Les lymphocytes T CD8 innés, une nouvelle population T non conventionnelle (re)programmée en transplantation rénale

Innate CD8 T-cells, a new non conventional T-cell population (re)programmed in renal transplantation

• Auteur / Autrice : Lauren Daniel
• Direction : André Herbelin, Antoine Thierry, Alice Barbarin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la Biologie
• Date : Soutenance le 08/07/2021
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Biologiques et Santé (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ischémie reperfusion, métabolisme et inflammation stérile en transplantation (Poitiers ; 2012-....) - Ischémie Reperfusion en Transplantation d’Organes Mécanismes et Innovations Thérapeutiques / IRTOMIT
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR de médecine et de pharmacie
• Jury : Président / Présidente : Luc Pellerin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André Herbelin, Antoine Thierry, Alice Barbarin, Julie Dechanet-Merville, Julien Zuber
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Mariat, Sophie Brouard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunosénescence

Lymphocytes T CD8 innés

Tolérance immunitaire

Mémoire immunologique

Rein -- Transplantation

Mots clés libres

Lt

LT CD8 innés

Allo-Transplantation

Transplantation rénale

Ciclosporine A

Sénescence

Mémoire immunitaire

Tolérance immunitaire

LT non-Conventionnels

Non-Conventional T-Cells

Innate CD8 T-Cells

Allo-Transplantation

Renal transplantation

Ciclosporin A

Senescence

Immune memory

Immune tolerance

Résumé

Les lymphocytes T (LT) CD8 innés sont une population de LT non conventionnels récemment décrits dans le laboratoire. On les qualifie de « non conventionnels » car ils possèdent des caractéristiques de l’immunité acquise (facteur de transcription Eomesodermine et phénotype T mémoire) mais aussi de l’immunité innée (récepteurs des cellules NK, réponse à une stimulation cytokinique de type inné). Les fonctions de ces cellules sont encore peu connues, même s’il existe un faisceau d’argument en faveur de leur implication dans l’immunité anti-infectieuse et anti-tumorale.Il a été décrit que l’immuno-sénescence et/ou la stimulation antigénique chronique (induite par exemple par les infections virales chroniques au cytomégalovirus ou CMV) entraîne(nt) l’expression de marqueurs NK par les LT. Ce phénotype se rapproche donc de celui de nos cellules d’intérêt. Pour étudier l’effet de la stimulation antigénique chronique sur le compartiment LT CD8, et spécialement sa composante innée, nous avons choisi comme modèle la transplantation d’organe. Dans ce domaine, la recherche s’intéresse aux populations immunitaires susceptibles de jouer un rôle dans la tolérance ou le rejet du greffon. Parmi elles, les LT CD8 innés méritent une attention spéciale, ceci du fait de leurs fonctions innées effectrices/cytotoxiques. Nous avons présumé leur (re)programmation par la stimulation antigénique chronique (du greffon et/ou virale) pendant la transplantation. Cette hypothèse a été testée à partir d’une cohorte de patients transplantés rénaux depuis plus de dix ans, sous traitement immunosuppresseur minimisé (ciclosporine A (CsA) en monothérapie), en l’absence de signe clinico-biologique de rejet. Notre travail a d’abord permis de révéler dans les LT CD8 innés issus des donneurs sains (DS) un phénotype sénescent accentué (fréquence de cellules CD27(-)CD28(-) augmentée) que les LT CD8 conventionnels. En outre, la fréquence de cette population T innée, contrairement aux LT CD8 conventionnels, ne corrélait pas avec l’âge. Dans la cohorte de patients transplantés, nous avons observé une augmentation de la fréquence des LT CD8 innés, accompagnée d’un phénotype sénescent et effecteur terminal (CD45RA(+)CCR7(-)) exacerbé, comparativement aux cellules des DS. Les patients présentant une sérologie positive pour le CMV avaient un phénotype sénescent accru par rapport aux patients présentant une sérologie négative.En altérant la signalisation du TCR, le traitement immunosuppresseur CsA pourrait faciliter la (re)programmation des LT CD8 en faveur de leur versant inné. En accord avec cette hypothèse, une modélisation in vitro des effets de la CsA sur les LT CD8 provenant de DS en présence d’une stimulation du TCR et d’IL-15 a permis de documenter une augmentation du pool de LT CD8 innés au détriment du pool de LT naïfs, laquelle est accompagnée d’une valorisation de leurs fonctions (production innée d’IFN-γ). A l’inverse, chez les patients, les LT CD8 innés étaient dysfonctionnels, avec une production innée d’IFN-γ diminuée qui pourrait résulter de leur expression membranaire diminuée du récepteur de l’IL-15, cytokine indispensable aux LT CD8 innés. Ce dysfonctionnement, qui ne peut être attribué à un programme d’exhaustion ni être relié à un antécédent de cancer, pose la question du rôle de la stimulation allo-spécifique chronique. De façon générale, ce travail suggère que le contexte d’allogreffe rénale entraîne une reprogrammation et un phénotype de type « vieillissement » des LT CD8 innés, liés au moins en partie au traitement immunosuppresseur. Cette hypothèse devra être confortée par une analyse fine de l’allo-spécificité des LT CD8 innés dirigée contre le greffon.

Innate CD8 T-cells are a non-conventional αβ-T-cell population recently described in our laboratory. We call them “non-conventional” because of their expression of markers from both adaptive immunity (transcription factor Eomesodermin and memory T-cell phenotype) and innate immunity (Natural Killer cell receptors, response to innate-like cytokine stimulation). The functions of innate CD8 T-cells are not well-known, although there are strong arguments for their involvement in anti-infectious and anti-tumor immunity.It has been reported that immunosenescence and/or chronic antigenic stimulation (induced, for example, by chronic viral cytomegalovirus (CMV) infections) result(s) in NK marker expression by T-cells. This phenotype is therefore similar to that of our cells of interest. To study the influence of chronic antigen stimulation on CD8 T-cells, and especially their innate component, we chose organ transplantation as a model. In this domain, research has been focused on immune cell populations that may play a role in graft tolerance or rejection. Among them, innate CD8 T-cells deserve special attention due to their effector/cytotoxic innate functions. We presumed their being reprogrammed by graft and/or viral chronic stimulation during organ transplantation. This hypothesis was tested in a cohort of patients with kidney-transplants for more than ten years, under minimized immunosuppressive treatment (ciclosporin A (CsA) monotherapy), without any clinical and biological sign of rejection. First, our work revealed a more accentuated senescent phenotype (increased frequency of CD27(-)CD28(-) cells) in innate CD8 T-cells from healthy donors (HD) than in their conventional counterpart. Moreover, the frequency of the innate T-cell population, unlike that of conventional CD8 T-cells, did not correlate with age.In the cohort of transplant patients, we observed an increased frequency of innate CD8 T-cells, accompanied by an exacerbated senescent and terminal effector (CD45RA(+)CCR7(-)) phenotype, compared to HD cells. Patients with positive CMV serology had an increased senescent phenotype compared to patients with negative serology.By altering TCR signaling, CsA immunosuppressive therapy could also facilitate the (re)programming of CD8 T-cells in favor of their innate counterpart. In agreement with this hypothesis, in vitro modeling of CsA effects on CD8 T-cells from HD in the presence of IL-15 and TCR stimulation enabled us to document an increased innate CD8 T-cell pool to the detriment of the naive CD8 T-cell pool, accompanied by an enhancement of their functions (innate production of IFN-γ).Conversely, in transplant patients, innate CD8 T-cells were dysfunctional, with decreased innate IFN-γ production, which may result from their decreased membrane expression of the IL-15 receptor, a cytokine essential for innate CD8 T-cells. This dysfunction, which cannot be attributed to cellular exhaustion or cancer history, raises the question of the role of chronic allo-specific stimulation.All in all, this work suggests that the context of renal allogenic transplantation leads to reprogramming and aging-like phenotype of innate CD8 T-cells, linked (at least partially) to immunosuppressive treatment. This hypothesis requires confirmation by a precise analysis of the direct allo-specificity of innate CD8 T-cells against the graft.