Caractériser l'épuisement lymphocytaire T global ou donneur-spécifique, après transplantation rénale : analyse phénotypique et fonctionnelle

Global and donor-specific T cell exhaustion after kidney transplantation : Phenotypic and functional analyses

• Auteur / Autrice : Arnaud Del Bello
• Direction : Emmanuel Treiner
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 16/12/2021
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Toulousain des Maladies Infectieuses et Inflammatoires (Toulouse ; 2021-....)
• Jury : Président / Présidente : Nassim Kamar
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Treiner, Alexandre Hertig
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gilles Blancho, Nuala Mooney

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sympatholytiques

Lymphocytes T

Rein -- Transplantation

Mots clés libres

Allo-immunité

Rejet

Immunosuppression

TIGIT

CD226

PD-1

Épuisement lymphocytaire

Allo-immune response

Rejection

Immunosuppression

TIGIT

CD226

PD-1

T cell exhaustion

Résumé

L'utilisation d'une immunosuppression (IS) au long cours reste indispensable après transplantation, même si le phénotype des rejets se modifie avec le délai de greffe. Cependant, les complications liées à la sur- IS (néoplasies, infections...), ou sous- IS (rejet aigu ou chronique) réduisent toujours la survie des patients ou des greffons. Améliorer la compréhension des mécanismes lymphocytaires impliqués dans les modifications des réponses allo-spécifiques ou non spécifiques après greffe est importante pour individualiser la prescription des immunosuppresseurs et limiter leurs complications. Une altération des fonctions lymphocytaires T peut survenir au cours des mécanismes allo-immuns, ou sous traitement immunosuppresseur au long cours. L'épuisement lymphocytaire T (ELT) caractérise un état de dysfonction affectant les lymphocytes T mémoires, dans des situations de stimulation chronique avec persistance de l'exposition à un antigène. Cet état est caractérisé par une baisse des capacités prolifératives ou fonctionnelles de ces cellules, et la co-expression de récepteurs inhibiteurs (RIs). Bien que des modèles murins aient récemment souligné le rôle de l'ELT dans le rejet de greffe, cet état dysfonctionnel reste peu étudié. Dans une première étude, nous avons analysé l'expression de 3 RIs classiquement associés à l'ELT (2B4 (CD244), Programmed cell Death protein (PD)-1), et CD160, au cours du traitement par anti-PD1 (nivolumab) de 3 transplantés rénaux présentant une leucoencéphalopathie multifocale progressive. L'analyse des RIs dans les CD4+ et CD8+ a montré des taux élevés d'expression de 2B4, PD-1, et CD160 avant traitement, suggérant un ELT. Après traitement, seule l'expression de PD-1 diminuait, alors que les autres RIs n'étaient pas affectés par l'utilisation du traitement, suggérant la persistance de cet dysfonction lymphocytaire. Par la suite, nous avons cherché par une étude transversale à caractériser l'ELT dans une population de patients exposés à de forts niveaux d'IS, les patients greffés avec anticorps spécifiques du donneur préformés (greffes HLA incompatibles, HLAi). Ces patients recevaient tous une induction par sérum anti-lymphocytaire et rituximab, ainsi qu'un traitement de maintenance par tacrolimus, acide mycophenolique, et corticoides. Afin de comparer l'expression des RIs (PD-1, Tigit, 2B4) et les capacités de production cytokinique (IFNgamma, TNFalpha, IL2) de ces patients, nous avons utilisé un groupe de patients greffés en incompatibilité ABO (greffes ABOi) recevant un traitement d'induction et de maintenance similaire, mais exposé à un antigène dont la réponse est T-indépendante. Nous avons pu observer une augmentation de la co-expression des récepteurs inhibiteurs dans le groupe de patients HLAi en comparaison aux patients ABOi. Particulièrement, Tigit présentait un niveau d'expression dans les CD4 et CD8 du groupe HLAi plus élevé comparativement aux ABOi. De plus, alors que Tigit était négativement corrélé aux capacités fonctionnelles des LT du groupe ABOi, toute corrélation était perdue dans le groupe HLAi. Ces données suggèrent que l'ELT au cours de la reconstitution lymphocytaire serait plus important après greffe HLAi, ce qui est cohérent avec le niveau élevé de complications infectieuses et néoplasiques décrites après ce type de greffe. Dans une deuxième étude transversale portant sur des patients transplantés rénaux, libres de toute complication infectieuse, néoplasique, allo-immune, et sous traitement immunosuppresseur standard, nous avons montré une corrélation positive entre le délai de greffe et l'expression de Tigit dans les CD4 mémoires, alors que la proportion de cellules CD4+ TIGIT-CD226+ diminuait.[...]

Kidney transplantation requires the long-term use of immunosuppressive therapy (IT) even if a modification of rejections phenotype with time was previously noted. However, patient and graft survival remain entailed by over-IT (e.g cancer and infections), or under-IT (e.g acute or chronic rejections) complications. A better comprehension of immune mechanisms involved in changes concerning global or allo-specific responses is a key point to improve the individualization of IT and decrease IT-related complications. Several dysfunctional states could occur during allo-immune response, or on long-term immunosuppressive therapy. T cell exhaustion (TCE) is a dysfunctional state affecting memory T cells during chronic stimulation due to the persistent exposure of a high load of foreign antigen. This state is characterized by a decrease proliferative capacity, reduced production of cytokines, and is associated with co-expression of inhibitory receptors (IRs) expression. Murine models of solid organ transplantation suggested a role for T cell exhaustion. However, until now this dysfunctional state is barely studied after transplantation. We first analyzed the expression of 3 IRs classically associated with T cell exhaustion (2B4 (CD244), Programmed cell Death protein (PD)-1), and CD160), in 3 kidney transplant recipients treated with anti-PD1 (nivolumab) therapy for progressive multifocal leukoencephalopathy. Before treatment, we observed a high-level expression of IRs in both CD4 and CD8+ T cells, suggesting T cell exhaustion. After treatment, PD-1 expression, but not of others IRs, decreased, suggesting the persistence of this dysfunctional state, strengthened by the absence of clinical improvement. We next investigated TCE in a cross-sectional study in a highly immunocompromised population, patients with preformed donor-specific antibodies (HLA incompatible, HLAi). All included patients received anti-lymphocyte globulins and anti-20 antibodies (rituximab), followed by a maintenance therapy (tacrolimus, mycophenolic acid, and steroids). We compared IRs expression ( PD-1, Tigit, 2B4) and cytokine production (IFNgamma, TNFalpha, IL2) of these patients to ABO incompatible recipients that received the same induction and maintenance therapy, but was exposed to a T-independent response antigen. We observed an increased co-expression of IRs in the HLAi group comparing with ABOi. Especially, Tigit expression was expressed in higher levels by CD4+ and CD8+ T cells in HLAi comparing with ABOi. Moreover, while Tigit was as expected negatively correlated with functional capacities in ABOi patients, we did not observe any correlation between Tigit expression and function in HLAi recipients. These data suggest that TCE during reconstitution of HLAi patients would be more important than in ABOi recipients, which is consistent with the higher rate of infectious and neoplastic complications previously reported in this group. Thereafter, we performed a second cross-sectional study a living-donor kidney transplant recipients, free from infectious, neoplastic, alloimmune complications, and receiving a standard immunosuppressive maintenance therapy (no induction, maintenance with tacrolimus, mycophenolic acid, steroids). We observed a positive correlation between time post transplantation and Tigit expression in memory CD4+ T cells, while the proportion of CD4+Tigit-CD226+ decreased. Functional analysis of these cells revealed a dysfunctional state of Tigit/ CD226 axis with time post transplantation in memory CD4. [...]