal délivré aux cellules stromales par l’IL-15 produite par les progéniteurs, et qui, en retour, sera complété par des signaux délivrés aux progéniteurs par l’IL-15mb stromale (figure 4).

Rôle clé de l’IL-15Rα

IL-15mb délivre un signal différent en fonction de la composition de l’IL-15R exprimé par les PHs leucémiques.
L’IL-15mb exprimée par les cellules lymphoïdes [4] interagit indifféremment avec des récepteurs à l’IL-15 de haute (IL-15Rα/β/γc) et de faible affinité (IL-15Rβ/γc) et induit avec la même efficacité la prolifération des cellules environnantes exprimant les deux types de récepteur. Par contre, l’IL-15mb exprimée par les cellules stromales de rate délivre une signalisation différentielle selon le type de récepteur exprimé par les PHs (figure 5).
À cette fin, nous avons utilisé des progéniteurs leucémiques CD34⁺ exprimant des récepteurs à l’IL-15 fonctionnels mais de composition différente et nous avons analysé le type de signalisation et les effets sur la survie et la prolifération déclenchés par contact avec l’IL-15mb stromale. La coculture de la lignée TF1β qui exprime un récepteur IL-15 de haute affinité (α/β/γc), avec les myofibroblastes de rate induit l’activation de NFκB et de STAT6, mais bloque celle de STAT3 et de STAT5. En conséquence, l’IL-15mb ne délivre qu’un signal anti-apoptotique aux cellules TF1β. Cette signalisation est sous le strict contrôle de l’IL-15Rα, puisque la neutralisation de cette chaîne induit l’activation de STAT3 et de STAT5 et inhibe celle de NFκB et de STAT6. En revanche, l’IL-15mb stromale permet la survie et la prolifération de la lignée M07 qui exprime un récepteur IL-15 de faible affinité (β/γc), en induisant l’activation de STAT3, STAT5, et Bcl-2 mais pas celle de NFκB. Enfin, l’IL-15mb stromale permet la survie et non la prolifération de la lignée TF1 qui exprime un IL-15R de haute affinité mais incomplet (α/γc), via l’activation du facteur transcriptionnel NFκB.
La chaîne IL-15Rα est compétente pour la transduction du signal mais, dans les autres systèmes cellulaires étudiés, elle assure cette fonction seule sans s’associer aux autres composants du récepteur à l’IL-15 [5-8]. Aussi son association avec la chaîne γc est totalement inattendue mais cependant fonctionnelle. Il est à souligner que les précurseurs érythrocytaires normaux expriment eux aussi un récepteur à l’IL-15 de composition similaire (α/γc) et conservent l’expression de l’IL-15 endogène. Si l’on considère que la modulation du facteur transcriptionnel NFκB joue un rôle important au cours des différentes phases de l’érythropoïèse [33], l’IL-15 pourrait être alors aussi impliquée dans cette phase de la différenciation. Enfin, il faut souligner que l’IL-15mb « lymphoïde » [4] et non l’IL-15mb stromale [18, 22] permet la prolifération de la lignée T cytotoxique murine IL-2-dépendante CTLL-2.
L’ensemble de nos résultats démontre que les myofibroblastes de rate expriment une nouvelle forme d’IL-15 membranaire qui se différencie par sa structure (mécanisme d’ancrage et présentation d’épitopes fonctionnels en trans aux cellules environnantes) et par ses fonctions de la forme membranaire exprimée par les cellules lymphoïdes [4]. En effet, l’IL-15mb stromale 1) active d’une façon différentielle plusieurs facteurs transcriptionnels en fonction du type de récepteur exprimé par les progéniteurs hématopoïétiques et 2) la chaîne IL-15Rα joue un rôle fondamental dans le contrôle de cette signalisation activant certaines voies (NFκB, STAT6) tout en empêchant d’autres (STAT3 et STAT5) très importantes dans le contrôle de la myélopoïèse.
Ces résultats suggèrent également que l’IL-15mb exprimée par certaines sous-populations de cellules stromales in vivo, pourrait être un facteur leucémogène pour certains clones myélocytaires en permettant l’activation de voies potentiellement anti-apoptotiques (i.e., IκBα/NFκB) dans les cellules leucémiques exprimant un récepteur à l’IL-15 de haute affinité ou en permettant la prolifération des cellules leucémiques ne possédant qu’un récepteur de basse affinité (figure 5).

Conclusion

Une partie de ces résultats dérive d’expériences effectuées sur des lignées leucémiques CD34⁺, qui expriment néanmoins une capacité résiduelle de différenciation et doivent donc être validées dans des modèles cellulaires physiologiques. Cependant, nous proposons que par un dialogue/interférence entre ses différentes formes et les différents assemblages de son récepteur, l’IL-15 pourrait représenter un facteur constamment impliqué dans le contrôle de l’hématopoïèse capable de modifier et d’adapter son signal selon le stade de la différenciation et du type cellulaire impliqué. L’altération de ces interactions pourrait générer des erreurs dans les contrôle de l’hématopoïèse pouvant provoquer une dysmyélopoïèse mais également stimuler la survie et l’expansion de certains clones leucémiques. n

Références

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