Caractérisation immunologique et protéomique des cellules dendritiques tolérogènes humaines. Application à la recherche de biomarqueurs de l’immunothérapie spécifique allergénique

Immunological and proteomic characterization of human tolerogenic dendritic cells. Application to the discovery of immunotherapy biomarkers

• Auteur / Autrice : Aline Zimmer
• Direction : Marc Pallardy, Laurent Mascarell
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiopathologie cellulaire et moleculaire
• Date : Soutenance le 28/09/2011
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Innovation Thérapeutique : du Fondamental à l'Appliqué (Châtenay-Malabry, Haut-de-Seine ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Stallergenes SA. Recherche et Développement (Antony, Hauts-de-Seine)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Inflammation, microbiome, immunosurveillance (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2010-....) - Cytokines, chimiokines et immunopathologie - Stallergenes SA
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Chollet-Martin, Sandrine Henri
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christophe Caux, Charles Pineau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tolérance immunitaire

Immunothérapie

Cellules dendritiques

Marqueurs biologiques

Mots clés libres

Biomarqueurs

Biomarkers

Dendritic celles

Immunotherapy

Immonological tolerance

Résumé

L’objectif de cette thèse est de définir des biomarqueurs relatifs à l’immunothérapie allergénique (ITA). Il peut s’agir de biomarqueurs prédictifs d’une réponse au traitement qui vont permettre aux cliniciens d’adapter les schémas thérapeutiques ou de biomarqueurs d’efficacité facilitant le suivi clinique des patients au cours du traitement. La stratégie de recherche est basée sur une hypothèse qui consiste à dire que les cellules dendritiques (DCs) sont impliquées dans le succès de l’immunothérapie. En particulier, nous supposons que le traitement induit une baisse des DCs effectrices et une augmentation des DCs tolérogènes.Dans une première partie, un criblage de molécules biologiques et pharmacologiques a été entrepris sur les DCs dérivées des monocytes afin de générer in vitro des DCs effectrices de type DC1 etDC17 et des DCs régulatrices. Quatre molécules ont ainsi été identifiées pour leurs propriétés polarisantes. En particulier, les protéases d’Aspergillus oryzae se sont révélées être des inducteurs forts de tolérance. Le phénotype des DCs régulatrices obtenu a été étudié en détail ainsi que la polarisation et la fonctionnalité des lymphocytes T générés après cocultures.Dans une deuxième partie, deux approches de protéomique quantitative (la 2D-DIGE et la LCMS/MS sans marquage) ont été utilisées pour comparer les protéomes des DCs régulatrices et desDCs effectrices. Le différentiel d’expression des protéines les plus pertinentes a été validé au niveau transcriptionnel et protéique dans différents modèles. Le suivi des marqueurs dans des cellules du sang de patients traités ou non par ITA lors d’une étude clinique randomisée, contrôlée, en double aveugle, a permis de définir deux nouveaux biomarqueurs d’efficacité précoce de l’immunothérapie. Ces marqueurs pourront être suivis lors des traitements de désensibilisation pour distinguer les patients répondeurs des non-répondeurs. Par ailleurs, le suivi de ces biomarqueurs pourrait être essentiel dans d’autres pathologies comme les maladies auto-immunes ou encore la transplantation.

The aim of this thesis is to define biomarkers of allergen-specific immunotherapy (SIT).These biomarkers can be predictive of a clinical response or could be efficacy biomarkersable to discriminate responders versus non responder patients. The research strategy is based on the following hypothesis: if immunotherapy works, effector DCs are decreased where as regulatory DCs are increased locally or in the peripheral blood.First, we screened several biological or pharmacological agents to identify effector orregulatory DCs polarization agents. Four distinct molecules lead to the generation of eitherDC1, DC17 or regulatory DCs. In particular, proteases from Aspergillus Oryzae were clearinducer of tolerogenic DCs. The phenotype of those cells and the CD4+ T cell polarization induced after coculture were characterized extensively.In a second part, two proteomic approaches were used to compare the whole cell proteome of generated DCs. Most pertinent markers of polarization were validated in several cellular models. Markers were also followed in a randomized, double blind, placebo controlled clinical trial testing the efficacy of grass pollen tablets. Two markers were up regulated in patients who responded to the treatment pointing to a potential role of these proteins as early efficacy biomarkers. These markers are of crucial interest in the follow up of patients after SIT and could also be used in other diseases like autoimmune diseases or transplantation.