Lymphocytes T résidents mémoires dans les tumeurs du poumon et ORL : sous-populations et mécanismes de migration

Resident memory T cells in lung and head and neck tumors : subpopulations and migration mechanisms

• Auteur / Autrice : Charlotte Blanc
• Direction : Eric Tartour
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 24/06/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire / PARCC - UMR-S U970
• Jury : Président / Présidente : Antonino Nicoletti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Tartour, Antonino Nicoletti, Sylvie Garcia, Pascale Jeannin, Philippe Deterre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Garcia, Pascale Jeannin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tumeurs

Poumon

Lymphocytes T

Mots clés libres

Cancer

Trm

CXCR6

Vaccin

Sous-populations

Cancer

Trm

CXCR6

Vaccine

Subpopulations

Résumé

De grands bouleversements sont apparus au début du 21ème siècle dans la compréhension de la physiopathologie du cancer avec l'énoncé de la théorie de l'immunoédition complétant le concept de l'immunosurveillance. La communauté scientifique s'accorde désormais sur le fait que le système immunitaire et particulièrement les lymphocytes T (LT) CD8+ tiennent une place essentielle dans le contrôle de la croissance tumorale. Toutefois, par pression de sélection, la cellule tumorale développe des mécanismes de résistance aux attaques du système immunitaire, neutralisant ainsi l'effet cytotoxique des LT. Restaurer leurs fonctions antitumorales est une stratégie thérapeutique qui a fait ses preuves avec l'immunothérapie. Cependant, ces traitements ne sont pas toujours efficaces et peuvent être optimisés par une meilleure compréhension de l'immunité antitumorale. Dans ce but, nous nous sommes intéressés au déroulement de la réponse antitumorale des LT CD8+ en nous attardant sur les LT résidents mémoires (Trm) particulièrement efficaces contre la tumeur et au fort impact pronostic, qui pourrait être une cible thérapeutique pertinente. L'induction d'une réponse antitumorale efficace requière une présentation antigénique optimale conduisant à l'activation du LT CD8+ et à sa migration dans la tumeur via le réseau chimiokine/récepteur. Dans le premier travail, le récepteur de chimiokine CXCR6 a été identifié comme molécule de homing fortement exprimée par les LT CD8+ Trm du poumon. Sa chimiokine CXCL16 peut être sécrétée par les cellules présentatrices d'antigènes, les cellules épithéliales et tumorales mais le rôle de l'axe CXCR6/CXCL16 dans l'immunosurveillance des cancers n'est pas connu à ce jour. Pour en comprendre les mécanismes, des expériences de vaccinations antitumorales par voie intranasale (i.n.) réalisées dans des modèles de souris déficientes en CXCR6 ont permis de mettre en évidence l'impact de CXCR6 dans l'établissement d'une infiltration optimale en LT CD8+ spécifiques et Trm dans le lavage broncho-alvéolaire et au sein des tumeurs des voies aérodigestives supérieures. L'axe CXCR6/CXCL16 pourrait représenter un outil thérapeutique intéressant pour les vaccins anticancéreux ou pour les thérapies de transferts adoptifs de LT modifiés dont l'infiltration intra-tumorale est limitée. Les Trm ont la particularité d'exprimer des intégrines (CD103, CD49a) impliquées dans leur interaction avec le microenvironnement tumoral. Ils présentent un phénotype original microenvironnement-dépendant qui leur confère des avantages en termes d'activités cytotoxiques dans les tumeurs et expliquant leur impact pronostic favorable. Une meilleure connaissance de leur phénotype et de leurs mécanismes d'induction permettrait d'optimiser la réponse antitumorale. Le travail 2 s'est concentré sur l'étude de deux intégrines principales CD103 et CD49a dans les cancers pulmonaires par des techniques multiparamétriques d'immunofluorescence in situ et de cytométrie en flux. Les résultats montrent que leur expression expliquait l'infiltration des LT CD8+ et leur contact avec la cellule tumorale, en lien avec leur forte implication dans la survie des malades. Nos données suggérèrent également la possibilité d'un priming local pulmonaire nécessaire à l'induction du phénotype Trm par des modèles de vaccinations i.n. et d'un lien entre les structures lymphoïdes tertiaires et les Trm. Ces travaux ont montré l'importance de l'analyse de l'immunité locale avec les LT CD8+ Trm pour la compréhension de cette réponse antitumorale. Etudier le phénotype Trm a permis de mettre en lumière leur rôle crucial et leur potentiel comme cible thérapeutique. Une meilleure connaissance des mécanismes sous-jacents à l'induction des Trm permettra à terme de les cibler pharmacologiquement pour optimiser les thérapies et donc la survie des malades.

With the immunoediting theory, new concept in the cancer physiopathology has appeared in the beginning of the 21st century. It is now established that the immune system and CD8+ T cells play a crucial role in tumor growth control. However, by selective pressure, the tumor cell develops mechanisms to avoid immune destruction and to inhibit T cells cytotoxicity. Reinvigorating antitumor functions is a well-proven therapeutic strategy with immunotherapy. Nevertheless, patients do not always respond to these treatments which could be optimized. In this context, we had studied antitumor response induction by focusing on CD8+ T cells and especially on resident memory T cells (Trm), new cytotoxic cells correlated with a good prognosis and which could be a relevant therapeutic target. A potent antitumor response requires an optimal antigenic presentation to prime CD8+ T cells and favor their migration into the tumor through chemokine network. In a first study, we identified a chemokine receptor CXCR6, highly expressed by lung CD8+ Trm. Its chemokine CXCL16 is produced by antigen presenting cells, epithelial and tumor cells, but the role of the CXCR6/CXCL16 axis in cancer immunosurveillance is not known yet. To understand its mechanisms, antitumor vaccinations strategies by intranasal (i.n.) route had been set up in CXCR6-deficient mice and had shown the role of CXCR6 in promoting the infiltration of specific CD8+ T cells and Trm in lung tissue and head and neck tumors. The CXCR6/CXCL16 axis could represent an interesting therapeutic tool for antitumor vaccines or adoptive cell transfer in which tumor infiltration is a challenge. Trm have the particularity to express integrins (CD103, CD49a) involved in the interaction with the tumor microenvironment. They exhibit an original and an heterogenous phenotype, microenvironment-dependent. Their phenotype is involved in their cytotoxic activities, highlighting their high prognostic impact and their potential to be a suitable therapeutic target. Better understanding Trm phenotype complexity and their induction mechanisms are crucial to further optimize antitumor response. The second work of this thesis focused on the expression of two main integrins CD103 and CD49a in lung cancer by an in situ multiparametric immunofluorescence technique and by flow cytometry. The results showed that their expression determine their contact with the tumor cells and their involvement in patient survival. Our data obtained by i.n. vaccination models and by tertiary lymphoid structures analysis suggest the possibility of a priming in the lung to induce the Trm phenotype. Our work shows the necessity of analyzing local immunity and CD8+ Trm T cells for a better understanding of antitumor response. Studying Trm phenotype has highlighted their crucial role and their potential to be a relevant therapeutic target. Identifying and targeting their mechanisms of induction might optimize therapies and patient's survival.