Caractérisation de la dysfonction de l’inflammasome au cours du déficit en XIAP

Abstract

L'inhibiteur de l'apoptose lié au chromosome X (XIAP) est une protéine antiapoptotique exprimée de manière ubiquitaire et est un puissant inhibiteur de l'apoptose en bloquant les formes actives des caspases-3, -7 et -9. D’autres fonctions de XIAP reposent sur son activité d'ubiquitine ligase impliquée dans la régulation d'importantes voies de signalisation et la transduction du signal des récepteurs de type NOD ; NOD1 et NOD2, jouant un rôle central dans l'immunité innée. Les mutations hémizygotes résultant en une perte de fonction du gène XIAP sont responsables de la survenue d’une maladie auto-inflammatoire dont le phénotype clinique englobe plusieurs de ces caractéristiques : une lymphohistiocytose hémophagocytaire (HLH), un syndrome d’activation macrophagique (MAS), une maladie inflammatoire de l'intestin mimant la maladie de Crohn. Bien que certaines études antérieures montrent que la suppression de XIAP induit l'activation de l'inflammasome NLRP3, les mécanismes physiopathologiques par lesquels ce déficit induit un syndrome autoinflammatoire ne sont pas définis. Ce projet vise à créer et caractériser une lignée cellulaire monocyte/macrophage THP-1 avec délétion de XIAP pour étudier les mécanismes moléculaires responsable de l'auto-inflammation dans les macrophages en utilisant le système CRISPR-Cas12. J'ai pu montrer que le déficit en XIAP est responsable de l’activation de l'inflammasome NLRP3 et d’un état auto-inflammatoire macrophagique indépendant de l'activité ubiquitine ligase de XIAP. Il m’a aussi été possible d'élucider la rétroaction positive de l’IL-1𝛽 et NF-κB sur l'inflammation. L'étude de ce modèle cellulaire nous permettra une meilleure compréhension des processus régulant l’activation de l'inflammasome et l’apoptose dans les macrophages déficients en XIAP.

The X-linked inhibitor of apoptosis (XIAP) protein is an anti-apoptotic protein. It is ubiquitously expressed and is a potent inhibitor of programmed apoptosis by blocking the activated forms of caspases-3, -7, and -9. Additional functions of XIAP rely on its ubiquitin ligase activity involved in regulating important signaling pathways. Among other important functions is the role of XIAP in the signal transduction of the NOD-like receptors; NOD1 and NOD2, which play a pivotal role in innate immunity. Hemizygous loss of function mutations in XIAP leads to XIAP deficiency. It can be considered as an autoinflammatory disease since the clinical phenotype encompasses several auto-inflammatory features: Haemophagocytic Lymphohistiocytic syndrome (HLH), macrophage activation syndrom (MAS), an inflammatory bowel disease, mimicking Crohn's disease. Interestingly, while some earlier reports have shown that deletion of XIAP induces NLRP3 inflammasome activation, the precise mechanisms by which XIAP deficiency induces an autoinflammatory syndrome are not defined. This project aims to create and characterize a THP1 monocyte / macrophage cell line with a deletion of XIAP to show the state of hyperinflammation in macrophages using the CRISPR-Cas12 system to study the role of different domains of the gene. I have shown that XIAP deficiency triggers the NLRP3 inflammasome in THP-1 macrophages independently of its ubiquitin ligase activity. In addition, it was possible to elucidate the role of the IL-1𝛽 and NF-κB backloop on inflammation. Studying this cell model will help us refine a better understanding of the dynamics of inflammasome and apoptosis in macrophages with XIAP deficiency.