Fonction régulatrice des lymphocytes MAIT dans un modèle expérimental de réaction du greffon contre l'hôte (GvHD)

Regulatory function of MAIT cells in an experimental model of graft-versus-host disease (GvHD)

• Auteur / Autrice : Nana Talvard-Balland
• Direction : Gérard Socié, Sophie Caillat-Zucman
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie. Hématologie
• Date : Soutenance le 11/12/2020
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecotaxie, microenvironnement et développement lymphocytaire (Paris ; 2014-2024)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Socié, Sophie Caillat-Zucman, Marie-Thérèse Rubio, François Legoux, Julien Zuber, Stéphanie Nguyen Quoc
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Thérèse Rubio, François Legoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules T invariantes associées aux muqueuses

Lymphocytes T régulateurs

Réaction du greffon contre l'hôte

Cellules souches hématopoïétiques

Allogreffes

Mots clés libres

MAIT

GvHD

Résumé

L’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques est indiquée dans le traitement de nombreuses hémopathies malignes. Le bénéfice curatif de cette thérapie repose sur la capacité des lymphocytes T (LT) du donneur à éliminer les cellules tumorales résiduelles du receveur (effet du greffon contre la leucémie, graft-versus-leukemia, GvL). Cependant, les LT alloréactifs du donneur vont également reconnaitre et détruire les cellules de l’hôte, conduisant à la maladie du greffon contre l’hôte (graft-versus-host-disease, GvHD), responsable d’une importante morbi-mortalité. La physiopathologie de la GvHD est complexe et différente selon la forme : la GvHD aiguë (GvHDa) et la GvHD chronique (GvHDc). Pendant longtemps, les traitements prophylactiques et curatifs ont été basés sur la déplétion ou l’inactivation des LT du donneur, conduisant à une augmentation du risque de rechute et d’infections. Les stratégies de thérapie cellulaire visent à prévenir ou traiter la GvHD tout en préservant l’effet GvL. Notamment, le transfert adoptif de populations immunitaires régulatrices telles que les LT régulateurs (Tregs) a montré son efficacité pour diminuer la GvHD.La première partie de ce travail a consisté en une étude prospective analysant la fréquence, le phénotype et la fonction des Tregs et des lymphocytes T régulateurs de type 1 (Tr1) périphériques. En comparant des patients en rémission de la GvHDc à des patients qui ne développement pas de GvHDc ou à des sujets sains, nous avons démontré que les patients atteints de GvHDc active présentaient une fréquence augmentée de Tr1 mais un déficit en Tregs. Les Tr1 des patients étaient capables de produire de l’IL-10. Le traitement à base d’IL-2 à faible dose a permis la rémission partielle de la GvHDc chez 3 patients et de restaurer un ratio Tr1 : Tregs comparable à celui observé chez les sujets sains. Ces résultats sont en faveur de l’utilisation des Tr1 comme thérapie cellulaire dans la GvHDc.La seconde partie de ce travail a exploré la capacité régulatrice d’une population LT non conventionnels, les MAIT (Mucosal-Associated Invariant T cells), dotée d’une activité antibactérienne puissante, dont le TCR semi-invariant reconnait des dérivés de la vitamine B2 d’origine microbienne présentés par la molécule MR1.Nous avons utilisé i) un modèle de réaction allogénique in vitro (mixed lymphocyte reaction, MLR) et ii) un modèle murin de GvHDa xénogénique.Nous avons d’abord vérifié que les MAIT humaines ne prolifèrent pas en réponse à une stimulation allogénique seule in vitro (MLR) ou in vivo (souris immunodéficiences) mais requièrent pour leur expansion à la fois un environnement inflammatoire et l’engagement du TCR par son ligand. En revanche, les MAIT sont capables d’inhiber la prolifération in vitro des LT allospécifiques de manière dose-dépendante. Par ailleurs, le transfert adoptif des MAIT dans un modèle murin de xeno-GVHD permet de retarder le développement de la GvHD.L’ensemble de ces travaux décrivent une nouvelle fonction régulatrice des MAIT permettant d’envisager leur utilisation en thérapie cellulaire dans un contexte allogénique afin de limiter la GvHD.

Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation is indicated for the treatment of many hematologic malignancies. The curative benefit of this therapy is based on the capacity of donor-derived T lymphocytes to eliminate the residual tumor cells of the recipient (graft versus leukemia, GvL). However, donor alloreactive T cells also recognize host cells, leading to graft versus host disease (GvHD), responsible for significant morbidity and mortality. The pathophysiology of GvHD is complex and different depending on the form: acute GvHD (aGvHD) and chronic GvHD (cGvHD).For a long time, prophylactic and curative treatments have been based on depleting or inactivating donor T cells, leading to an increased risk of relapse and infection. Cell therapy strategies aim to prevent or treat GvHD while preserving the GvL effect. In particular, adoptive transfer of regulatory immune populations such as regulatory T cells (Tregs) has been shown to be effective in reducing GvHD.In the first part of this work, we conducted a prospective analysis of the frequency, phenotype and function of peripheral Tregs and type 1 regulatory T cells (Tr1). We demonstrated that patients with active cGvHD had an increased frequency of Tr1 but a decrease in Tregs frequency as compared to patients in remission from cGvHD, to patients who do not develop cGvHD or to healthy subjects. Tr1 cells from patients were able to produce IL-10. Low-dose IL-2 therapy achieved partial remission of cGvHD in 3 patients and restored a Tr1: Tregs ratio comparable to that of healthy subjects. These results support the use of Tr1 as cell therapy in cGvHD.In the second part of this work, we explored in an allogeneic situation the regulatory potential of Mucosal-Associated Invariant T cells (MAIT cells), a population of unconventional T cells that exhibit potent antibacterial activity, expressing a semi-invariant TCR which recognizes vitamin B2 derivatives of microbial origin presented by the MR1 molecule. We used i) an allogenic reaction model in vitro (mixed lymphocyte reaction, MLR) and ii) a murine model of xenogeneic aGvHD.We first verified that human MAIT cells do not proliferate in response to allogeneic stimulation in vitro (MLR) or in vivo (immunodeficient mice) alone but require for their expansion both an inflammatory environment and TCR ligation by its ligand. In contrast, MAIT cells are able to inhibit the proliferation of allospecific LT in vitro in a dose-dependent manner. Furthermore, the adoptive transfer of MAIT cells in a mouse model of xeno-GVHD resulted in a delay in GvHD development.Altogether, these data describe a new regulatory function of MAIT cells in an allogeneic context, allowing us to consider their use in cell therapy to limit GvHD.