INTESTINAL TUFT CELLS EXPRESS THE CHAT GENE AND SECRETE ACETYLCHOLINE
LES CELLULES TUFT SONT DES CELLULES ÉPITHÉLIALES EFFECTRICES DE LA RÉPONSE IMMUNE DE TYPE 2
Cette étude, menée par l'équipe "Auto-renouvellement et différenciation des epithelia" animée par Philippe Jay, en collaboration avec les groupes de Rick Maizels (UK), Valérie Zimmermann (IGMM) et Andreï Turtoi (plateforme MAMMA), décrit une nouvelle fonction des cellules tuft intestinales dans les défenses immunitaires. Le tube digestif représente la plus grande surface de contact entre un hôte et son environnement extérieur. Face aux agents pathogènes potentiels, la réponse immune innée est la première ligne de défense de notre organisme. Dans le cas d’infections parasitaires helminthiques, l’hôte déclenche une réponse spécifique nommée réponse immune de type 2, mobilisant certaines cellules du système immunitaire et causant un remodelage de la muqueuse intestinale, afin de favoriser l’expulsion de ces derniers. Nous avons, par le passé, démontré la fonction critique des cellules tuft intestinales dans l’initiation de cette réponse immune, leur attribuant un rôle de cellules sentinelles. Dans cette étude, nous démontrons qu’au-delà de ce rôle de surveillance, les cellules tuft sont aussi des cellules effectrices de la réponse immunitaire antiparasitaire.
Alors que la fonction de l'amplification drastique du nombre de cellules tuft pendant la réponse immune de type 2 est longtemps restée mystérieuse, nos données montrent que ces cellules sont capables de synthétiser de l’acétylcholine et la sécréter dans la lumière intestinale. Ceci conduit à une élévation massive de la concentration d’acétylcholine dans le lumen intestinal, contribuant à l'expulsion des parasites. En effet, des souris dont les cellules tuft ne produisent pas d'acétylcholine sont dans l’incapacité d’expulser les parasites de manière efficace. Finalement, nos données démontrent que l’acétylcholine luminale impacte la physiologie des vers, diminuant leur fécondité, en ciblant leurs récepteurs muscariniques.
Ainsi, après avoir découvert pour la première fois le rôle de sentinelles des cellules tuft, notre groupe met en avant, dans cette étude, leur rôle critique de cellules effectrices, porté par leur capacité de production de molécules ciblant directement les parasites telles que l’acétylcholine.
Cette étude vient d’être acceptée pour publication dans le journal Immunity.
Lors d'une infection parasitaire, les cellules tuft intestinales libèrent l'alarmine Il25, entraînant une réponse immunitaire de type 2 et une augmentation du nombre de cellules tuft. Ces cellules tuft nouvellement produites sécrètent de l'acétylcholine dans la lumière intestinale, ciblant les parasites en agissant sur leurs récepteurs muscariniques de l'acétylcholine.
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TUFT CELLS ARE EPITHELIAL EFFECTORS OF TYPE 2 IMMUNE RESPONSES
This study, performed by the team "Self-renewal and differentiation of epithelia" headed by Philippe Jay, in collaboration with the groups of Rick Maizels (UK), Valérie Zimmermann (IGMM) and Andreï Turtoi (MAMMA facility), describes a novel function of intestinal tuft cells in mucosal immune defence. The digestive tract represents the largest contact surface between a host and its outside environment. Innate immune responses are the first line of defence of our organism against potential pathogens. In the case of helminth parasite infections, the host initiates a distinct response called type 2 immune response, involving specific hematopoietic cells and causing a remodelling of the intestinal mucosa, aimed at facilitating worm expulsion. We identified previously the critical function of intestinal tuft cells in initiating such an immune response, acting like a sentinel cell. Beyond this surveillance role, we now demonstrate that tuft cells are also effector cells of the anti-parasite immune response.
While the role of the drastic tuft cell number amplification that occurs during type 2 immune responses has long remained mysterious, our data reveal the property of these cells to synthetize acetylcholine and to release it in the intestinal lumen. This leads to a massive elevation of acetylcholine concentration in the gut lumen, contributing to parasite expulsion. Consequently, mice with acetylcholine biosynthesis-deficient tuft cells cannot expulse parasites efficiently. Finally, our results demonstrate that acetylcholine directly impacts worm physiology, decreasing their fecundity, through their muscarinic acetylcholine receptors.
Thus, after having identified the first function of intestinal tuft cells as sentinels, our team demonstrates their critical role of effector cells, promoted by their capacity to produce molecules that directly target parasites, such as acetylcholine.
This work was accepted for publication in Immunity.
Upon parasitic infection, intestinal tuft cells release the Il25 alarmin, leading to a type 2 immune response and subsequent increase of tuft cell numbers. These newly produced tuft cells secrete acetylcholine in the gut lumen to target the parasites, acting on their muscarinic acetylcholine receptors.
