Mécanismes pathogéniques dans la progression du diabète de type I
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Type-I diabetes results from the autoimmune attack on pancreatic beta cells which are responsible for the production of insulin in the body. The first step in disease progression is insulitis: the infiltration of pancreatic islets by leukocytes. Later, these leukocytes destroy beta cells and provoke hyperglycemia. The first part of my thesis work focused on the mechanisms that lead to insulitis by triggering the transport of islet antigens to the pancreatic lymph nodes. We used microarray analysis and representational difference analysis but we could not identify any significant gene expression changes in the gene expression profiles of islets isolated before or after the onset of insulitis. We then showed that insulitis is initiated by a wave of beta cell apoptosis induced by stress of the endoplasmic reticulum. Part of the evidence for this is that in caspase-12 deficient mice, where this apoptosis pathway is impaired, the presentation of beta-cell antigen to the pancreatic lymph nodes is significantly decreased. In the second part of this study, we tried to identify the genes that contol the pathogenic potential of the insulitic infiltrate. We therefore used microarray analysis to understand the differences between BDC2. 5/NOD mice where insulitis remains dormant and BDC2. 5/B6g7 mice where there is a rapid progression from insulitis to overt diabetes. The comparison between the two gene expression profiles showed that a striking difference is the upregulation on B6g7 background of NK-cell specific genes. Flow cytometry analysis showed that this was due to an increase frequency of NK cells in the infiltrate. The same increase in NK cell frequency was observed when a benign infiltrate was transformed into an aggressive one by blocking the CTLA-4 molecule. We then used antibody-mediated depletion to show that NK cells are critical for the development of early-onset diabetes. Their role could involve cytotoxic lysis of beta cells or cytokine production.
Abstract FR:
Le diabète de type I résulte de la destruction autoimmune des cellules beta du pancréas qui sont responsables de la production d'insuline dans l'organisme. La première manifestation de la maladie est l'invasion des îlots pancréatiques par des leukocytes (insulite). Par la suite, ces leukocytes détruisent les cellules beta et provoquent une hyperglycémie. La première partie de mon travail est centrée sur les mécanismes qui mènent à l'insulite en provoquant le transport des antigènes des îlots vers les ganglions pancréatiques. En utilisant des puces à ADN et un criblage différentiel, nous n'avons trouvé aucune différence significative entre les profils d'expression des îlots pris avant et après le début de l'insulite. Nous avons alors montré que l'insulite est initiée par une vague d'apoptose des cellules beta. Une des preuves en est que dans les souris déficientes pour la caspase-12, qui sont résistantes à l'apoptose liée au stress du réticulum endoplasmique , la présentation d'autoantigènes dans les ganglions pancréatiques était diminuée de manière significative. Pour la deuxième partie de mon travail, nous avons utilisé des puces à ADN afin d'identifier les gènes qui, dans le pancréas, ralentissent (souris BDC2. 5/NOD) ou au contraire accélèrent (souris BDC2. 5/B6g7) la progression du diabète. La comparaison des profils d'expression montre que dans le pancréas, une différence majeure est l'expression dans l'infiltrat aggressif de gènes caractéristiques de cellules Natural Killer (NK). Des analyses en cytométrie de flux montrent que ceci correspond à une présence accrue de cellules NK. Cette observation est reproduite lorsque l'infiltrat bénin est rendu agressif par le blocage de la molécule CTLA-4. Nous avons ensuite montré par déplétion avec des anticorps que, dans ce modèle, les cellules NK étaient nécessaires au développement du diabète. Leur rôle dans l'attaque des d'îlots pourrait impliquer une cytotoxicité dirigée contre les cellules beta ou la production de cytokines.