Etude du biais de sexe dans la transcription des gènes de récepteurs Toll-like liés à l'X, TLR7 et TLR8

Les récepteurs endosomaux humains TLR7 et TLR8 reconnaissent les ligands d'ARN simple brin du soi et du non-soi, et sont des médiateurs importants de l'immunité innée et de la pathogenèse auto-immune. La spécificité d'expression de TLR7 et TLR8 est différente : alors que TLR7 est exprimé principalement dans les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC), les lymphocytes B et les monocytes, TLR8 est exprimé préférentiellement dans les monocytes, les cellules dendritiques myéloïdes et les neutrophiles. Peu d'études ont examiné la réponse fonctionnelle de l'activation sélective de TLR7 ou TLR8 dans les cellules qui expriment les deux récepteurs, telles que les monocytes et les lymphocytes T. Dans les monocytes humains, il a été rapporté récemment que l'activation de TLR7 favorise l'expression de cytokines de polarisation de type T helper 17 (Th17) après une infection virale, alors que la production de cytokines de type Th1 et la réponse aux interférons de type I dépendent de la signalisation de TLR8. TLR7 et TLR8 sont codés par des gènes paralogues adjacents sur le chromosome X. Chez les mammifères femelles, l'un des deux chromosomes X est inactivé de manière aléatoire au cours du développement embryonnaire précoce afin d'égaliser le dosage de l'expression génique entre les sexes. Chez l'Homme, 15 % des gènes liés à l'X échappent à l'inactivation de ce chromosome et sont donc transcrits de manière bi-allélique dans les cellules féminines individuelles. Nous avons établi précédemment que le gène TLR7 échappe à l'inactivation du chromosome X dans les cellules immunitaires féminines mais aussi chez les hommes atteints du syndrome de Klinefelter (47,XXY), et que les cellules sanguines mononucléaires expriment davantage de protéine TLR7 chez les femmes que chez les hommes. Au cours de mon travail de thèse, j'ai étudié des monocytes CD14+ et des lymphocytes T CD4+ sur une base unicellulaire afin de déterminer les modes d'expression du double locus TLR7-TLR8, en mettant l'accent sur les différences possibles entre les hommes normaux, les hommes atteints du syndrome de Klinefelter et les femmes, en fonction du caryotype sexuel. En utilisant l'hybridation in situ par fluorescence de l'ARN, j'ai montré que TLR8, comme TLR7, échappe à l'inactivation du chromosome X dans les deux types cellulaires, ce qui s'accompagne d'une fréquence plus élevée de cellules positives pour les transcrits de TLR7 et de TLR8 chez les femmes par rapport aux hommes normaux. Parallèlement, j'ai constaté que la fréquence des événements de transcription simultanée de TLR7 et TLR8 était disproportionnellement élevée dans les monocytes et les lymphocytes T féminins, et disproportionnellement faible dans les cellules des hommes normaux, d'où une différence de fréquence de 7 à 1 entre les femmes et les hommes. Ces biais transcriptionnels et co-transcriptionnels ont été confirmés lors de la comparaison de l'X unique des hommes normaux avec l'X actif des femmes. Chez les patients Klinefelter, les fréquences de co-transcription de TLR7 et TLR8 sur l'X actif des monocytes étaient globalement intermédiaires entre celles des hommes normaux et celles des femmes, avec des modes d'expression de type masculin ou féminin selon les individus. Enfin, des analyses de RNAseq sur cellules uniques ont montré qu'il existe un biais de sexe dans la signature de type th17 et Th1 des monocytes à l'état basal, et que ce biais est accentué suite à la stimulation de TLR7/8. Ces résultats indiquent que les gènes TLR7 et TLR8 forment un groupe de gènes co-régulés, avec des modes de co-régulation opposés entre les hommes normaux et les femmes. Ces biais transcriptionnels et co-transcriptionnels dépendants du sexe et du caryotype sexuel portent des implications pour la réponse aux virus et aux bactéries, et le risque de développer des maladies auto-immunes.