Etude de la réponse lymphocytaire TCD4 à l'aide d'un modèle de cellules présentatrices d'antigène artificielles exprimant les molécules HLA de classe II : intérêt en immunothérapie adoptive

Study of CD4 T cell responses using a model of artificial antigen presenting cells expressing HLA class II molecules : interest for adoptive immunotherapy

• Auteur / Autrice : Anthony Garnier
• Direction : Brigitte Le Mauff-Quester, Olivier Toutirais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2016
• Etablissement(s) : Caen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiopathologie et imagerie des troubles neurologiques (Caen ; 2017-....)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Normandie Université (2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Tiberghien
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Brigitte Le Mauff-Quester, Olivier Toutirais, Pierre Tiberghien, Nathalie Labarrière
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Tiberghien, Nathalie Labarrière

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunothérapie adoptive

Lymphocytes T régulateurs

Cellules présentatrices d'antigènes

Cellules T auxiliaires

Résumé

Les lymphocytes TCD4 (LTCD4) auxiliaires ont un rôle essentiel dans la coordination de la réponse immunitaire alors que les lymphocytes T régulateurs (Treg) par leurs capacités immunosuppressives en assurent le contrôle ou la régulation. Les propriétés de ces différentes sous-populations de LTCD4 ont été exploitées dans des protocoles d’immunothérapie adoptive montrant des résultats prometteurs. Actuellement, la principale limite de ces stratégies thérapeutiques est le manque de méthodes permettant d’expandre à large échelle des LTCD4 spécifiques d’antigène (Ag). Dans ce contexte, notre équipe a mis au point à partir de fibroblastes murins, un modèle de cellules présentatrices d’antigène artificielles (CPAA) exprimant les molécules HLA de classe II ainsi que les molécules humaines de costimulation B7. 1 et d’adhérence ICAM-1 et LFA-3, essentielles à l'activation lymphocytaire. Nos CPAA HLA-DR s’avèrent efficaces pour présenter des Ag sous forme peptidique ou protéique. En culture primaire la stimulation par les CPAA HLA-DR de LTCD4 de sujets sains induit des LTCD4 spécifiques de l’Ag d’intérêt (l'hémagglutinine). Nous observons également un fort contingent de LTCD4 non spécifiques reconnaissant probablement des peptides provenant d'Ag murins. Toutefois, les CPAA HLA-DR sont plus efficaces que des CPA autologues pour restimuler des LTCD4 mémoires de type Th1. Notre protocole d’expansion par les CPAA HLA-DR, d’effecteurs TCD4 initialement stimulés in vitro par des CPA autologues, permet de générer un nombre de LTCD4 spécifiques compatible pour une immunothérapie adoptive, environ 10 esposant 9 cellules à partir d’une poche de sang. En conclusion, bien que la présentation des Ag par les CPAA HLA-DR reste à optimiser, notre modèle représente un outil intéressant pour identifier des épitopes d’intérêt et expandre des LTCD4 spécifiques. Ce modèle de CPAA HLA-DR constitue une plateforme pouvant être adapté à la stimulation de différentes sous-populations de LTCD4, notamment les Treg, au travers de modifications par transfert de gènes codant d’autres molécules de costimulation ou des cytokines spécifiques.

Helper CD4 T cells have a key role in coordinating the immune response while regulatory T cells (Tregs) control or regulate it by their immunosuppressive abilities. These different CD4 T cell subpopulations are of interest for adoptive immunotherapy protocols that show promising results. Currently, the main limitation of these therapeutic strategies is the lack of reliable methods for large-scale expansion of antigen (Ag) specific CD4 T cells. In this context, our team has developed a model of artificial antigen presenting cells (AAPC) derived from mouse fibroblasts, expressing HLA class II molecules but also human costimulatory B7. 1 and adhesion ICAM-1 and LFA-3 molecules, essential for lymphocyte activation. Our AAPC HLA-DR are effective to present AG in peptide or protein form. In primary culture, stimulation by AAPC HLA-DR of CD4 T cells isolated from healthy donors induces specific CD4 T cells of Ag of interest (hemagglutinin). We also observe a strong population of non-specific CD4 T cells probably recognizing peptides from murine origin. However, AAPC HLA-DR were more effective than autologous APC to re-stimulate memory CD4 T cells with Th1 profile. Our expansion protocol of specific CD4 T cells using amplification by AAPC HLA-DR of CD4 T cell primed by autologous APC, was able to generate a number of cells compatible with adoptive immunotherapy, around 10 exposant 9 cells from a blood bag. In conclusion, although the Ag presentation by AAPC HLA-DR remains to be optimized, our model represents a useful tool to identify epitopes and to expand specific CD4 T cells. This AAPC HLA-DR model is customizable for the stimulation of different subpopulations of CD4 T cells, including Tregs, through gene transfer of adapted co-stimulatory molecules or specific cytokines.