Le traitement de cellules par des aminobisphosphonates (ABP) induit une accumulation intracellulaire de molécules activatrices des lymphocytes T Vy9Vd2 (IPP, ApppI). Alors que ces lymphocytes ne semblent pas naturellement activés lors d'une infection par le cytomégalovirus humain (HCMV), le laboratoire a mis en évidence l'existence d'une action synergique entre le HCMV et les ABP sur leur activation. Ma thèse a eu pour objectif d'analyser le mécanisme de cette synergie et d'évaluer le potentiel immuno-thérapeutique des ABP dans le cadre d'une infection HCMV. Nous avons montré qu'après sensibilisation par des ABP in vitro, des cellules infectées sont fortement activatrices des T Vy9Vd2. Les fibroblastes traités par des ABP activent la production d'IFN-y par les T Vy9Vd2 mais pas la production de TNF. L'infection de ces fibroblastes par le HCMV induit une augmentation de la production d'IFN-y et stimule la production de TNF par des T Vy9Vd2. Cette activation a été observée avec des lymphocytes T Vy9Vd2 établis en lignées cellulaires mais aussi avec des cellules Vy9Vd2 isolées directement de sang périphérique. De plus, cette augmentation de production de cytokines est observée avec différentes souches virales (souche de laboratoire et isolats cliniques) et différents types cellulaires permissifs pour HCMV. Nous avons également montré que l'infection par le HCMV entraine une surproduction d'IPP et d'ApppI dans les cellules cibles traitées aux ABP, ce qui explique en partie l'augmentation de la sécrétion de cytokines par les T Vy9Vd2. Enfin, nous avons mis en évidence que ces T Vy9Vd2 sont capables de limiter la réplication et la production virale suite à un traitement par des ABP, tout en préservant les cellules non infectées. Selon nos études, cette activité antivirale implique la production des cytokines IFN-y et TNF et non l'activité cytotoxique des T Vy9Vd2. Par conséquent, mes travaux de thèse fournissent une preuve de concept pour une application thérapeutique des ABP dans le cadre d'une infection par le HCMV. / Aminobisphosphonates (ABP) treatment of cells induces intracellular accumulation of molecules (IPP, ApppI) which stimulate human Vy9Vd2 T cells. Although these lymphocytes do not appear naturally activated during human cytomegalovirus (HCMV) infection, the laboratory demonstrated a synergistic effect of HCMV and ABP on Vy9Vd2 T cell activation. My PhD thesis aimed to analyze the mechanism of this synergy and evaluate the immunotherapeutic potential of ABP in the context of HCMV infection. After ABP treatment of cells in vitro, we showed that HCMV-infected cells strongly activated Vy9Vd2 T cells. ABP-treated fibroblasts activate Vy9Vd2 T cells to produce IFN-y but not TNF. The HCMV infection of these fibroblasts stimulates TNF secretion and an increased production of IFN-y, indicating that Vy9Vd2 cells can sense HCMV infection. Increased cytokine production was observed with Vy9Vd2 T cell lines and "fresh" Vy9Vd2 directly isolated of blood. Moreover, Vy9Vd2 T cell activation was observed with most HCMV strains (laboratory strains or clinical isolates) and different HCMV-permissive cells. We also showed that HCMV infection induces an overproduction of IPP and ApppI in ABP-treated cells, which explains in part the increased cytokine production by Vy9Vd2 T cells. At last, we demonstrated the capacity of Vy9Vd2 T cells to limit viral replication and production after ABP treatment while preserving uninfected cells. Our experiments indicate that this antiviral activity involves IFN-y and TNF secretion by Vy9Vd2 T cells but not their cytotoxicity activity. Consequently, my work provides a proof of concept of the therapeutic potential of ABP in the context of HCMV infection.

Human γδ T cells expressing Vγ2Vδ2 TCRs monitor foreign- and self-prenyl pyrophosphate metabolites in isoprenoid biosynthesis to mediate immunity to microbes and tumors. Vγ2Vδ2 cells have been used for adoptive cancer immunotherapy with some partial and complete remissions. Most trials have used continuous zoledronate exposure to expand Vγ2Vδ2 cells. Zoledronate inhibits farnesyl pyrophosphate synthase causing isopentenyl pyrophosphate to accumulate that then stimulates Vγ2Vδ2 cells. Because zoledronate exposure is toxic, we hypothesized that a short period of exposure would reduce T cell toxicity but still be sufficient for monocytes uptake. Supporting this hypothesis, pulse zoledronate exposure with IL-2 resulted in more uniform expansion of Vγ2Vδ2 cells with higher purity and cell numbers as compared with continuous exposure. These Vγ2Vδ2 cells also had higher levels of CD107a and perforin and slightly increased tumor cytotoxicity. Importantly, adoptive immunotherapy with Vγ2Vδ2 cells derived by pulse stimulation controlled human PC-3 prostate cancer cells in immunodeficient NSG mice significantly better than those derived by continuous stimulation. Pulse zoledronate stimulation of Vγ2Vδ2 cells with IL-15 also resulted in higher purity and cell numbers. Like with CD8 αβ T cells, IL-15 preserved early memory Vγ2Vδ2 T cell subsets better than IL-2. However, despite this fact, adoptive immunotherapy with Vγ2Vδ2 cells derived with IL-15 showed similar inhibition of PC-3 tumor growth as those derived with IL-2. Thus, pulse zoledronate stimulation maximizes the purity, quantity, and quality of expanded Vγ2Vδ2 cells. This simple modification to existing protocols would likely enhance the effectiveness of adoptively transferred Vγ2Vδ2 T cells.

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γδ T cells belong to the T cell lineage however they possess some innate like properties. γδ T cells recognize non-peptidic microbial and stress induced self antigens in a non-MHC restricted manner and are proposed to bridge the gap between innate and adaptive immunity. Dendritic epidermal T cells are a prototypic population of intraepithelial γδ T cells in murine skin. Found in the basal layer of epidermis in close contact with Langerhans cells and keratinocytes DETC facilitate vital immunological and physiological processes e.g. wound healing, homeostasis, tumour surveillance and regulation of inflammation. The purpose of this thesis was to elucidate whether γδ T cells and in particular DETC play a role in generation of adaptive immune responses to foreign cutaneous antigen (OVA) in the context of skin grafts. Skin grafting has long been established as a means to test cutaneous and epithelial immunity. To answer this question, γδ T cell knock-out mice (TCRδ-/-), transgenic K5mOva mice and a skin grafting model were used. It is shown in this study that in the absence of γδ in the skin and not in the circulation there is a lower rejection rate of OVA expressing skin grafts. This phenomenon is observed in both freshly placed and well healed grafts. To understand which part of the immune response is affected by the absence of γδ T cells the priming and effector phases of the immune response was examined in TCRδ-/- mice. The priming phase was studied using two approaches: the first approach was to test priming to maximal doses of subcutaneous antigen in conjunction with an adjuvant and the second approach involved testing priming to an antigen in the context of skin grafts (graft priming). Using ELISPOTs and CFSE proliferation assays we found that while administration of OVA in conjunction with an adjuvant (QuilA) via the subcutaneous route results in sufficient priming in γδ T cell knockout mice, cross priming to OVA in the context of - freshly placed and well healed skin grafts is impaired in TCRδ-/- mice. By immunizing TCRδ-/- mice prior to skin grafting or by transferring in vitro primed OT-I cells to RAG-/- mice grafted with K5mOVA or TCRδ-/-OVA skin it was shown that 100% of all OVA grafts are rejected regardless of presence or absence of γδ T cells, concluding that effector phase of the immune response is not affected in this model. The inability of DETC to perform the role of cross presentation leads to the hypothesis that DETC indirectly enhance this process by affecting professional antigen presenting cells (APC) of the skin. Based on the contribution of DETC to wound healing it was hypothesized that the migration of dendritic cells (DCs) from the skin grafts to the lymph nodes may be affected. When this hypothesis was tested using hapten sensitization and congenically marked skin grafts it was shown that migration of DCs from skin grafts is not affected by the absence of DETC. In another hypothesis the co-stimulatory markers CD40 and CD86 were examined on migrating DCs found in the skin draining lymph nodes of grafted mice and it was shown that expression levels of those molecules were lower on DCs from TCRδ-/- grafted mice compared to C57BL/6 control mice. In addition using cytometric bead array, we show that the cytokine milieu in TCRδ-/- skin and skin draining lymph nodes is different from that of wildtype C57 skin and this disparate cytokine profile may be contributing to the less efficient cross priming and graft rejection in TCRδ-/- mice.

L’infection à cytomégalovirus (CMV) cause des pathologies graves en absence d’immunité. Les lymphocytes T (LT) γδ participent à la réponse anti-CMV puisqu’ils s’amplifient dans le sang de patients transplantés rénaux concomitamment à une diminution de la charge virale. D’autre part, l’amplification T γδ est associée à un risque moindre de cancers cutanés chez ces patients. Nous avons choisi d’utiliser le modèle murin de l’infection à CMV afin d’étudier la capacité des LTγδ à protéger les souris contre l’infection et le cancer.Nous avons montré qu’en absence de LTαβ dans des souris TCRα-/- (αβ-γδ+), différentes sous populations de LTγδ s’amplifient dans les organes cibles du CMV. Le contrôle de la charge virale observé in situ suite à leur amplification protège les souris TCRα-/- des dommages hépatiques/pulmonaires et de la mort, alors que les souris CD3ε-/- (αβ-γδ-) succombent à l’infection. Enfin, l’effet protecteur des LTγδ est également observé en absence de NK, de LTαβ et de LB, montrant l’importance que peuvent avoir ces cellules dans un contexte d’immunodéficience touchant les autres acteurs immunitaires.Nous avons montré la capacité du CMV à inhiber la croissance de tumeurs coliques (MC38) et de mélanomes (B16F10) implantés en sous-cutané dans des souris immunodéficientes, révélant un rôle anti-tumoral du CMV indépendant de l’immunité et des LTγδ. La permissivité au CMV de ces lignées tumorales suggère un effet direct du virus, par apoptose (B16F10) ou par un mécanisme encore indéterminé (MC38). Enfin, une inhibition comparable est observée pour une lignée carcinomateuse humaine, présupposant un effet indirect du virus sur le microenvironnement tumoral. / Cytomegalovirus causes serious pathologies in immune-compromised hosts. γδ T cells increase in the peripheral blood of renal transplant recipients concomitantly to a decrease of CMV viral antigenemia, indicating that they participate to the immune response against CMV. Moreover, γδ T cell amplification is associated with a reduced risk of skin cancer in these patients. We chose to use the mouse model of CMV infection to study the capacity of γδ T cells to protect mice against CMVinfection and cancer.We showed that in the absence of αβ T cells in TCRα-/- mice (αβ-γδ+), different γδ T cell subsets are increased in CMV target organs. A concomitant decrease of viral load was observed in TCRα-/- mice which survived CMV infection, in contrast to CD3ε-/- mice which died and displayed damage to the lungs and liver. γδ T cell antiviral protective effect was also observed in the absence of NK, αβ T and B cells, showing the crucial role that these cells could play in immunodeficient contexts where other immune players are compromised.We showed the ability of CMV to inhibit the growth of subcutaneous colonic tumors (MC38) and melanomas (B16F10) in immunodeficient mice, thus revealing an anti-tumor role of CMV independently of immunity and γδ T cells. CMV was able to infect these tumor cell lines in accordance with a direct anti-tumor effect of the virus, through apoptosis (B16F10) or by means of a still unresolved mechanism. Finally, CMV also inhibits the growth of human colonic tumors, leading to the hypothesis that a viral-mediated indirect anti-tumor effect could also operate.

γδ T cells are unique players in shaping immune responses, lying at the intersection between innate and adaptive immunity. Unlike conventional αβ T cells, γδ T cells largely populate non-lymphoid peripheral tissues, demonstrating tissue specificity, and they respond to ligands in an MHC-independent manner. γδ T cells display rapid activation and effector functions, with a capacity for cytotoxic anti-tumour responses and production of inflammatory cytokines such as IFN-γ or IL-17. Their rapid cytotoxic nature makes them attractive cells for use in anti-cancer immunotherapies. However, upon transformation, γδ T cells can give rise to highly aggressive lymphomas. These rare malignancies often display poor patient survival, and no curative therapies exist. In this review, we discuss the diverse roles of γδ T cells in immune surveillance and response, with a particular focus on cancer immunity. We summarise the intriguing dichotomy between pro- and anti-tumour functions of γδ T cells in solid and haematological cancers, highlighting the key subsets involved. Finally, we discuss potential drivers of γδ T-cell transformation, summarising the main γδ T-cell lymphoma/leukaemia entities, their clinical features, recent advances in mapping their molecular and genomic landscapes, current treatment strategies and potential future targeting options.

La transplantation rénale est la stratégie de suppléance rénale la plus performante. Le renforcement des thérapeutiques ciblant la réponse cellulaire T (i) a conduit à réévaluer la réponse allogénique humorale et (ii) a souligné deux complications majeures de la pression immunosuppressive : l’infection à cytomégalovirus CMV et le risque de cancer. Dans le travail présenté ici, nous analysons d’abord l’impact histologique de deux de ces facteurs de détérioration de l’allogreffon rénal : l’infection à CMV avant une biopsie sur indication et la pathogénicité des anticorps anti-HLA dirigés contre le donneur, détectés par des techniques d’identification en Single Antigen in situ dans le greffon. Nous montrons ensuite comment les lymphocytes T (LT) γδ Vd2neg font le lien entre CMV et DSA : induits par le CMV, les LT γδ Vd2neg participent aux lésions médiées par les DSA par leur capacité à réaliser une lyse dépendante de l’anticorps (ADCC) impliquant le CD16. En plus de cette nouvelle fonction allogénique indirecte, les LT γδ Vd2neg possèdent une double réactivité anti-CMV et anti-tumoral. Nous présentons ici un modèle où les lymphocytes T γδ Vδ2neg s’activent spécifiquement de façon TCR dépendante par la reconnaissance d’un marqueur d’intégrité épithéliale (EphA2) : ils détournent le mécanisme d’interaction classique d’EphA2 avec ses ligands naturels éphrines A1 et A4 pour s’en faire un signal de costimulation, en s’appuyant sur le contexte de stress pour renforcer son activation. Collectivement, nos résultats contribuent à mieux préciser la bioréactivité et le rôle des LT γδ Vδ2neg en transplantation rénale. Nos données suggèrent que chez l'homme, a fortiori lorsqu’il est immunodéprimé, les LT γδ constituent un compartiment de surveillance lymphoide du stress, capable de censurer la dérégulation des cellules infectées ou transformées et de prendre part à la réponse allogénique par un mécanisme d’ADCC. / Kidney transplant is the most performant strategy for renal replacement therapy. Increasing treatment targetting T cell response has led (i) to reappraise the importance of humoral allogenic response, (ii) to underline two main complications subsequent to immunosuppressive pressure : cytomegalovirus infection and tumorigenesis. Here, we first report the pathological impact of two of these factors on kidney allograft deterioration : CMV infection prior a biopsy for cause and Donor Specific Alloantibodies (DSA) detected within the graft with single antigen flow bead assay. Then we showed that CMV-induced Vδ2neg γδ T cells are a new player and a potentially useful clinical biomarker in antibody-mediated lesions of kidney transplants. By engaging DSA on their Fcγ-receptor CD16, γδ T cells participate in allograft lesions mediated by DSA through antibody-dependent cell cytotoxicity (ADCC). In addition to this new indirect allogenic function, CMV-induced Vδ2neg γδ T cells displayed a dual anti-CMV and anti-tumor reactivity. Finally, we here identified EphA2 as a new stress-regulated antigen targetting by a non Vδ2neg γδ T cell clone, which recognition implies the hijacking of the natural EphA2-ephrin interactions to activation. These data suggest that in humans, a fortiori when immunosuppressed, γδ T cells compose a lymphoid stress-surveillance compartment, capable of recognizing the dysregulated state of infected or transformed cells and to take part to allogenic response through an ADCC mechanism.

La leptospirose est une zoonose causée par les bactéries du genre Leptospira. Elle touche près de 1 million d'individus par an dans le monde entier et sévit à l'état endémique dans les pays au climat tropical tel que La Réunion. Les manifestations habituelles sont variables d'un individu à l'autre et englobent une simple fièvre jusqu'aux défaillances poly-viscérales avec mortalité dans 5 à 10% des cas. Sa physiopathologie est encore mal comprise, en particulier la part que joue une réponse immunitaire inappropriée dans la genèse des manifestations graves qui surviennent en quelques heures, et avant la mise en place d'une réponse immunitaire adaptative propre à éliminer le microorganisme. Si l'échappement de la bactérie au système du complément est bien documenté, le rôle des acteurs cellulaires du système immunitaire inné reste à étayer. Notre étude avait donc pour objectif d'explorer l'immunopathologie de la leptospirose humaine dans la phase initiale de l’infection. Notre méthodologie s'est appuyée principalement sur des analyses quantitatives et qualitatives des acteurs cellulaires du système immunitaire inné à partir de prélèvements sanguins en phase précoce de la maladie, et comparaison avec la phase de convalescence et des sujets contrôles. Dans un premier temps nous avons montré qu'une population particulière de lymphocytes T impliquée dans la réponse immune innée, les lymphocytes Tγδ, avaient un taux abaissé et que cette baisse était corrélée à la charge bactérienne ainsi qu'à l’intensité de l'atteinte hépatique classiquement retrouvée lors de la leptospirose. Dans un deuxième temps, nous avons analysé les polynucléaires neutrophiles circulants dont le taux augmente d’autant plus que la maladie est sévère, mais sans pour autant présenter de modification de certains marqueurs d’activation ou de recrutement tissulaire (CD15, CD11b, CD182). Une des principales chimiokines des neutrophiles, l'interleukine 8, était à taux peu élevés. Les derniers travaux concernent les principales formes solubles issues des molécules membranaires impliquées dans le processus de recrutement/diapédèse leucocytaire. Nous retrouvons de manière isolée une forte élévation des formes solubles d'E-sélectine et ICAM-1 qui sont notamment exprimées par les cellules endothéliales. Ces augmentations n'étaient pas corrélées aux marqueurs de gravité de la maladie. La signification biologique de cette élévation n’est pas encore connue lors de la leptospirose. L'ensemble de nos données permet d’apporter des informations nouvelles sur des acteurs du système immunitaire inné présents dans le compartiment vasculaire lors de la leptospirose humaine. Cette réponse immunitaire semble inadaptée pour permettre une clairance du pathogène au stade de dissémination hématogène. / Leptospirosis is a bacterial zoonosis caused by Leptospira and affecting 1 million people each year worldwide and mainly in tropical areas such as Reunion Island. Usual presentations encompass flu-like syndrome to multiorgan failure with mortality rate between 5 to 10%. To date, pathophysiology in humans is poorly understood, notably the capacity of innateimmunity to mount a robust response to clear pathogen or to induce tissue damages and contributing to disease severity. Our study aimed at assessing the role of innate immune cells and molecules within the first days of leptospiral infection.Using blood samples, we performed quantitative and qualitative assessment of circulating innate immune cells from leptospirosis cases and healthy controls. The first study explored the levels of gamma-delta T-cells (γδT-cells), a subset of unconventional T cells with innate immune functions. Gamma-delta T cells were found deeply decreased and levels wereinversely correlated to bacterial burden and liver damage. The second study focused on membrane bound receptors indicative of activation and tissue migration ability of neutrophil polymorphonuclear cells: CD15, CD11b, and CD182. Although neutrophil rates were high in leptospirosis cases, the levels of studied receptors were either lower (CD15) or identical to healthy controls (CD11b, CD182). In addition, only low levels of interleukin-8, a key chemokine for neutrophils, was detected in patients. Lastly, we ascertained the plasmatic levels of several shed cell adhesion molecules notably expressed by endothelial cells. The levels of soluble E-selectin and ICAM-1 were significantly increased compared to controls, while P-selectin level was lower. We did not find any correlation with disease severity or organ failure. This finding indicates that endothelial cell may be activated but further experiments are warranted to explain the functional impact of our findings. Altogether, our results add to the field of knowledge of leptospirosis pathophysiology, and in particular the implication of key innate immune cells at the stage of plasmatic bacterial dissemination. Our findings will support the view that there is an inappropriate immune response to Leptospira.