CD4+ and CD8+ T cells are critical components of the adaptive arm of immune responses. During viral infection, CD8+ T cells utilize their cytotoxic function to kill infected cells and clear the infection. In addition, CD4+ T cells differentiate into either T helper 1 (Th1) or T follicular helper (Tfh) cells, which provide essential help to enhance the efficacy of other response immune cells, including macrophages, CD8+ T cells, and B cells. The transcription factor, T cell factor-1 (TCF1), and its homologue, Lymphoid enhancer-binding factor-1 (LEF1), have critical roles in the development, differentiation, and persistence of both CD4+ and CD8+ T cells. However, the influence of TCF1 and LEF1 on Th1 and Tfh differentiation remains to be examined. Furthermore, due to alternative promoter usage, TCF1 and LEF1 are expressed as both long and short isoforms. The distinct roles of the long and short isoforms of TCF1 in the context of CD4+ and CD8+ T cell responses have not been defined. My studies utilized multiple novel mouse strains to examine the roles of TCF1 and LEF1 in Tfh and Th1 differentiation during viral infection, and the unique requirements of TCF1 long isoforms in CD4+ and CD8+ T cell responses. Specifically, my initial studies characterized a new TCF1 reporter construct (referred to as p45GFP reporter) and used this reporter to address the specific contributions of TCF1 long isoforms to the CD8+ T cell response. Previous studies have abrogated all TCF1 isoforms and shown that in the absence of TCF1, the memory CD8+ T cell population is dramatically impaired and exhibits defective persistence over time. Here, I showed that TCF1 short isoforms are sufficient for the generation of memory CD8+ T cells, however TCF1 long isoforms are important for the maturation of memory CD8+ T cells. Another critical component of pathogen clearance and long-term protection is a productive humoral response, which is optimized by the B cell help provided by Tfh cells. Using the p45GFP reporter, I showed that TCF1 is specifically retained in Tfh cells, but downregulated in Th1 cells. I utilized a huCd2-Cre system to conditionally delete TCF1 and LEF1 in mature T cells. In response to viral infection, TCF1 and LEF1 double-deficient mice showed normal Th1 responses, but severely defective Tfh differentiation and a concomitant impaired B cell response. I further demonstrated that TCF1 promotes Tfh differentiation by directly regulating many Tfh-associated genes. Furthermore, I used the p45GFP reporter to I identified distinct, but critical, roles for both long and short isoforms of TCF1 in driving Tfh differentiation and repressing differentiation toward Th1 or germinal center Tfh cells. Finally, while TCF1 is known to be critical in the formation of memory CD8+ T cells, its impact on memory CD4+ T cell generation has not been assessed. Once again utilizing the p45GFP reporter, my studies identified an important role for TCF1 long isoforms in the survival of both Th1 and Tfh cells through contraction. In the absence of TCF1 long isoforms, the memory CD4+ T cell population is severely reduced. Taken together, my work has demonstrated critical roles for TCF1 during both effector and memory phases of the CD4+ T cell response to viral infection. In summary, TCF1 is crucial for CD4+ T cells to effectively differentiate and provide important help to B cells during viral infection. Moreover, my studies have identified critical and unique roles for long and short isoforms of TCF1. Finally, TCF1 is necessary for optimal formation of memory CD4+ and CD8+ T cells, and thus is an essential component in achieving protective immunological memory after viral infection.

Le rôle des lymphocytes T CD4+ dans la progression des tumeurs et dans l'immunité anti-tumorale est de plus en plus reconnu chez l'homme et chez la souris. Les mécanismes effecteurs de l’immunité T CD4+ contre le cancer ont été étudiés principalement dans des systèmes de tumeurs transplantées. Dans ces modèles, de nombreuses cellules tumorales meurent au moment de l'implantation, ce qui conduit à la libération de l'antigène tumoral (Ag) dans un contexte inflammatoire. Ceci contraste avec la croissance lente et non-destructrice des tumeurs humaines aux stades précoces. Nous avons montré que la présentation de l’Ag retreint par le CMH-II DBY, libéré par des cellules tumorales mortes injectées en sous-cutané, peut persister durant plusieurs semaines dans le ganglion drainant. L’activation précoce d’une réponse immune dirigée contre l’Ag lors de l’injection de lignées tumorales peut gêner l’étude des relations entre les tumeurs et le système immunitaire. Par conséquent, nous avons généré une lignée tumorale dans laquelle l’expression de DBY peut être induite in vivo à distance de l’implantation. Nous avons également utilisé un modèle de tumeurs pulmonaires endogènes se développant dans des souris transgéniques KrasG12D, p53flox et exprimant DBY de manière spécifique. Notre objectif était d'étudier dans ces deux modèles l'histoire naturelle de la réponse des lymphocytes T CD4+ spécifiques de la tumeur. Dans le système de tumeur transplantée «Ag inductible », nous avons montré que DBY est présenté de manière efficace à des cellules naïves T CD4+ spécifiques dans les ganglions drainant la tumeur. Les réponses prolifératives et effectrices sont similaires dans les systèmes où DBY est exprimé de façon inductible in vivo ou constitutive. Le récepteur de co-stimulation ICOS, ainsi que les récepteurs co-inhibiteurs PD-1 et BTLA sont régulés positivement sur les lymphocytes T CD4+ spécifiques en réponse à l’Ag. La production de cytokines en réponse à une restimulation in vitro révèle un profil effecteur mixte TH1 /TH17. Notamment, un petit pourcentage de lymphocytes T co-expriment les marqueurs de cytotoxicité LAMP-1 et granzyme B. Ainsi, lorsqu’un Ag apparaît à distance de l'implantation de la tumeur, il n’est pas ignoré et n’induit pas de tolérance immune. D'autres mécanismes doivent être considérés pour expliquer l'absence de rejet de tumeur efficace malgré l’activation et la migration des cellules effectrices T CD4+ dans les tumeurs. Les travaux réalisés sur le modèle de tumeurs pulmonaires endogènes sont en cours. A ce stade, nous avons observé que, comme dans les tumeurs transplantées, l’Ag est présenté aux LT CD4+ naïfs qui prolifèrent dans le ganglion drainant et ne se différencient pas en cellules T régulatrices, même aux stades très avancés de la maladie. La capacité des tumeurs à induire une réponse T effectrice semble liée à leur stade de développement. Durant la phase tumorale précoce, les LT spécifiques de DBY produisent de l’IFN-γ et du granzyme B. En revanche, des LT spécifiques produisant de l'IL-17 sont retrouvés dans les poumons de souris ayant des tumeurs invasives de stade terminal. Bien que l'IL-17 puisse favoriser la progression des tumeurs, y compris dans les modèles induits par l’oncogène KrasG12D, de nouvelles données suggèrent que les cellules effectrices TH17 possèdent un haut degré de plasticité et peuvent présenter une activité anti-tumorale. Notre modèle pourrait être utile pour tester de nouvelles stratégies de ciblage de l’IL-17 dans l'immunothérapie du cancer. / The role of CD4+ T cells in both tumor progression and immunity is being increasingly acknowledged in humans and mice. CD4+ T cell immunity against cancer has been mostly studied using murine transplanted tumor systems. In these models, many tumor cells die at the time of surgical implantation, leading to the release of tumor antigen (Ag) in an inflammatory context. This contrasts with the slow and non-destructive growth of early stage human tumors. Here, we show that the presentation of a MHC class II-restricted model (male, DBY) Ag released by dying fibroblastic tumor cells may last more than 3 weeks in the tumor draining lymph node (dLN). This artificial, early and long lasting priming precludes the study of the interactions between the immune system and tumors at the steady state. We therefore generated a cell line that could be induced to efficiently express DBY as a neoAg after implantation. We also took advantage of a previously described mouse model of genetically engineered, KrasG12D p53flox lung adenocarcinoma to generate a “spontaneous” tumor model expressing DBY. Our aim was to study in these two models the natural history of the tumor-specific CD4+ T cell response. In the transplanted tumor system, we show that the Ag reaches the dLNs and is efficiently presented to naïve specific CD4+ T cells. The proliferative and effector responses were similar in the inducible and constitutively expressed Ag tumor systems. The ICOS co-stimulatory receptor, and the PD-1 and BTLA co-inhibitory receptors were upregulated on the Ag specific CD4+ T cells in the dLN. We did not observe de novo induction of tumor-specific regulatory T cells. Finally, the pattern of secreted lymphokines in the dLN, spleen and tumor after in vitro Ag restimulation was similar, with a mixed TH1/TH17 response. Notably, a small percentage of DBY-specific effector T cells also displayed a cytolytic phenotype marked by the co-expression of granzyme B and LAMP-1. Thus, when the neo-Ag appears at distance of tumor implantation, the tumor was not ignored and did not induce tolerance of naïve CD4+ T cells. Other mechanisms have to be thought to explain the absence of tumor rejection despite efficient priming and migration of effector CD4+ T cells into tumors. Similarly to the strong proliferative response mentioned above, the DBY tumor Ag was efficiently presented in LNs draining “spontaneous” lung tumors, and induced activation and proliferation of adoptively transferred naive T cells. After priming they did not convert into Tregs, even in end-stage disease. This work is still ongoing, but preliminary results show that activated DBY-specific T cells from the dLN and the lungs produced IFN-γ and granzyme B during early stages of the disease. In contrast, IL-17 secreting cells were found exclusively in the lungs from mice with late-stages invasive tumors. Although IL-17 may enhance tumor progression, including in models driven by the Kras oncogen, emerging data strongly suggest that TH17 effector cells demonstrate a high grade of plasticity and can display anti tumor activity. Little is known about the antigen specificity of IL-17 production in lung cancer patients, and our model could be useful to test new strategies targeting either positively or negatively tumor Ag-specific TH17 cells in cancer immunotherapy.

Le cancer du sein représente un problème de santé publique. Les efforts déployés pour définir de nouvelles stratégies thérapeutiques ont mis en lumière les mécanismes développés par la tumeur pour inhiber l'instauration d'une réponse immune adaptative efficace. La tumeur favorise la mise en place d'une immunosubversion, caractériisée par la fort infiltration d'une sous-population de lymphocytes T CD4 régulateurs (Treg). Les Treg jouent un rôle central dans les mécanismes de contrôle de réactions pro-inflammatoires et protègent contre le développement de pathologies auto-immunes. Nous avons observé que le Treg sont recrutés spécéfiquement dans l'environnement tumoral via l'axe de chimiotactisme CCR4/CCL22 suite à la détetion des cellules transformées par les NK et les macrophages. D'autre part, plusieurs publications récentes démontrent un rôle des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) dans l'indcution de Treg chez l'homme et la souris. Nos observations montrent que des facteurs solubles sécrétés dans l'environnement tumoral inhibent la fonction clef des pDC, ce qui favorise fortement leur capacité à induire l'expansion de Treg et de T CD4 prodcuteur d'IL-10. Ces cellules T immunosuppressives expriment fortement le récepteur de co-simulation ICOS, prolifèrent in situ, exercent un important pouvoir supresseur sur les autres popuylations T et leur présence est associées à un impact péjoratif sur la survie des patientes. Par l'utilisation de l'Ac bloquant anti-COS 314.8 nous avons démontré le rôle essentiel d'ICOS dans la prolifération des Treg et l'induction de T CD4 sécréteurs d'IL-10 par les pDC dasn les tumeurs, offrant la perspective d'une nouvelle immunothérapie visant à éradqiuer les Treg intra-tumoraux. / Tumor immunosbversion favors disease progression and is mediated by increased IL-10 secretion, reduced type-I IFN production and regulatory T cell (Treg) accumulation among CD4+ T cell in breast tumor. We showed that the presence of high number of both Treg and/or plasmacytoid DC (pDC) a subpopulation of antigen presenting celles correlates with poor prognosis in breast carcinoma. We previoously demonstrated that CCR4+ Treg are recruited from the periphery trough CCL22 production by breast tumor cells. Tumor-asssociated Treg (Ta-Treg) are highly activated (GITRhighHDLA-DRhighCD39high), show a selective expression of high levels of ICOS and proliferate in situ (Ki-67+). Tumor associated (Ta-) pDC express a partially activated phenotype but their type-1 interferon (IFN) production is strongly impaired in human tumors. pDc secretion of type-I IFN is linked to their capacity to induce anti-viral and anti-tumor immunity in mice models. We shown that 1) Ta-Treg and Ta-pDC colocalize in breast tumor section and 2) TapDC favor Ta-Treg proliferation and IL-10 secretion by CD4+ T cells in absence of type-I IFN. Ogf importance, targeting ICOS with a neutralizing antibody suppresses Ta-Treg proliferation as well as IL-10 secretion inpDC/CD4+ T cell co-culture, demonstrationg a riole of ICOS-ICOS-L interaction in Ta-Treg proliferation mediated by Ta-pDC. At the end, we report that high ICOS expression in breast tumor sections is associated with reduced patient's overall and disease free survival. Altogether these observations suggest that ICOS in breat cancer may represent a therapeutic target to restore anti-tumor immunity

Early in the course of human immunodeficiency virus (HIV) infection a population of latently infected cells is established which persists despite long-term anti-retroviral treatment. This latent reservoir of HIV-infected cells, which reflects mechanisms of transcriptional repression, is the major barrier to cure. Efforts to target the latent reservoir have been inefficient, indicating a need for a more complete understanding of how HIV transcription is regulated. The molecular networks involved in the regulation of HIV transcription remain incompletely defined. I hypothesized that utilization of a high throughput enhanced yeast one-hybrid assay would reveal novel host transcription factor-long terminal repeat (LTR) interactions and transcriptional networks that regulate HIV. The screen identified 42 human transcription factors and 85 total protein-DNA interactions with HIV LTRs. I investigated a subset of these factors for transcriptional activity in cell-based models of infection. Krüppel-like factors 2 and 3 (KLF2 and KLF3) are repressors of HIV-1 and HIV-2 transcription whereas PLAG1-like zinc finger 1 (PLAGL1) is an activator of HIV-2 transcription. These factors regulate HIV expression through direct protein-DNA interactions and correlate with epigenetic modifications of the HIV LTR. Multiple signals converging from the cellular environment and cell-cell interactions converge at the HIV LTR to determine HIV replication and transcription. Previous work in our lab has shown that strong signaling through the T cell receptor (TCR) was required to support HIV expression and the establishment of an inducible latent infection, whereas weak TCR signaling was insufficient for these outcomes. I hypothesized that dendritic cells-CD4+ T cell interactions provide signals that compensate for weak TCR signaling, supporting HIV-1 expression and generation of inducible latent infection. I used CD4+ T cells that express chimeric antigen receptors in a dendritic cell coculture model to deliver differential signals to CD4+ T cells during cell-to-cell transmission of HIV. I found that signals from dendritic cells compensate for weak TCR signaling, facilitating cell activation, HIV expression and establishment of an inducible infection.

Chronic hepatitis C virus (HCV) infection exhibits persistent high viral load, inducing T cells differentiation and dysfunction in chronically infected individuals. Recent longitude studies in both HCV specific- and bulk T cells reveal that chronic immune stimulation is the driving force for the impaired T cell functions, however, the underlying mechanisms remain elusive. Here, we show that peripheral CD4+ T cells from chronically HCV-infected patients exhibit lymphopenia with the reduction of naïve population and expansion of effector memory T cells. CD4+ T cells from HCV patient also display elevated activation markers. including HLA-DR, GLUT1, Granzyme B, and short-lived effector marker CD127- KLRG1+, whereas stem cell-liked transcription factor TCF1 and telomere sheterin subunit TRF2 are significant reduced, comparing to age- and gender-matched healthy controls. Mechanistically, ex vivo T cell differentiation revealed that CD4+ T cells from HCV patients exhibit PI3K/Akt/mTOR signaling hyperactivation upon TCR stimulation, favoring pro-inflammatory effector differentiation with TRF2 downregulation, rendering telomere dysfunction induced foci (TIFs) accumulation, resulting in telomeric DNA damage and cellular apoptosis. Importantly, exacerbation of telomere deprotection by knockdown of TRF2 expression in healthy T cells resulted in an increase in telomeric DNA damage and T cell apoptosis; whereas overexpression of TRF2 in HCV-T cells led to an alleviation of telomeric DNA damage and T cell death. Additionally, inhibition of Akt signaling during T cell activation can preserve precursor memory population, while limiting inflammatory effector expansion, DNA damage, and cell death. Taken together, these results suggest that modulation of immune activation by inhibiting Akt signaling and protection of telomeres by enforcing TRF2 expression could open new therapeutic strategies to balance adaptive immune responses in the setting of chronic immune activation and inflammatory in vulnerable populations such as chronically viral infected individuals.

Além das células T reguladoras clássicas (Treg), fenotipicamente definidas como CD4+CD25highCD127-FOXP3+, outros subtipos celulares que expressam moléculas reguladoras e produzem IL-10 podem desempenhar papel imunomodulador na malária humana. Caracterizamos subpopulações celulares que expressam marcadores de ativação celular e de atividade reguladora em indivíduos infectados por P. falciparum, P. vivax ou co-infectados com ambas as espécies, bem como em controles saudáveis de uma área endêmica de malária na Amazônia Brasileira. Mostramos que a malária induz duas subpopulações principais de células T reguladoras, uma expressando CTLA-4 (uma molécula de superfície que inibe a ativação de células T) e outra expressando OX40, uma molécula co-estimulatória que pode suprimir a atividade supressora da Treg. Mostramos que diferentes populações de PBMCs, provenientes de pacientes com malária e controles saudáveis, produzem IL-10 após a estimulação ex vivo com phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) e ionomicina em comparação com o estímulo com lipopolissacarídeo (LPS). / Besides classical regulatory T cells (Treg), which are phenotypically defined as CD4+CD25highCD127-FOXP3+, other cell subtypes expressing regulatory molecules and producing IL-10 may play an immunomodulatory role in human malaria. We characterized cell subpopulations that express markers of cell activation and regulatory activity in individuals infected with P. falciparum, P. vivax, or co-infected with both species, as well as in healthy controls from a malária-endemic area in the Brazilian Amazon. We show that malaria induces two major subpopulations of regulatory T cells, expressing CTLA-4 (a surface molecule that inhibits the activation of T cells) and another expressing OX40 (a co-stimulatory molecule that can suppress the suppressive activity of Treg). We showed that different populations of PBMCs from malaria patients and healthy controls, produce IL-10 after ex-vivo stimulation with phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) and ionomycin, compared to stimulation with lipopolysaccharide (LPS).

L’objectif de ma thèse a été d’étudier l’expression et l’activité de deux récepteurs de chimiokine dans deux désordres immunitaires, CCR1 dans le modèle murin NZB/W de néphrite lupique et CXCR4 dans la Lymphopénie T CD4+ Idiopathique (LCI), un déficit immunitaire rare chez l’Homme. Le Lupus Erythémateux Disséminé est une maladie autoimmune, chronique et inflammatoire dont le développement est caractérisé par une perte progressive de la fonction rénale associé notamment à une infiltration leucocytaire. Je me suis intéressé à la contribution de CCR1 et de ses ligands CCL3/CCL5 au recrutement leucocytaire intra-rénal chez la souris NZB/W néphritique. Nos résultats révèlent une augmentation de l’expression et de la fonction de CCR1 à la surface des cellules T (LT), des phagocytes et des neutrophiles issues de souris néphritiques. Un traitement aigu par un antagoniste non-peptidique de CCR1 administré par voie orale a réduit l’infiltration rénale des LT et des macrophages. L’inhibition de CCR1 à long terme a permis de diminuer l’accumulation rénale des LT CD4+ effecteurs/mémoires, des monocytes inflammatoires Ly6C+ et des macrophages polarisés M1 ou M2, a amélioré les atteintes tubulo-interstitielles et glomérulaires, a retardé l’apparition d’une protéinurie fatale et in fine a prolongé la survie des souris NZB/W. Ainsi, la combinaison d’approches pharmacologiques et fonctionnelles nous a permis de dévoiler un rôle pathogénique de CCR1, dans la progression de la néphrite lupique chez la souris NZB/W. La LCI est un déficit immuno-hématologique hétérogène et d’étiologie inconnue associant un nombre faible et persistant de LT CD4+ circulants et des infections opportunistes sévères en particulier d’origine fongique. Nos analyses multi-paramétriques par cytométrie en flux ont permis de révéler une perte d’expression et de fonction de CXCR4 à la membrane des LT de 17 des 20 patients étudiés. Ces données suggèrent que l’anomalie de CXCR4 constitue un trait biologique commun de la LCI. Notre approche transcriptomique a également permis d’identifier des signatures spécifiques de l’expression de gènes associés au seuil d’activation du TCR et à l’immuno-sénescence dans la LCI. Nos analyses phénotypiques et fonctionnelles ont confirmé ces observations et rapportent pour la première fois que les LT circulants résiduels de patients présentent un profil sénescent (exemple : perte d’expression des molécules de co-stimulation CD27 et CD28), des anomalies de réponse du TCR in vitro et une érosion des télomères. Sur un plan mécanistique, nous avons montré que les anomalies de signalisation intrinsèque aux LT des patients sont causées par l’expression accrue de la DUal-Specific Phosphatase 4 (DUSP4). Par conséquent, nos travaux révèlent une sénescence précoce des LT de patients souffrant de LCI, qui pourrait résulter d’une hyperstimulation chronique. Ce phénomène semble dépendre de la surexpression de DUSP4, dont la modulation pourrait constituer une piste thérapeutique dans la LCI afin d’améliorer les stratégies vaccinales. / My PhD works focused on the expression and function of chemokine receptors in two immune disorders, namely CCR1 in the lupus-prone NZB/W mouse model and CXCR4 in the Idiopathic CD4+ T-cell lymphopenia, a rare human immune defect.Systemic lupus erythematosus is a chronic inflammatory autoimmune disease, the development of which is characterized by a progressive loss of renal function. Such dysfunction is associated with renal leukocyte infiltration. During my PhD, I investigated the role of the CCR1 chemokine receptor in this process during the progression of nephritis in NZB/W mice. We found that peripheral T-cells, mononuclear phagocytes and neutrophils from nephritic NZB/W mice were more responsive to CCR1 ligands than the leukocytes from younger prenephritic mice. Short-term treatment of nephritic NZB/W mice with a orally available CCR1 antagonist decreased renal infiltration by T-cells and macrophages. Longer Ccr1 blockade decreased kidney accumulation of effector/memory CD4+ T-cells, Ly6C+ inflammatory monocytes, and both M1 and M2 macrophages; reduced tubulointerstitial and glomerular injuries; delayed fatal proteinuria; and prolonged animal lifespan. Altogether, these findings highlight a pivotal role for CCR1 in the recruitment of T and mononuclear phagocyte cells to inflamed kidneys of NZB/W mice, which in turn contribute to the progression of renal injury.ICL is heterogeneous immunological syndrome of unclear molecular mechanisms, characterized by a profound and persistent CD4+ T-cell defect and by opportunistic infections in particular of fungal origin. We detected using multiparametric flow-cytometry analyses, reduced levels of CXCR4 expression and chemotactic function on T-cells from 17 of 20 ICL patients. These results suggest that the impaired membrane expression and function of CXCR4 is a common biologic trait of ICL. Using a transcriptomic approach, we also identified an ICL-specific T-cell gene expression signature characteristic of low TCR sensitivity and accelerated T-cell aging. Phenotypic and functional analyses of circulating T cells confirmed these observations and extended them to include an expansion of terminally-differentiated T cells with hallmarks of aging including loss of the co-stimulatory molecules CD27 and CD28, defective in vitro TCR responses, and telomere erosion. Mechanistically, we further showed that intrinsic T-cell signaling defects were caused by higher expression of DUal-Specific Phosphatase 4 (DUSP4). These findings suggest that premature T-cell senescence occurs in ICL as a result of chronic T-cell activation. This is in part due to abnormally high DUSP4 expression in CD4+ T cells, the modulation of which may constitute a novel therapeutic avenue in ICL to improve vaccination strategies.

La variante lymphocytaire du syndrome hyperéosinophilique (L-SHE) est une pathologie extrêmement rare caractérisée par une prolifération monoclonale de lymphocytes T surproduisant l’interleukine IL-5, responsable d’une hyperéosinophilie persistante. En outre, un immunophénotype aberrant CD3−CD4+ est fréquemment observé à la surface des cellules T clonales. Cette pathologie se distingue par une lymphoprolifération chronique indolente habituellement révélée par une hyperéosinophilie sanguine et une infiltration éosinophilique des tissus cutanés. Toutefois, l’évolution vers un lymphome T observée chez certains patients suggère la présence d’un potentiel malin des cellules T. Ce modèle représente donc une rare opportunité d’identifier les changements moléculaires liés aux différentes étapes du processus transformant lymphoïde T. Dans le cadre de ce travail, nous avons cherché à établir les caractéristiques cytogénétiques et moléculaires des cellules T CD3−CD4+ d’une cohorte de patients L-SHE. L’analyse cytogénétique de cellules T CD3−CD4+ isolées au moment du diagnostic chez deux patientes (P1 et P2) a révélé la présence d’une délétion similaire 6q13-q22.1. En étudiant les stades cliniques successifs de P1 et P2, nous avons montré la persistance des cellules porteuses de la délétion 6q au cours de la progression chronique et leur prédominance lors du développement d’un lymphome T chez P1. Ces résultats suggèrent l’implication précoce et potentiellement critique de la délétion 6q dans cette pathologie lymphoproliférative T. L’analyse des dérégulations transcriptionnelles résultant de ce remaniement a montré une réduction de l’expression des gènes pro-apototiques BACH2 et PA26 dans les cellules T CD3−CD4+ de P1 et P2. En particulier, BACH2, dont l’expression diminue continuellement au cours de l’évolution de P1, jouerait un rôle oncosuppresseur dans la lymphogenèse T. Afin d’identifier les modifications moléculaires des cellules T clonales, nous avons analysé l’expression de 95% des gènes humains dans les cellules T CD3−CD4+ de trois patients en phase chronique (P1, P2 et P3). La grande homologie des changements transcriptionnels chez les trois patients indique une altération des mêmes mécanismes moléculaires. Ainsi, un profil immunophénotypique exhaustif, validé chez trois patients supplémentaires, a pu être établi. En outre, les dérégulations des voies apoptotiques, TGFβ ou 9 encore de signalisation intracellulaire altèrent l’homéostasie des cellules T CD3−CD4+ pouvant favoriser la perte de la capacité apoptotique et/ou la croissance cellulaire. Cette signature moléculaire a été étendue par l’identification de 20 microARNs dont l’expression est dérégulée dans les cellules T CD3−CD4+ d’une cohorte de 6 patients. Par ailleurs, la modification de l’expression des récepteurs impliqués dans la migration leucocytaire au cours de l’évolution de P1 pourrait expliquer l’infiltration ganglionnaire des cellules T clonales et la progression du lymphome. La caractérisation des désordres cytogénétiques et moléculaires des cellules T CD3−CD4+ chez les patients L-SHE permettrait à terme d’identifier de nouveaux marqueurs diagnostiques et contribuer ainsi au développement de nouvelles cibles thérapeutiques dans une grande diversité de pathologies lymphoprolifératives de type Th2.

La surveillance immunologique des tumeurs repose sur la capacité des cellules effectrices du système immunitaire à détecter et à éliminer les cellules cancéreuses. Nonobstant ce constat, la régression complète et spontanée de cancers établis n’est observée que dans de très rares cas. L’échec de la résolution des cancers par le système immunitaire pourrait résulter de la conjonction de plusieurs facteurs : i) une réponse immune inadéquate liée au manque d’immunogénicité des tumeurs, ii) l’incompétence du système immunitaire consécutif à des immunodéficiences acquises ou induites et iii) la sélection de variants tumoraux résistants capables de déjouer la surveillance opérée par le système immunitaire ou de subvertir ses effets. Ainsi, le développement de stratégies visant à potentialiser les réponses antitumorales de l’hôte revêt un enjeu crucial en cancérologie.Au laboratoire, notre travail de recherche a pour objectif de mieux caractériser les liens entre réponse immunitaire et cancer. Mon travail de thèse vise précisément à comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la différenciation des lymphocytes T CD4 et à déterminer le rôle de ces cellules dans l’immunité antitumorale. Au cours de ma thèse, nous nous sommes particulièrement attachés à explorer les mécanismes moléculaires qui sous tendent la différenciation des populations lymphocytaires Th17, Th9 et TFh pour mieux appréhender et moduler leurs fonctions effectrices afin d’optimiser les réponses antitumorales. Ces travaux s’inscrivent dans une démarche d’application potentielle en immunothérapie anticancéreuse, un domaine de recherches qui connaît actuellement des avancées spectaculaires.Nous avons tout d’abord étudié l’influence de l’acide docosahexaénoïque (DHA), un acide gras à longue chaîne de la série n 3, sur la différenciation des cellules Th17. Nous avons mis en évidence le mécanisme moléculaire responsable de l’inhibition directe de la polarisation cellulaire Th17 par le DHA. L’activation de PPARγ par le DHA induit l’expression de SOCS3 qui agit comme un répresseur intrinsèque de la différenciation Th17. Dans deux modèles de cancers murins, nous avons également montré que l’activité anticancéreuse du DHA était dépendante de sa capacité à inhiber la sécrétion d’IL 17 par les cellules T CD4 in vivo. Nous avons ainsi caractérisé l’un des mécanismes impliqués dans l’effet anticancéreux du DHA.Dans un deuxième travail, nous avons caractérisé les effets de l’interleukine 1β sur le programme moléculaire des cellules Th9. Nous avons montré que les cellules Th9 différenciées en présence d’IL-1β possédaient de puissantes propriétés anticancéreuses dépendantes de l’IL-21 reposant sur l’activation du facteur de transcription IRF1. Au niveau moléculaire, nous avons démontré que l’IL-1β induisait la phosphorylation de STAT1 elle même responsable de l’activation d’IRF1 qui est alors capable d’interagir sur les promoteurs de l’Il9 et de l’Il21 pour induire l’expression de ces gènes dans les cellules Th9.Le dernier projet porte sur la régulation transcriptionnelle du facteur de transcription IRF1 sur la réponse T folliculaire auxiliaire et cherche à en évaluer les retombées potentielles en immunothérapie anticancéreuse. Notre étude met en évidence l’activation précoce d’IRF1 dans la différenciation TFh et suggère que ce facteur de transcription semble initier le développement de ces cellules. Des approches de transfert adoptif révèlent que les TFh semblent posséder des propriétés anticancéreuses capables de limiter efficacement la croissance des tumeurs dans des modèles murins. Enfin, après caractérisation phénotypique nous montrons que les cellules TFh sont présentes dans des tumeurs mammaires chez l’Homme et validons la présence d’IRF1 dans ces lymphocytes. / Immune surveillance of tumors is based on the ability of effector cells of the immune system to detect and eliminate the cancer cells. Notwithstanding, the complete and spontaneous regression of established cancers was observed only in very few cases. The failure of cancer resolution by the immune system could result from the combination of several factors: i) inadequate immune response related to a low tumor immunogenicity, ii) incompetent immune system consecutively to induced or acquired immunodeficiencies and iii) the selection of resistant tumor variants able to thwart immune surveillance or subverting immune responses. Developing novel cancer immunotherapy strategies leading to potentiation of the host antitumor responses is thus a key challenge in oncology.We aim to better characterize the relationships between immune response and cancer. My work is precisely to understand the molecular mechanisms involved in CD4 T cell differentiation and to determine the role of these cells in antitumor immunity. I am particularly committed to explore the molecular mechanisms underlying the Th17, Th9 and TFh cell differentiations. The goal is to better understand and adjust their effector functions to optimize antitumor responses. This work is part of a potential application in cancer immunotherapy approach, an area that is experiencing dramatic advances and is likely to grow in the years ahead.We first studied the influence of the n 3 polyunsaturated fatty acid docosahexaenoic acid (DHA) on Th17 cell differentiation. We unraveled the molecular mechanism responsible for the direct inhibition of Th17 cell polarization by DHA, explaining one way of DHA to exert its anticancer activity. TH17 cells induced in vitro displayed increased SOCS3 expression and diminished capacity to produce interleukin 17 following activation of PPARγ by DHA. In two different mouse cancer models, DHA prevented tumor outgrowth and angiogenesis in an IL 17 dependent manner. Altogether, our results uncover a novel molecular pathway by which PPARγ induced SOCS3 expression prevents IL 17 mediated cancer growth.Then, we characterized the effects of interleukin 1β (IL-1β) on Th9 cells molecular program. We found that the transcription factor IRF1 enhanced the effector functions of Th9 cells and dictated their anticancer properties. Under Th9 skewing conditions, IL-1β induced phosphorylation of the transcription factor STAT1 and subsequent expression of IRF1, which bound to Il9 and Il21 gene promoters and enhanced their secretion by Th9 cells. In addition, IL-1β induced Th9 cells exerted potent anticancer functions in an IRF1 and IL 21 dependent manner. Thus, our findings identify IRF1 as a target for controlling the function of Th9 cells.We are currently investigating the transcriptional regulation of IRF1 on follicular helper CD4 T (TFh) cell program. We address the question whether TFh cells could be beneficial in cancer immunotherapy. Our study highlights the early activation of IRF1 during the TFh cell polarization and suggests that IRF1 appears to initiate the development of these cells. Adoptive transfer approaches show that TFh lymphocytes seem to habor anticancer properties by limiting efficiently tumor outgrowth in mouse models of cancer. Finally, phenotypic characterization of TFh cells points out that they infiltrate human breast tumors and express IRF1.

Além das células T reguladoras clássicas (Treg), fenotipicamente definidas como CD4+CD25highCD127-FOXP3+, outros subtipos celulares que expressam moléculas reguladoras e produzem IL-10 podem desempenhar papel imunomodulador na malária humana. Caracterizamos subpopulações celulares que expressam marcadores de ativação celular e de atividade reguladora em indivíduos infectados por P. falciparum, P. vivax ou co-infectados com ambas as espécies, bem como em controles saudáveis de uma área endêmica de malária na Amazônia Brasileira. Mostramos que a malária induz duas subpopulações principais de células T reguladoras, uma expressando CTLA-4 (uma molécula de superfície que inibe a ativação de células T) e outra expressando OX40, uma molécula co-estimulatória que pode suprimir a atividade supressora da Treg. Mostramos que diferentes populações de PBMCs, provenientes de pacientes com malária e controles saudáveis, produzem IL-10 após a estimulação ex vivo com phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) e ionomicina em comparação com o estímulo com lipopolissacarídeo (LPS). / Besides classical regulatory T cells (Treg), which are phenotypically defined as CD4+CD25highCD127-FOXP3+, other cell subtypes expressing regulatory molecules and producing IL-10 may play an immunomodulatory role in human malaria. We characterized cell subpopulations that express markers of cell activation and regulatory activity in individuals infected with P. falciparum, P. vivax, or co-infected with both species, as well as in healthy controls from a malária-endemic area in the Brazilian Amazon. We show that malaria induces two major subpopulations of regulatory T cells, expressing CTLA-4 (a surface molecule that inhibits the activation of T cells) and another expressing OX40 (a co-stimulatory molecule that can suppress the suppressive activity of Treg). We showed that different populations of PBMCs from malaria patients and healthy controls, produce IL-10 after ex-vivo stimulation with phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) and ionomycin, compared to stimulation with lipopolysaccharide (LPS).