Un modèle macrophagique humain pour étudier la dynamique d’activation de l’inflammasome

Abstract

Les inflammasomes sont des complexes protéiques impliqués dans l’immunité innée, qui sont activés par de multiples signaux de danger. Des mutations héréditaires des protéines de l’inflammasome peuvent être responsables de son activation excessive et in fine de la survenue de pathologies auto-inflammatoires chez l’être humain. À l’heure actuelle, aucun modèle cellulaire ne permet d’étudier spécifiquement la dynamique d’activation des inflammasomes et de préciser les conséquences des mutations activatrices sur celles-ci. J’ai donc généré un modèle humain macrophagique exprimant une protéine recombinante FLAG3x-ASC endogène, commune aux différents inflammasomes dans la lignée cellulaire humaine monocytaire/macrophagique THP-1. Cette lignée a été générée par édition génique par la technologie CRISPR-Cas9 en utilisant un substrat de recombinaison permettant d’insérer la séquence codant pour le FLAG3X in frame du locus PYCARD codant pour ASC. J’ai pu générer 6 clones FLAG3x-ASC dans la lignée THP-1. Les clones générés ont été validés en confirmant l’expression et la fonctionnalité de la protéine recombinante FLAG3x-ASC et en vérifiant l’absence de mutations indésirables hors-cible générée par la nucléase Cas9. Une fois ce modèle généré, j’ai pu également reproduire un variant génétique du gène NLRC4, protéine sensor de l’inflammasome du même nom, retrouvé chez un patient présentant une maladie auto-inflammatoire. La validation des clones mutant pour NLRC4 est en cours. Ce projet permettra la caractérisation de la dynamique d’activation de l’inflammasome dans un modèle physiologique et pathologique. Ceci permettra une avancée importante dans la compréhension de l’inflammasome et son agrégation ainsi que la régulation de ce complexe face aux signaux de danger.

Inflammasomes are multiproteic complexes that are involved in innate immunity and are activated by multiple signals of dangers. Hereditary mutations in inflammasome components lead to its excessive activation that is responsible for human auto-inflammatory disease. While these mutations are supposed to alter the dynamic of inflammasome activation, there is no current human model allowing the dynamic study of this complex. I generated a human cellular model expressing an endogenous FLAG3x ASC protein, an adaptator protein common to several inflammasomes, in the human monocytic/macrophagic THP-1 cell line. This model was created through CRISPR-Cas9 genome engineering using a recombination template allowing the in frame integration of the sequence encoding the FLAG3X peptide at the PYCARD locus encoding ASC. I generated and validated the expression and the functionality of 6 FLAG3x-ASC THP-1 cell lines. Furthermore, these cell lines are devoided of CRISPR-Cas9 off-target effect. In this model, I further reproduced a genetic variant of the inflammasome component NLRC4 observed in a patient presenting with autoinflammatory manifestation. The functional validation of the FLAG3x-ASC THP-1 harboring the NLRC4 variant is on-going. This project will allow to study the dynamic of the activation of the inflammasome in healthy and pathological conditions. Those results will help refine our comprehension of inflammasome complexation and regulation in response to danger signals.