Effet des interactions homéostatiques entre cellules dendritiques, lymphocytes effecteurs et régulateurs sur les réponses immunitaires anti-tumorales : étude du rôle de différentes cellules dendritiques in vivo chez la souris, et étude algorithmique des relations complexes entre transcriptome tumoral, populations immunitaires et survie in silico chez les patients
Study of homeostatic interactions between dendritic cells, effector and regulatory lymphocytes on anti-tumor immune responses : study of the role of different dendritic cells in vivo in mice, and algorithmic study of the complex relationships between tumoral transcriptome, immune populations and survival in silico in patients
par Paul RÉGNIER sous la direction de Guillaume DARRASSE-JÈZE
Thèse de doctorat en Immunologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Monday 26 November 2018 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Homéostasie
  • Réponse immunitaire
  • Tumeurs
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Mots clés
Cellule présentatrice d'antigènes, CPA, Cellule dendritique, DC, Homéostasie, NK, Tumeur, Transcriptome, Signature génique, Survie, Souris, Humain, Lymphocyte T effecteur, Lymphocyte T régulateur, Teffs, Th, Tregs, Flt3l, Flt3-L, FL, B16, Mélanome, B16-Fl, RhFL, Algorithme, R, Bio-Informatique, Cancer, TCGA, Target
Resumé
Le cancer, l'une des principales causes de décès dans le monde, peut apparaître dans presque tout type de tissu, et est caractérisé par la prolifération anarchique de cellules et l'établissement d'une réponse immunitaire tolérogène favorisant la croissance tumorale, rendant souvent toute intervention médicamenteuse peu efficace. Les cellules dendritiques (DCs), véritables sentinelles de l'organisme, semblent jouer un rôle dans l'établissement à la fois d'une réponse anti-tumorale efficace et d'une tolérance face au cancer. Malgré tout, le rôle des différents sous-types de DCs dans le développement tumoral reste mal connu. Au cours de cette thèse, j'ai étudié différents acteurs cellulaires dendritiques et lymphocytaires, leurs relations et leur implication dans la réponse ou la tolérance immunitaire aux tumeurs. Durant la première partie de ma thèse, j'ai abordé l'effet de la modulation artificielle de l'homéostasie des DCs sur les autres cellules immunitaires ainsi que sur la réponse anti-tumorale in vivo chez la souris. J'ai montré qu'il existait un rôle paradoxal de la cytokine Flt3-L (FL) - un facteur de croissance essentiel à la différentiation et à l'homéostasie des DCs dites classiques/conventionnelles (cDCs) et des DCs plasmacytoïdes (pDCs) - sur la croissance du mélanome B16. En effet, sa surexpression ou son absence mènent à un meilleur contrôle du développement tumoral, accompagnées par une survie accrue des souris. L'absence de FL induit, en sus d'une disparition des cDCs et pDCs, une réduction drastique des lymphocytes T régulateurs (Tregs) protégeant la tumeur, ainsi qu'un renforcement général de la réponse immunitaire anti-tumorale adaptative via les lymphocytes T helpers. Sa surexpression induit une augmentation du nombre de cDCs et pDCs, et malgré une présence accrue de Tregs, un fort recrutement intra-tumoral de lymphocytes natural killer (NK) activés, un des acteurs majeurs de la réponse anti-tumorale innée. L'étude de souris déficientes en cDCs m'a également permis de démontrer l'existence d'un contrôle de l'homéostasie des NK par les DCs. De plus, la combinaison d'un traitement par FL et un anticorps déplétant les Tregs a un effet thérapeutique exacerbé chez la souris. Ensuite, par l'analyse bio-informatique de transcriptomes provenant de 35 types de cancers différents, j'ai montré que le paradoxe du FL existe également chez l'Homme, du moins pour certains cancers, et que les signatures géniques spécifiques de sous-populations de DCs peuvent être corrélées de manière paradoxale, bénéfique ou préjudiciable à la survie. En parallèle, j'ai évalué la présence de diverses cellules immunitaires dans l'infiltrat tumoral et leurs effets sur la survie des patients. Grâce aux algorithmes en langage R que j'ai développés, j'ai pu analyser pour tous les cancers étudiés les signatures géniques spécifiques de populations cellulaires immunitaires ainsi que les gènes et fonctions biologiques (pathways) les plus fortement dysrégulés ou impliqués dans le contrôle de la survie à 5 ans. Les résultats indiquent que les cellules immunitaires de l'infiltrat tumoral dans leur ensemble peuvent jouer, selon le cancer, un rôle bénéfique ou délétère. Cet infiltrat et les pathways immunitaires associés se sont révélés généralement de mauvais pronostic dans les cancers des organes dits immuno-privilégiés, mais en revanche bénéfiques dans les cancers du sein et de la peau. Pour chaque type de cancer, j'ai déterminé l'impact individuel sur la survie de différents types de cellules immunitaires et ai établi les corrélations entre les pathways impliqués et certaines de ces populations cellulaires. L'ensemble de ces résultats permet de mieux comprendre les relations complexes entre chaque cancer et son infiltrat cellulaire, et permettra à terme d'aider à développer des stratégies immuno-thérapeutiques plus adaptées à un environnement tumoral donné, en ciblant les populations immunitaires pouvant réellement impacter la survie des patients.