Role of plasmacytoid dendritic cells in the induction and regulation of anti-tumor immune responses

par Mariana Terra

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Immunologie

Sous la direction de Claude Leclerc et de Gilles Dadaglio.

Soutenue le 13-09-2017

à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris) , en partenariat avec Régulation immunitaire et vaccinologie (Paris) (laboratoire) et de Université Paris Diderot - Paris 7 (établissement de préparation) .

Le président du jury était Sylvain Perruche.

Le jury était composé de Claude Leclerc, Gilles Dadaglio, Sylvain Perruche, Nathalie Bendriss-Vermare, Marc Dalod, Joël Plumas.

Les rapporteurs étaient Nathalie Bendriss-Vermare, Marc Dalod.

  • Titre traduit

    Rôle des cellules dendritiques plasmacytoïdes dans l'induction et la régulation des réponses immunitaires anti-tumorales


  • Résumé

    Un nombre croissant d'observations suggèrent que les pDC sont fortement impliqués dans le cancer, car les pDC sont recrutés dans des tumeurs solides, tant chez les patients humains que chez les modèles murins et sont généralement en corrélation avec un mauvais pronostique. Les pDC infiltrant les tumeurs présentent souvent un phénotype immature et sont des pauvres producteurs de IFN-I, de cytokines et de chimiokines pro-inflammatoires en réponse à la stimulation TLR, contribuant à l'établissement d'un micro-environnement tumoral immunosuppresseur qui favorise la croissance tumorale. D'autre part, lorsqu'ils sont activés à l'intérieur de la tumeur, les pDC pourraient être capable de générer des réponses immunitaires antitumorales efficaces qui contribueraient à la régression tumorale. Ce double rôle de TA-pDC rend cette population cellulaire d'un grand intérêt pour être ciblée dans l'immunothérapie tumorale. Par conséquent, notre étude est centrée sur l'exploration du rôle de pDC dans l'orchestration des réponses immunitaires antitumorales, visant à déchiffrer les caractéristiques fonctionnelles de pDC dans le micro-environnement de la tumeur.Nos résultats montrent que les pDC sont recrutés dans le micro-environnement de la tumeur TC-1 et B16-OVA, et les pDC infiltrant les tumeurs dans les deux modèles de tumeurs présentent un profil d'activation et d'expression génique distinct par rapport aux pDC purifiés à partir de la rate naïve, ce qui suggère un effet du microenvironnement tumoral dans le phénotype et les fonctions de TC-1 et BDC-OVA infiltrant pDC. En fait, les facteurs solubles sécrétés par les cellules tumorales TC-1 et B16-OVA et présentes dans le micro-environnement de la tumeur sont capables d'affecter fortement les fonctions des pDC, notamment leur capacité à produire IFN-α après la stimulation TLR-9. Parmi les facteurs solubles présents dans le micro-environnement de la tumeur, nos résultats montrent que le TGF-β seul est capable de bloquer la production d'IFN-α, suggérant clairement une influence du TGF-β dans les mécanismes intracellulaires conduisant à la production d'IFN-I par pDC. En outre, notre étude révèle que les effets du TGF-β sur le pDC affectent aussi les capacités de production de l'IFN-I, mais aussi leur capacité à sécréter d'autres cytokines et chimiokines ainsi que leur phénotype. Enfin, l'étude de l'environnement tumoral TC-1 en l'absence de pDC démontre un rôle délétère de cette population dans la croissance de la tumeur et montre une fonction claire de pDC dans l'induction de réponses immunitaires anti-tumorales dépendantes de NK.Les résultats obtenus au cours de cette thèse de doctorat ont mis en évidence le rôle important de la PDC dans le contexte tumoral et ont permis une meilleure compréhension du ciblage de cette population cellulaire contre l'immunothérapie tumorale


  • Résumé

    A growing number of observations suggest that pDC are highly implicated in cancer, since pDC are recruited into solid tumors, both in human patients and in murine models and generally correlate with a poor clinical outcome. Tumor infiltrating pDC often exhibit an immature phenotype and are poor producers of IFN-I and pro-inflammatory cytokines and chemokines in response to TLR stimulation, contributing to the establishment of an immunosuppressive tumor microenvironment that promotes tumor growth. On the other hand, when activated inside the tumor, pDC could be able to generate efficient anti-tumor immune responses that would contribute to tumor regression. This dual role of TA-pDC renders this cell population of great interest to be targeted in tumor immunotherapy. Hence, our study is centered in exploring the role of pDC in the orchestration of anti-tumor immune responses, aiming to decipher functional characteristics of pDC within the tumor microenvironment. Our results show that pDC are recruited into the TC-1 and B16-OVA tumor microenvironment and tumor infiltrating pDC in both tumor models exhibit a distinct activation and gene expression profile as compared to pDC purified from naïve spleen, suggesting an effect of the tumor microenvironment in the phenotype and functions of TC-1 and B16-OVA infiltrating pDC. In fact, the soluble factors secreted by the TC-1 and B16-OVA tumor cells and present in the tumor microenvironment are able to greatly affect pDC functions, more importantly their ability to produce IFN-α following TLR-9 stimulation. Among the soluble factors present in the tumor microenvironment, our results show that TGF-β alone is able to impair the production of IFN-α, clearly suggesting an influence of TGF-β in the intracellular machinery leading to IFN-I production by pDC. In addition, our study reveals that the effects of TGF-β on pDC are broader affecting not only the IFN-I producing abilities, but also their capacity to secrete other cytokines and chemokines as well as their phenotype. Finally, the study of the TC-1 tumor environment in the absence of pDC demonstrates a deleterious role of this population in the tumor growth and shows a clear function of pDC in the induction of NK-dependent anti-tumor immune responses.The results obtained throughout this PhD thesis highlighted the important role of pDC in the tumoral context and allowed further insight in targeting this cell population to tumor immunotherapy


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