Rôle des lymphocytes B et de l'enzyme IL4-induced gene 1 (IL4I1) dans le contexte du mélanome métastatique chez la souris

Key role of B cells and IL4-induced gene 1 (IL4I1) in murine metastatic melanoma

• Auteur / Autrice : Fériel Bekkat
• Direction : Armelle Prévost-Blondel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 26/11/2021
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Cochin (Paris ; 2002-....)
• Jury : Président / Présidente : Mei Li
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Paggetti, Ziad Mallat
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sophie Siberil, Nathalie Auphan-Anezin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunosuppression

Interleukine 4

Lymphocytes B

Mélanome

Mots clés libres

Mélanome

IL4I1

Lymphocytes B

Immunosuppression

Modèle RET

Melanoma

IL4I1

B cells

Immunosuppression

RET model

Résumé

La survenue d'un cancer est consécutive à la prolifération excessive et incontrôlée de cellules transformées. Dans les formes les plus agressives, les cellules tumorales peuvent envahir les tissus voisins, voire migrer via la circulation sanguine et lymphatique et ainsi coloniser un nouvel organe ou tissu à distance : on parle alors de dissémination métastatique. La complexité du microenvironnement tumoral enrichi en acteurs immunitaires, cellules stromales, endothéliales et médiateurs moléculaires illustre la variabilité de réponse des cellules immunitaires : en effet, certaines ont la capacité de reconnaître et d'éliminer directement les cellules cancéreuses, tandis que d'autres promeuvent la croissance tumorale et la dissémination métastatique. Le mélanome cutané humain est l'archétype du cancer immunogène où il a été observé une régression tumorale spontanée chez des patients avec ou sans métastases. Contrairement aux cellules T, les lymphocytes B (LB) restent peu étudiés dans le mélanome, alors que les cellules B conventionnelles (B2) et innées (B1) sont présentes dans la peau à l'homéostasie et en inflammation. Ce projet de thèse vise à explorer le rôle des B1 et B2 dans la progression tumorale et à comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents. Nous montrons que l'élimination des cellules B accélère la dissémination métastatique chez les souris RET, un modèle spontané de mélanome, par le recrutement de cellules myéloïdes suppressives granulocytaires et l'altération des fonctions des lymphocytes T (LT) CD4+ et CD8+. Les cellules B2 infiltrent massivement la tumeur primaire dès le stade le plus précoce de la maladie, soutenant ainsi leur rôle protecteur. De même, le transfert adoptif de ces cellules chez des souris muMT (μMT) déficientes en cellules B limite la progression du mélanome B16 sous-cutané, en favorisant l'orientation des LT CD4+ et CD8+ vers un phénotype de cellules mémoires activées CD44+. Enfin, l'agressivité de la maladie s'accompagne d'une diminution des B2 et de l'accumulation des cellules B1, en réponse à un signal CXCL13. Nos précédents travaux soutiennent que l'enzyme IL4-Induced gene 1 (IL4I1) altère la réponse des LB dans un cadre physiologique et que son inactivation génétique chez les souris RET (RET IL4I1KO) retarde la dissémination des cellules tumorales et augmente le nombre de LB associés aux tumeurs. Dans ce projet, nous caractérisons plus finement cet infiltrat et montrons que la population de B2 est significativement plus abondante chez les souris déficientes pour cette enzyme, par opposition aux souris RET. Enfin, nous avons mis en évidence une augmentation de l'expression de l'enzyme IL4I1 par les B2 au cours de la progression tumorale, probablement responsable de l'altération de leurs fonctions anti-tumorales. Nos données suggèrent la pertinence des thérapies associant l'immunothérapie actuelle ciblant le récepteur inhibiteur PD-1 dans le mélanome cutané métastatique, avec un antagoniste de l'IL4I1, améliorant ainsi la fonction des cellules B anti-tumorales.

Cancer onset is the result of an excessive and uncontrolled proliferation of transformed cells. In most aggressive forms, tumor cells can invade neighboring tissues, or even migrate via the blood and lymphatic circulation and thus colonize a new organ or distant tissue : this is called metastatic dissemination. The complexity of tumor microenvironment - enriched with immune actors, stromal cells, endothelial cells and molecular mediators - illustrates the variability of immune cell response: indeed, some have the capacity to directly recognize and eliminate cancer cells, while others promote tumor growth and metastatic spread. Human cutaneous melanoma is the archetypal immunological cancer with a high density of tumor-infiltrating lymphocytes. In contrast to T cells, B cells remain poorly investigated in melanoma, whereas both conventional (B2) and innate-like (B1) B cells are present in skin at homeostasis and during inflammation. Our project aims to explore B1 and B2 roles in tumor progression and to understand the molecular mechanisms underlying. Here, we show that B cell depletion accelerates metastatic dissemination in RET mice, a spontaneous model of melanoma, through PMN-MDSC recruitment and impairment of CD4+ and CD8+ T cell functions. B2 cells massively infiltrate the primary tumor from the earliest stage of the disease, supporting their protective role. In addition, adoptive transfer of B2 in B-cell deficient mice (muMT) limits the progression of subcutaneous B16 melanoma, by promoting CD4+ and CD8+T cells orientation towards a phenotype of activated CD44 + memory cells. Finally, disease aggressiveness is accompanied by a decrease in B2, whereas B1 cells accumulate in response to CXCL13. Our previous work argues that IL4-induced gene 1 (IL4I1) impairs B cell responses in physiological setting. Its genetic inactivation in RET mice delays tumor cell dissemination and increases the number of tumor-associated B cells. In this project, we characterize this infiltrate more finely and show that B2 population is significantly more abundant in mice deficient for this enzyme, as opposed to RET mice. Finally, we have demonstrated an increase in IL4I1 expression by B2 during tumor progression, probably responsible for the alteration of their anti-tumoral functions. Our data may strengthen the rationale for combining current immunotherapy targeting the inhibitory receptor PD-1 in metastatic cutaneous melanoma with an IL4I1 antagonist, thus enhancing anti-tumoral B cells.