Alcaligenes faecalis induit les cellules T helper 17 intestinales en favorisant la dégradation de FBXW7 médiée par la ligase E3 ubiquitine TRIM21

Rhumatologie et immunologie Sciences de la vie Médecine Immunologie Microbiologie Biologie cellulaire Biochimie
Alcaligenes faecalis cellules Th17 TRIM21 FBXW7 ubiquitination immunité intestinale différenciation cellulaire

I. Contexte de la recherche

Les cellules Th17 intestinales jouent un rôle central dans le maintien de l’homéostasie immunitaire des muqueuses et la résistance aux infections pathogènes. Les études antérieures suggéraient que les bactéries filamenteuses segmentées (SFB) étaient les microorganismes clés induisant les cellules Th17 intestinales, mais leur colonisation chez l’adulte reste controversée : 1. Contradiction clinique : Le taux de détection des SFB dans l’intestin humain diminue fortement avec l’âge (24% chez les enfants de moins de 3 ans, 0% chez les adultes), ce qui ne permet pas d’expliquer l’enrichissement en cellules Th17 dans la population générale. 2. Limites mécanistiques : Les SFB induisent indirectement les cellules Th17 via des voies dépendantes des cellules dendritiques ou l’endocytose médiée par CDC42 des cellules épithéliales, mais on ignorait si les microbes pouvaient directement moduler les mécanismes moléculaires intrinsèques des lymphocytes T.

Cette étude, dirigée par l’équipe du professeur Zhijian Cai de l’École de médecine de l’Université du Zhejiang en collaboration avec l’Université de l’Indiana, a été publiée en juin 2025 dans la revue Immunity (DOI:10.1016/j.immuni.2025.03.008). Elle révèle un nouveau mécanisme par lequel Alcaligenes faecalis, une bactérie ubiquitaire, induit directement les cellules Th17 via l’axe TRIM21-FBXW7-JUNB-AHR-RORγt.

II. Méthodologie et découvertes

1. La déficience en FBXW7 favorise la différenciation des cellules Th17 (exploration des mécanismes de base)

Conception expérimentale : - Modèles murins génétiquement modifiés : Souris avec délétion spécifique de FBXW7 dans les lymphocytes T (FBXW7fl/fl*dLck-Cre) - Traitement des échantillons : Isolement des lymphocytes de la rate, des ganglions lymphatiques mésentériques (MLN) et de la lamina propria intestinale (LP) - Expériences clés : - Analyse par cytométrie en flux de la proportion de cellules Th17 (IL-17A+CD4+) - Détection par qPCR des gènes caractéristiques des Th17 (Il17a, Rorc, Il23r) - Différenciation polarisée des Th17 in vitro (TGF-β1+IL-6+IL-23)

Découvertes majeures : - L’absence de FBXW7 multiplie par 2.3 les cellules Th17 dans la LP intestinale (p,001) - Augmentation de l’expression du gène Il10 (marqueur des Th17 non pathogènes), diminution du marqueur pathogène Tbx21 - Validation humaine : Corrélation négative entre FBXW7 et IL-17A dans les lymphocytes T CD4+ du côlon (r=-0,82)

2. Le microbiote intestinal induit la dégradation ubiquitine-dépendante de FBXW7 via TRIM21

Méthodes innovantes : - Spectrométrie de masse : Identification de 8 E3 ligases interagissant avec FBXW7 - Silençage génique conditionnel : Criblage par shRNA des molécules régulatrices clés

Données clés : - Les lysats microbiens réduisent la demi-vie de FBXW7 de 8,5 heures à 3,2 heures - TRIM21 médie spécifiquement la polyubiquitination de FBXW7 via la liaison K48 (7 sites d’ubiquitination identifiés par spectrométrie de masse) - Après élimination du microbiote par antibiotiques, les cellules Th17 diminuent de 67% dans la LP des souris sauvages, contre seulement 19% chez les souris FBXW7-/-

3. Mécanismes uniques d’Alcaligenes faecalis

Criblage du microbiote : - Métagénomique : Identification de 4494 bactéries à partir de cultures sur milieu LB - Criblage fonctionnel : Parmi 10 souches commercialisées, seules A. faecalis et A. haemolyticus induisent les Th17

Double voie de régulation : 1. Voie d’endocytose des protéines : - Endocytose dépendante de CDC42 : Microscopie confocale montrant la colocalisation des protéines biotinylées d’A. faecalis avec les endosomes EEA1+ - Inhibition de l’auto-ubiquitination de TRIM21 : Interaction UBE2W-TRIM21 réduite de 50% (vérifiée par co-IP)

  1. Voie des vésicules de la membrane externe (OMVs) :
    • Analyse par suivi de nanoparticules (NTA) : Isolement de vésicules de 80-200nm
    • L’inhibiteur de macropinocytose Baf-A1 bloque l’internalisation des OMVs (>85% d’efficacité)

Pertinence clinique : - Détection dans les selles humaines : A. faecalis présent chez 86% des adultes et 63% des enfants - L’injection intraveineuse d’OMVs triple le nombre de Th17 intestinaux chez les souris axéniques

4. Mécanisme de l’axe moléculaire (JUNB-AHR-RORγt)

Expériences innovantes : - Immunoprécipitation de chromatine (ChIP) : Confirmation de la liaison directe d’AHR au promoteur de RORC (-8567 à -8549pb) - Système rapporteur de luciférase double : La surexpression de JUNB multiplie par 4,8 l’activité du promoteur d’AHR

Découvertes clés : - FBXW7 inhibe la transcription d’AHR en dégradant JUNB - AHR active directement l’expression de RORγt (l’activité luciférase chute de 72% après mutation du site de liaison) - Traçage cellulaire : La déficience en FBXW7 n’affecte pas la survie des Th17 différenciés (aucune différence après transfert adoptif)

III. Implications et points forts

Valeur scientifique

  1. Percée théorique :

    • Découverte d’un nouveau paradigme de régulation directe de la différenciation des lymphocytes T par des microbes non-SFB
    • Élucidation de l’axe inédit TRIM21-FBXW7-JUNB-AHR-RORγt

  2. Innovation technologique :

    • Développement d’une plateforme de criblage des interactions “protéines microbiennes - E3 ligases hôtes”
    • Mise au point d’une stratégie d’intervention microbiologique basée sur l’inhibition de CDC42

Perspectives d’application

  1. Traitements médicaux :

    • Les OMVs d’A. faecalis comme agent prophylactique contre les infections à Citrobacter rodentium
    • Les inhibiteurs de TRIM21 potentiellement utilisables en thérapie ciblée des maladies inflammatoires intestinales

  2. Transfert technologique :

    • Données brevets : Demande de brevet déposée pour un “immunomodulateur à base d’A. faecalis” (WO2025/086532)

IV. Limites de l’étude

  1. Profondeur mécanistique : La protéine active spécifique d’A. faecalis n’a pas été identifiée
  2. Transposition clinique : Nécessité de valider la cohérence des effets immunomodulateurs d’A. faecalis dans différentes populations

Cette étude offre une nouvelle perspective sur les interactions microbiote-immunité. Le Graphical Abstract a été sélectionné pour la couverture du numéro de Immunity.