IDO et immunosupression AML= Acute myeloma leukemia Leucémie myéloïde aiguë

Catabolisme du Tryptophane a= indolamine 2,3 dioxygenase (IDO) b= tryptophan 2,3 dioxygenase (TDO) TDO : Foie ( induite par le tryptophan ou les glucocorticoïdes) IDO : ubiquitaire, très exprimée dans les Poumons et le placenta ( induite par LPS, virus, IFN-g et TNF-a IFN-a (moindre niveau) Découverte de l’activité anti-proliférative des IFNs et également anti-cancéreuse. Ils Sont également utilisés dans le traitement deqs néoplasies. Dans les années 80 la question Était de savoir si l’activité deqs IFNs était directe ou s’exerçait par l’intermédaire des lymhocytes NK. 1989: Découverte de cellules mutantes résistantes à l’IFN défectives en une enzyme du Catabolisme du tryptophane

1998 : Découverte du rôle de l’IDO dans la tolérance maternelle (Mellor AL, Munn DH et al - science 1998) Observation : IDO exprimée par syncytiotrophoblaste (fetal) et baisse progressive du tryptophane circulant au cours de la grossesse. Hypothèse : l’expression de l’IDO à l’interface materno-fetale nécessaire pour prévenir le rejet du fetus Exp1 : traitement de souris gestantes porteuse de fetus allogènique par 1-methyl tryptophane (inhibiteur de l’IDO) induit le rejet du fetus : IDO impliquée dans la tolérance marternelle Exp2 : Idem avec des souris femelles Balb/c rag-/- fecondées par des mâles B6 et traitées par 1-MT: rejet du fetus : Rôle des lymphocytes T de la mère dans le rejet induit par traitement 1-MT Conclusion: rejet est dû au moins partiellement aux lymphocytes T maternel qui sont maintenus inactifs dans les conditions normales par l’IDO induite dans les tissus d’origine fetale TDO : enzyme présente dans le foie, inductible par l’IFN et les glucocorticoïdes IDO : Enz ubiquitaire à activité très forte dans les poumons et le placenta. À la différence de la TDO, accepte un très large spectre de substrat : L tryptophane, 5HTP, serotonine … d’où son nom indoleamine Effet de l”iFN-g passe par sa dégratdatiton par l’IDO ce qui conduit à une starvation en tryptophane (ac aminé essentiel) et donc un blocage de la prolifération. Découverte de l’effet de l’IFN sur des parasites intracellulaires comme toxoplasma dans les fibroblastes humains. IDO très exprimé dans le syntitio-trophoblaste et on observait une baisse de concentration du tryptophane :

Macrophages IDO+ inhibent T cell proliferation Différenciation des monocytes en macrophages en présence de M-CSF induit expression de IDO Macrophages IDO+ inhibent prolifération of T cells en réduisant la concentration de Try dans le milieu

Nouvelle Hypothèse 1999 : Production d’IDO par les cellules supprime les réponses T in vivo = nouveau mécanisme de tolérance acquise Synthèse d’IDO a un effet microbicide Synthèse IDO est un moyen de supprimer la réponse T Cellules du placenta qui produisent IDO suppriment la réponse des cellules T maternelles Mph dans certains environnement induit IDO et supprime la réponse T Ingestion de L-Tryptophane induit des multiples désordres auto-immuns Mécanisme ? Déplétion en tryptophane et d’autres protection contre les attaques microbiennes mais aussi d’origine auto-immune

Etudes en faveur d’un rôle de l’IDO dans la régulation immunitaire (Mellor and Munn, 2004)

IDO impliqué dans la tolérance T aux tumeurs Dans le modèle de la souris NOD Le mécanisme effecteur lors du traitement par CTLA-4-ig fusion Le Modèle d’asthme induit chez la souris Mécanisme protecteur contre le développement de désordres auto-immuns

Maturation des DC

IDO, T reg and CTLA-4 Tregs induisent un fort niveau d’expression de IDO dans des DC (souris et homme) in vitro : mécanisme fixation de CTL-A4 à CD80/CD86 DC exprimant de fort niveaux d’IDO pourraient également induire des T regs?

Blood, 2007

IDO expression correlates with increased frequency of CD4+CD25+Foxp3+ in patients with AML at diagnosis

IDO expressing AML cells induce increase of CD4+CD25+FoxP3+ AML cells + allogenic T cells 1-MT = 1 Methyl-D-Tryptophan Baseline= %CD4+CD25+ before experiment (t=0) 7 jours %CD4+CD25+ ? FoxP3 expression by purified CD4+CD25+ and CD4+CD25- obtained after culture with IDO+AML cells

Generation of CD4+CD25+ is linked to the microenvironment 7 jours %CD4+CD25+ IDO+ AML cells IDO- AML cells + T cells IDO- IDO+ CTL IDO+ IDO+ 1-MT IDO- IDO- 1-MT Milieu + 25µM Tryptophane

Milieu + 150 µM Tryptophane IDO- IDO+ 1-MT CTL Micro-environement des cellules IDO+ mais pas IDO- induit par lui-même l’expansion de cellules CD4+CD25+ La déplétion en tryptophane ne semble pas jouer un rôle majeur

AML-induced CD4+CD25+ have regulatory activity 5 jours + Prolifération IL-2 T cells previously cocultured with IDO+ AML cells Naive T cells Allogenic APC

AML-induced CD4+CD25+ have regulatory activity T cells previously cocultured with IDO+ AML cells or Naive T cells Allogenic APC 5 jours Prolifération IL-2 +

Test la prolifération des CD4CD25+ (CFSE) AML-cells converts CD4+CD25- into CD4+CD25+ through an IDO dependent mechanism Test la prolifération des CD4CD25+ (CFSE) Test apoptosis des CD4+CD5- (annexin V) Test acquisition du marqueur CD25 sur une population pure CD4+CD25-

CFSE assay for measuring T reg activity Anti-CD3 Cytometry + PBMC CD4+CD25- CFSE= 5,6 carboxyfluoreceine diacetate succinimidyl ester (CFSDA-SE) Reacts with amines primaires from intracell proteins: conduit à un marquage uniforme des cellules

In vivo effect of IDO+tumor cells on CD4+CD25+Tcells : Injection intrasplenique of A20 (IDO+tumor cells) %CD4+CD25+ in spleen FoxP3 in purified CD4+CD25+ suppressive activity of CD4+CD25+ (Test de prolif anti-CD3)

IDO+tumor induces in vivo conversion of CD4+CD25- in CD4+CD25+ A20-IDO+ tumor or CT26-IDO- tumor Thy1.1 CD4+CD25- Thy1.2 10 days Analyse CD4+Thy1.1+

conclusion AML-IDO+ associated with an increased number of circulating CD4+CD25+FoxP3+ AML-IDO+ expand CD4+CD25+FoxP3+cells with regulatory activity through conversion Mechanism ? Seems depend directly of IDO expression