L’apprêtement antigénique par les protéases intracellulaires et la présentation des épitopes sont essentiels pour la reconnaissance des cellules infectées par les lymphocytes CD8+. Ici nous avons montré que certains inhibiteurs de la protéase de la VIH (IPs) modulent l’activité de la protéasome et aminopeptidase impliqué dans l’apprêtement antigénique endogène et l’activité cathepsins importante dans l’apprêtement croisée. Deux IPs agissent directement sur les cathepsins et leurs régulateurs en inhibant les activités kinase, NOX2 et en régulant le pH phagolysosomal. Les IPs ont changé la dégradation des protéines viral et la production des épitopes de façon séquence- et cellule-spécifique, ont altéré la présentation direct et croisée des épitopes, et ont partiellement changé l’auto-peptidome des cellules primaires. La modulation par les drogues de l’apprêtement et la présentation des épitopes peut fournir une approche thérapeutique alternative pour moduler la reconnaissance immunitaire. / Antigen processing by intracellular proteases and peptidases and epitope presentation are critical for recognition of pathogen-infected cells by CD8+ T lymphocytes. Here we show that several HIV protease inhibitors (PIs) prescribed to HIV-infected persons variably modulate proteasome and aminopeptidase activities involved in endogenous antigen presentation and cathepsin activities involved in antigen cross-presentation. Two HIV PIs acted directly on cathepsins and on their regulators by inhibiting kinases, NOX2 and the regulation of phagolysosomal pH, subsequently enhancing cathepsin activities. HIV PIs modified HIV protein degradation and epitope production in a sequence- and cell-dependent manner, altered direct- and cross-presentation and T cell-mediated killing, and partly changed the self-peptidome of primary cells. Drug-induced modulation of antigen processing and peptidome may provide an alternate therapeutic approach to modulate immune recognition.

De nombreux antigènes de tumeur ont été identifiés depuis la découverte du premier antigène de tumeur humain il y a une vingtaine d’années, et plusieurs d’entre eux ont été utilisés comme antigène cible pour l’élaboration de vaccins thérapeutiques anti-Cancer. Cependant, les résultats des essais cliniques visant à évaluer l’efficacité de ces vaccins se sont la plupart du temps révélés décevants. Aussi, il reste indispensable d’identifier de nouveaux antigènes de tumeur cibles capables d’induire des réponses anti-Tumorales fortes et durables. Parmi les antigènes de tumeur considérés comme cibles potentielles pour un vaccin anti-Tumoral se trouve la Cycline B1, une protéine endogène impliquée dans la régulation du cycle cellulaire. Normalement exprimée de façon transitoire dans les cellules saines en division, cette protéine est surexprimée dans diverses tumeurs et est indispensable au développement tumoral. De plus, des réponses immunitaires spontanées spécifiques de cette protéine ont été observées chez des patients atteints de cancer. L’objectif de ma thèse était de caractériser la réponse en lymphocytes T CD4+, qui jouent un rôle capital dans la réponse immunitaire anti-Tumorale, spécifique de la Cycline B1 humaine chez des sujets sains et chez des patients atteints de cancer. Nous avons mis en évidence l’existence, chez des individus sains, de deux populations de lymphocytes T CD4+ préexistants spécifiques de cette protéine, à savoir des lymphocytes T CD4+ naïfs et des lymphocytes T CD4+ mémoires, cette seconde population lymphocytaire se retrouvant également chez des patients atteints de cancer. De multiples épitopes T CD4+ ont été identifiés dans cette protéine, et étaient différemment reconnus par ces deux populations de lymphocytes T CD4+. En outre, des anticorps IgG anti-Cycline B1 ont été détectés chez des patients atteints de cancer comme chez des individus sains, sans différence significative dans les taux d’anticorps entre ces deux catégories de sujets. Ainsi, cette étude montre que la Cycline B1 est un antigène de tumeur caractérisé par un profil singulier de réponses immunitaires, et confirme le potentiel vaccinal de cette protéine pour l’élaboration d’un vaccin anti-Cancer. / Many tumor antigens have been identified since the discovery of the first human antigen about twenty years ago, and some of them have been used as targets for the development of therapeutic cancer vaccines. However, most of the time, the results of clinical trials designed to assess the efficacy of these vaccines proved to be disappointing. Thus, it is still necessary to identify new tumor antigens able to induce strong and long-Lasting anti-Tumor responses that could be used as targets for cancer vaccine. Cyclin B1, an endogenous protein involved in cell cycle regulation, is one of the tumor antigens which are currently considered as potential targets for a cancer vaccine. Usually expressed transiently in healthy dividing cells, this protein is overexpressed in numerous tumors and is necessary for tumor development. Moreover, Cyclin B1 specific spontaneaous immune responses have been observed in cancer patients. My PhD work aimed at characterizing the response of CD4+ T cells, which play a major role in anti-Tumor immune responses, specific to human Cyclin B1 both in healthy individuals and cancer patients. We showed that, in healthy individuals, there exists two pre-Existing Cyclin B1 specific CD4+ T cell populations, namely naive CD4+ T cells and memory CD4+ T cells, the latter lymphocyte population being also found in cancer patients. Multiple CD4+ T cell epitopes have been identified in this protein, and were differently recognized by these two CD4+ T cell populations. Besides, anti-Cyclin B1 IgG antibodies have been detected both in healthy individuals and in cancer patients, without significant differences in antibody levels between these two groups of donors. Therefore, this work shows that Cyclin B1 is a tumor antigen characterized by a singular pattern of immune responses, and confirms the potential of this protein as a target for a cancer vaccine.

Le virus d’Epstein-Barr (EBV) est un herpèsvirus humain qui infecte plus de 90% de la population mondiale. Il est décrit comme associé à plusieurs pathologies cancéreuses humaines comme les carcinomes nasopharyngés et gastriques et divers lymphomes, comme le lymphome de Burkitt, les lymphomes NK/T et certains lymphomes de Hodgkin. Le lymphome T angio-immunoblastique (LTAI), un cancer des cellules T folliculaires helper TFH, contient souvent des cellules B porteuses de l’EBV. Mais jusqu’à présent le rôle de l’EBV dans la pathogenèse de cette maladie reste inconnu. Dans ce contexte, notre travail avait pour objectif de déterminer si l’EBV associé au LTAI présentait une particularité laissant envisager son rôle dans cette pathologie. Pour ce faire, nous avons étudié la séquence complète de l’EBV au sein d’échantillons de LTAI et comparé les résultats à ceux obtenus pour d’autres lymphomes (B, NK/T) ainsi qu’aux séquences publiées. Le séquençage a tout d’abord été réalisé sur 7 lignées cellulaires positives pour l’EBV, afin de valider la technique, et a ensuite été appliqué aux échantillons d’adénopathies de 40 patients atteints de syndrome lymphoprolifératif, parmi lesquels 20 souffraient de LTAI. L’enrichissement en génome viral a été réalisé par capture à l’aide de sondes spécifiques du génome de l’EBV. Ensuite les librairies ont été synthétisées et séquencées sur les plateformes Illumina MiSeq et NextSeq. Dans un deuxième temps, nous avons réalisé l’assemblage de novo des reads et déterminé la séquence complète du virus majoritaire dans chaque échantillon. Les données obtenues ont été analysées bioinformatiquement. D’une manière intéressante, le virus a été trouvé clonal ou quasi-clonal dans les LTAI alors que les lymphocytes B étaient dans la plupart des cas polyclonaux. En outre, le profil de mutations trouvé présentait des similitudes avec ce qui était trouvé pour les autres lymphomes associés à l’EBV, notamment au niveau des épitopes cibles des cellules de l’immunité suggérant un processus de sélection de la souche virale identique à celui d’une tumeur clonale associée à l’EBV. Ceci pourrait jouer un rôle important dans l’échappement au système immunitaire du virus dans ce contexte multicellulaire complexe. La présence de cellules B polyclonales avec un EBV clonal dans un compartiment T tumoral clonal pourrait relever d’une double sélection tumorale, endogène T et exogène EBV clonal, et pourrait suggérer l’existence de cross-talk entre les cellules B-T. / More than 90% of the world's population is infected by Epstein-Barr virus (EBV), a human herpesvirus. EBV is thought to be implicated in the pathogenesis of several human malignancies including epithelial tumors such as nasopharyngeal and gastric carcinomas as well as lymphoproliferative diseases such as Burkitt's lymphoma, NK/T lymphomas and some Hodgkin lymphomas. In angioimmunoblastic T-cell lymphoma (AITL), a peripheral neoplasm of follicular helper T (TFH) cells, a recurrent finding is the presence of EBV-positive B lymphocytes at the beginning of the disease. However, whether this EBV infection of B cells plays a role in AITL pathogenesis remains unclear. In this context, our work aimed to determine if the EBV associated with the AITL presented an oncogenic profile allowing us to consider its role in this pathology. To do this, we sequenced the whole EBV genomes in AIL samples and compared the results to those obtained for other lymphomas (B, NK / T) as well as to previously published sequences. Sequencing was first performed on 7 EBV-positive cell lines to validate the technique, and then was applied to lymphadenopathy specimens from 40 patients with lymphoproliferative disease, of whom 20 had AITL. Enrichment of the viral genome was performed by capture using specific EBV genome probes. The libraries were synthesized and sequenced on Illumina MiSeq and NextSeq platforms. In a second step, we performed de novo assembly and determined the sequence of the virus in each sample. The data obtained were analyzed bioinformatically. Interestingly, the virus was found to be clonal or quasi-clonal in AITL, while B cells were in some cases polyclonal. In addition, the mutational pattern was similar to other EBV-associated lymphomas, especially at the level of the target epitopes of immune cells suggesting a process of selection of the viral strain identical to that of a clone tumor associated with EBV. This could play an important role in the virus escape from the immune system in this context. The presence of polyclonal B cells with clonal EBV in a clonal tumor T cell compartment could be a dual tumor selection; or that is endogenous T and exogenous clonal EBV, and could therefore suggest the existence of a cross-talk between B-T cells.

Nectine-4 est une molécule d'adhérence membre de la superfamille des immunoglobulines. Elle est localisée au niveau des jonction adhérentes. Exprimée durant l'embryogenèse, nectine-4 n'est pas retrouvée dans les tissus adultes excepté la peau. Des mutations survenant au niveau du gène de la nectine-4 cause le syndrome EDSS affectant le développement de la peau. Nous avons participer à la démonstration que l'expression de nectine-4 est marqueur des carcinomes mammaires,pulmonaires et ovariens. Ainsi, nous avons étudier le role fonctionnel de l'expression de nectine-4 sur la progression tumorale. Les résultats obtenus suggèrent que nectine-4 représente une cible intéressante dans le cadre d'une stratégie d’immunothérapie anti-tumorale.Par l'utilisation d'une méthode multiplex combinant des essais biochimiques, cellulaires et algorithmiques, 5 peptides potentiellement antigéniques ont été identifiés. Toutefois,après génération de lymphocytes cytotoxiques HLA-A*0201 spécifique à partir de PBMC de donneurs sains et la mise en place" de tests de cytotoxicité dirigée; nous avons identifié un nouveau peptide antigénique produit et présenté de façon naturelle à la surface de cellules tumorales. Ce dernier est le peptide nectine-4 N°145 (VLVPPLPSL). En plus de l'identification d'un peptide antigénique, nous avons développé un anticorps monoclonal anti-nectine-4 qui a la capacité de réduire de façon spécifique et significative les capacités métastatiques des cellules tumorales nectine-4 positive.Ainsi, dans cette étude nous avons démontré que nectine-4 qui est un nouveau antigène associé aux tumeurs, affecte la progression tumorale, mais aussi il est possible de cibler cette molécule par des stratégies d'immunothérapie car nous avons pu identifiés un peptide antigénique et un anticorps monoclonal. L'efficacité d'une stratégie d'immunothérapie est en cours de réalisation actuellement. / Nectin-4 is a cell surface adhesion molecule, member of the Ig-superfamily, and is localized at adherens junctions. Nectin4 is expressed during embryogenesis but not in adult tissues, except in the skin. Mutations in nectin-4 gene in humans cause the EDSS syndrome that affects skin development (EctoDermal and Syndactly Syndrome). We and others have recently demonstrated that nectin-4 expression was a tumoral marker of breast, lung and ovarian carcinoma. We thus started to investigate the functional role of nectin-4 overexpression in breast cancer. Using in vitro and in vivo assays, the preliminary results demonstrate that nectin-4 increased the tumorigenicity of malignant cells.Altogether, these results suggest that nectin-4 might be a candidate target forimmunotherapy (vaccination and antibody based therapy). Using a multiplex approachbased on biochemical, cellular and algorithmic assays, five relevant nectin-4 epitopes were identified. Specific cytotoxic T lymphocyte (CTL) populations from healthy donors that recognized and lyzed peptide-pulsed HLA-A*0201 tumor cells were identified. HLAA*0201-restricted CTL that recognized the N4-145 (VLVPPLPSL) nectin-4 epitope was characterized extensively. This CTL kills breast tumor cells that express nectin4, strongly demonstrating that this peptide could be naturally processed and recognized by specific CTL. In parallel, we also tested a blocking monoclonal antibody against the extracellular region of nectin-4. We next demonstrated that this antibody reduced the metastatic capacity of tumors expressing nectin4. To summarize, in this study, we identified nectin-4 as a newcell surface Tumor Associated Antigen and demonstrated its likely implication in cancertumorigenesis. In parallel, we have developed the specific tools required to conduct an effective immunotherapy targeting nectin4 over-expressing cells, which are currently under investigation.

Malgré l’existence d’un vaccin préventif efficace, l’infection chronique par le virus de l’hépatite B (HBV) demeure un problème majeur de santé publique. La persistance de l’infection par HBV étant clairement associée à des réponses immunitaires insuffisantes, l’immunothérapie par le vaccin à base d’ADN nu, visant à stimuler les réponses humorales et cellulaires, apparaît comme particulièrement pertinente pour la thérapie des hépatites B chroniques. Toutefois, l’efficacité thérapeutique d’une telle stratégie reste limitée chez l’homme, d’où la nécessité d’optimiser cette approche vaccinale pour une utilisation ultérieure en clinique. Ainsi, l’objectif général de ce travail de thèse était d’explorer, avec le modèle du DHBV (« Duck Hepatitis B Virus »), étroitement apparenté au HBV humain, si l’administration du vaccin à ADN par électroporation (EP) pouvait davantage améliorer son efficacité prophylactique et thérapeutique. Nous avons montré, dans un 1er temps chez des canards naïfs, que l’administration du vaccin à ADN par EP permet de potentialiser le pouvoir neutralisant et d’élargir le répertoire épitopique de la réponse humorale dirigée contre la protéine d’enveloppe du DHBV, même avec des doses d’ADN relativement faibles. Dans un 2ème temps, nous avons montré chez des animaux chroniquement infectés par le DHBV, que l’administration par EP du vaccin à ADN ciblant les protéines structurales du DHBV et le DuIFN-γ améliore considérablement l’efficacité thérapeutique du vaccin, notamment au regard de la séroconversion et de la clairance virale. Les résultats ainsi obtenus confirment l’intérêt majeur de cette approche vaccinale pour la thérapie des hépatites B chroniques / Despite the existence of an effective prophylactic vaccine, chronic hepatitis B virus (HBV) infection remains a major public health problem. Since persistence of HBV infection is mostly associated with insufficient immune responses, therefore DNA vaccination capable of activating both humoral and cellular immune responses appears as a pertinent strategy for chronic hepatitis B therapy. However, the efficacy of such therapeutic approach remains limited in humans. Improvement of DNA vaccine efficacy is therefore needed for future therapeutic applications in clinic. The main objective of this thesis was to investigate in the duck hepatitis B virus (DHBV) model, whether the protective and therapeutic efficacy of DNA vaccine can be enhanced using EP-based delivery system. Firstly, we showed in naïve ducks that EP-based delivery was able to improve the dose efficiency of DNA vaccine and to maintain a highly neutralizing, multi-specific B-cell response even with relatively low DNA doses, suggesting that it may be an effective approach for chronic hepatitis B therapy at clinically feasible DNA dose. Secondly, we showed in chronic DHBV-carriers that in vivo EP is able to dramatically enhance the therapeutic potency of DNA vaccine targeting hepadnaviral proteins. Indeed, this approach was able to consistently restore humoral immune response and to sustainably decrease and even clear viral infection. Thus, these data strongly support the use of this approach for chronic hepatitis B therapy in humans