Immunobiologie des Cellules dendritiques - INSERM U818  


  RESPONSABLEALBERT Matthew / albert@pasteur.fr
  MEMBRESDr AZAR Georges / CHANG Huey Hsuan / DECALF Jérémie / SCHILTE Clémentine
UHL Martin / Dr WALTER Lisa

  Rapport d'activité

Dans le corps humain d’un adulte, plus de 100 milliards de cellules meurent et renaissent chaque jour. La mort cellulaire programmée (appelée apoptose) est aujourd’hui reconnue comme le mécanisme principal expliquant la mort physiologique et pathologique des cellules. Les immunologistes s’accordent à dire que la mort n’est pas une fin en soi, mais le commencement d’une réponse immunitaire. Les cellules mourantes influencent le système immunitaire : elles présentent des informations (antigène) aux lymphocytes T et modifient le micro environnement des tissus. Les tumeurs et les virus connaissent ce principe depuis longtemps. Pendant la pathogenèse de la maladie, les cellules tumorales se transforment pour mourir « différemment » et les virus manipulent et corrompent le processus de mort des cellules. Notre équipe cherche à découvrir l’information transmise par les cellules mourantes au système immunitaire : cette connaissance a le potentiel d’expliquer le développement tumoral et la persistance de l’infection virale. Pour savoir comment les cellules mourantes influencent cette régulation, nous devons clairement définir le parcours d’une cellule de la vie à la mort à l’intérieur d’un phagocyte. Notre laboratoire se penchera plus spécifiquement sur ce processus et examinera la cellule mourante comme une source d’antigène exogène pour les cellules dendritiques. Il semblerait qu’il y ait plusieurs façons de mourir pour une cellule, chacune influençant la réponse immunitaire d’une manière différente. Nous étudierons les processus de mort des cellules en amont, en testant les manières dont l’immunité est influencée. Par des expériences sur des modèles murins et humains, nous espérons comprendre dans quels cas les cellules dendritiques déclenchent l’activation (cross-priming) ou l’inactivation (cross-tolerance) des cellules T. Cette connaissance permettra de comprendre comment diriger la réponse du système immunitaire contre les tumeurs et virus et permettra de définir les mécanismes par lesquels les tumeurs et les virus échappent au système immunitaire.

Thème 1. Définir le mécanisme molécuclaire par lequel les cellules T-helper CD4+ privilégient les cellules dendritiques (DCs) et permettent le "cross-priming" des cellules T CD8+. En utilisant des modèles humains et murins pour la "cross-presentation", nous travaillons à l'identification des points-clés de la régulation dans le choix de l'activation des cellules T CD8+ ou de la tolérance. Nous avons plus spécialement étudié le rôle de la signalisation des CD40L / CD40 à l'interface des cellules T CD4 / DC et défini les voies de signalisation permettant aux DCs d'amorcer une réponse cellulaire T CD8+. Ce travail s'est également concentré sur le rôle de l'enzyme immunosuppresseur, l'indoleamine 2,3-dioxygénase (IDO). De façon étonnante, l'enzyme IDO semble être aussi bien responsable de la tolérance médiée par les DC, que de celle médiée par la tumeur (par exemple, dans les cancers du sein et du col de l'utérus). En ce qui concerne la biologie des DC, nous avons découvert que l'expression de l'IDO augmente de façon significative en réponse à des signaux de maturation ; nous pensons que les signaux des cellules T CD4+ entrainent une inactivation de l'IDO, permettant à son tour le "cross-priming" des cellules T CD8+. Ainsi, en l'absence de cellules T CD4+ réactives à la tumeur, l'IDO reste activé, et les tentatives pour amorcer les cellules T CD8+ peuvent, au contraire, aboutir à l'effet immunologique inverse. En définissant le rôle de l'IDO, nous pouvons non seulement avoir un aperçu sur des aspects fondamentaux du mécanisme de "cross-priming" mais également identifier des stratégies pour inhiber l'IDO, tout en conservant les facultés nécessaires aux DC pour parvenir à une immunité contre les tumeurs. Ces recherches sur l’IDO permettront de mieux comprendre l’interaction entre tumeurs et système immunitaire.

Thème 2. Définir le processus antigénique et la(les) voie(s )de présentation permettant de charger CMH I avec un antigène exogène Les cellules apoptotiques sont une source d'information intéressante, et importante du point de vue physiologique, du système immunitaire. Elles constituent une source complexe d'antigènes et renferment l'appareillage requis pour générer des peptides antigéniques. Nous avons découvert que les cellules mourantes jouent un rôle actif dans le transfert de l'antigène aux DCs pour le chargement des complexes de peptides / CMH I. Nous sommes également en train de développer des systèmes expérimentaux qui nous permettront de suivre le cheminement de l'antigène depuis la cellule apoptotique jusqu'à la voie de présentation de l'antigène de CMH I des DCs. Nous allons comparer cette voie au transfert phagosome à cytosol au cours duquel la CD génère le peptide antigénique. Nous allons utiliser des souris KO spécifiques pour définir ces voies respectives de cross-présentation. Bien que ce projet soit fondamental, les informations sur les voies empruntées par l'antigène pour atteindre les DCs peuvent influencer la définition de stratégies en matière de vaccins anti-tumoraux. Il influence également nos travaux sur la pathogénèse de VHC. En collaboration avec le service d’hépatologie de l’hôpital Cochin dirigé par le Pr. Stanislas Pol, nous avons mis en place une étude clinique ayant pour but d’évaluer la fonctionnalité des pDCs chez une cohorte de patients chroniquement infectés ayant répondu ou non au traitement IFNα+Ribavirine. Ces résultats suggèrent que les pDCs sont fonctionnelles chez les patients chroniquement infectés par le VHC et permettent de considérer ces cellules comme une cible thérapeutique potentielle pour induire une sécrétion d’IFNα endogène. Cette alternative à l’utilisation de l’IFNα recombinant pourrait présenter des bénéfices sur l’efficacité du traitement et minimiser les effets secondaires.

Nous avons montré qu’une fois activées, les pDCs initient un réseau de cytokines et chimiokines différent et plus riche que celui induit par l’IFNα seul. De plus, il est connu que l’activation des pDCs entraîne leur migration vers les ganglions lymphatiques permettant une localisation précise de l’action de l’IFNα sur les autres types cellulaires. Cette action locale de l’IFNα pourrait alors favoriser la mise en place de la réponse T adaptative essentielle au contrôle de l’infection par le VHC. Dans le cadre de la collaboration internationale avec des équipes au Caire, nous avons mis en place un suivi de patients en phase aigue de l’infection pour numérer et évaluer le phénotype ainsi que l’activité des pDCs pendant cette étape précoce de la maladie.

Thème 3. Démontrer l'utilité thérapeutique des cellules apoptotiques dans l'apport d'antigènes aux cellules dendritiques ; et identifier les substituts de marqueurs dans des essais cliniques de surveillance immunothérapique C'est un objectif à long terme impliquant des chercheurs aux Etats-Unis, en Egypte et en France. Dans un essai interventionnel, nous testons des DCs chargées en antigène provenant de cellules apoptotiques dans un essai clinique de phase I, pour développer cette méthodologie en phase clinique chez des patients cancéreux (collaboration avec Robert Darnell, EU). Simultanément, nous avons étendu notre étude à des exemples d'immunité anti-tumorale effectrice dans l'espoir d'utiliser ces patients comme "contrôles positifs" lors du développement et de la validation des essais utiles au contrôle des tests cliniques. Plus spécifiquement, i) nous faisons des recherches chez des patients atteints de carcinomes de cellules transitionnelles superficielles de la vessie, afin de vérifier notre hypothèse que le traitement par BCG qu'ils reçoivent (effet de guérison supérieur à 70 %) agit en entamant le "cross-priming" des cellules T CD8+ réactives à la tumeur ; ii) nous réalisons le criblage des formes de tumeurs des patients chez qui le traitement a échoué (le taux attendu d'échec clinique est d'environ 30 %), en comparant le profil transcriptionel des tumeurs avant et après traitement pour identifier les mécanismes par lesquels les cellules tumorales déjouent l'immunité des cellules T et iii) nous répertorions et validons les substituts de marqueurs pour obtenir une immunité clinique anti-tumorale effectrice. Cette étude est menée en collaboration avec le Prof Nicolas Thiounn à l'Hôpital Necker et le Prof Benoît à l’Hôpital Bicêtre.

Mots-clés: Cellules dendritiques, apoptose, cross-présentation, immunité tumorale, VHC

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Image of dendritic cells engulfing apoptotic cells—the first step for antigen cross-presentation



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