Stratégies innovantes de vectorisation d'antigènes dans les cellules dendritiques

Innovative strategies of antigen vectorization into dendritic cells

• Auteur / Autrice : Juliette Angel
• Direction : Joël Plumas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer

Cellules dendritiques

Immunothérapie

Résumé

Problème de santé mondial, le cancer tue chaque année des milliers de personnes en France, malgré de réels progrès dans les traitements médicaux. Parmi ceux-ci, l'immunothérapie qui vise à stimuler le système immunitaire afin qu'il reconnaisse et élimine les cellules tumorales, fait l'objet de nombreuses études, notamment depuis la découverte de lymphocytes T spécifiques d'antigènes tumoraux. Bien que les premiers essais d'activation de lymphocytes T cytotoxiques réalisés in vitro et in vivo chez l'animal avec des peptides tumoraux ou des cellules tumorales aient été encourageants, les essais cliniques de vaccination qui ont succédé ont globalement échoué. Un nouvel axe de recherche est apparu avec l'amélioration des connaissances sur la biologie des cellules dendritiques myéloïdes (mDC), dont le rôle est primordial. En effet, les mDC sont capables d'initier les réponses immunes spécifiques car elles peuvent activer les lymphocytes T naïfs et restimuler les lymphocytes mémoires avec une grande efficacité. Les mDC sont, dès lors, devenues les candidates idéales pour l'immunothérapie anti-tumorale et les essais se sont multipliés. A nouveau, alors que les expériences réalisées in vitro et in vivo chez l'animal étaient très encourageantes, les essais cliniques ont été décevants ; l'injection de mDC chargées avec des antigènes tumoraux sous différentes formes n'induit que peu de réponses cliniques. Notre hypothèse est que l'efficacité de la vaccination anti-tumorale pourrait être améliorée par une optimisation du ciblage des antigènes tumoraux vers les DC in vivo. Dans ce travail, nous avons développé de nouvelles stratégies visant à vectoriser les antigènes tumoraux pour les délivrer efficacement, voire spécifiquement aux cellules dendritiques. Dans un premier temps, nous avons ciblé le récepteur au mannose, exprimé par les mDC, grâce à un vecteur chimique (le RAFT) qui permet d'accrocher à la fois des résidus mannose et des antigènes tumoraux (melan-A). Nous avons montré que le RAFT(Man)16-melan-A était efficacement endocyté par les mDC et que le peptide tumoral était cross-presenté aux lymphocytes T spécifiques. Dans un second temps, nous avons opté pour une stratégie permettant d'améliorer la stabilité de l'antigène tumoral et de le délivrer dans le cytosol des cellules en utilisant des virosomes. Les virosomes sont des particules dérivées du virus de l'Influenza, dont le matériel génétique a été retiré mais qui ont conservé les protéines membranaires du virus, et qui ont la particularité de pouvoir encapsuler des peptides ou des protéines. Grâce à la présence de l'hémagglutinine, ils peuvent être endocytés et ainsi délivrer leur contenu dans le cytoplasme de la cellule. Nous avons testé un virosome encapsulant le peptide tumoral melan-A et nous avons montré que les mDC étaient capables de présenter l'antigène tumoral aux lymphocytes T et de les activer efficacement. Parallèlement, nous avons réalisé la même étude sur une autre population de cellules dendritiques, les cellules dendritiques plasmocytoïdes (pDC). Ces cellules, encore largement méconnues, jouent un rôle unique dans l'immunité anti-virale grâce à la sécrétion d'IFN-α. Dans ces expériences, réalisées avec une lignée de pDC développée dans notre laboratoire à partir des cellules d'un patient atteint d'une leucémie à pDC (lignée GEN2. 2), nous avons montré que les pDC sont également capables de présenter un antigène encapsulé dans un virosome et d'activer efficacement les lymphocytes T spécifiques. Nous avons, par ailleurs, approfondi notre étude sur les fonctions biologiques des pDC dans l'immunité antivirale, notamment leur capacité à cross-présenter des antigènes issus de l'endocytose de cellules traitées par un virus. Dans notre modèle, nous avons montré que des lymphocytes B incubés avec le virus de l'Influenza inactivé étaient phagocytés par les pDC, que les pDC étaient alors activées et que les antigènes viraux cross-présentés activaient des lymphocytes T spécifiques. Cette caractéristique confère un rôle potentiel dans l'initiation des réponses immunes au même titre que son homologue myéloïde, et un rôle intéressant dans l'immunité anti-tumorale. Ainsi, à travers ce travail, nous avons développé des stratégies innovantes de vectorisation d'antigènes sur les cellules dendritiques en utilisant de nouveaux outils chimiques, viraux ou cellulaires. La validation in vitro de ces outils devra permettre, dorénavant, de mettre en place des expérimentations chez l'animal pour démontrer l'efficacité in vivo de ces stratégies.

Ln the aim of immunotherapy, we developped innovative strategies of antigen vectorization into dendritic cells. First, we targeted the mannose receptor expressed on myeloid dendritic cells with a chemical vector (RAFT) wich enables both graft mannose residues an tumoral antigens (melan-A). We demonstrated that RAFT(Man)wmelan-A was efficiently endocyted by mDG and that tumoral peptide wa crosspresented to specifie T cells. Secondly, we worked with influenza virus derived particles, called virosomes, wich genetic material has been removed and membrane proteins conserved. Virosomes can encapsulate proteins or antigens in their lumen. We demonstrated thé pDG can present virosome encapsulated antigens and activate specifie T cells. Finally, we explored biological functions of pDG in the context of antiviral immunity. Ln our model, we showed that inactivated influenza virus treated B lymphocytes were phagocyted by pDOl and that pDC were activated. Besides, we observed that viral antigens were crosspresented to specifie T cells.