CAR-T cell immunotherapy is a highly efficacious treatment for CD19-positive hematological malignancies, however, some patients are non-responsive for reasons that are not well understood. Clinical efficacy has been correlated with long-term persistence, a propensity that can be predicted by the differentiation state of transplanted cells. Despite this, decades-old methods for expanding T cells have not been updated to prevent the deleterious effects of excessive differentiation in CAR-T cells. Uncoupling proliferation and differentiation is a long-held goal in the field of immunotherapy with both cytokines and pharmacological approaches being implemented to dissociate these parallel processes. Histone methyltransferases rewire transcriptional programs in T cells and simultaneously regulate multitudes of genes, making them attractive targets for modifying the proliferation-differentiation axis. Despite this, only a handful of studies have examined their role in regulating the transcriptional programs of human CD8+ T cells. MLL4 (encoded by KMT2B) belongs to the six-member group of MLL histone methyltransferases. MLL1, a paralog of MLL4, has been implicated in regulating the maintenance of IL-4 and GATA-3 expression in TH2 CD4 memory T cell populations, however the function of MLL4 in human CD8+ T cells is unknown. We report a critical role for MLL4 in the proliferation and differentiation of CD8+ T cells. CRISPR-Cas9-editing of MLL4 uncoupled the processes of proliferation and differentiation, increasing proliferation but maintaining central memory T cell (TCM)-like populations, allowing for the production of increased numbers of TCM-like CD62L+CD45RO+ cells. Pharmacologically inhibiting the MLL4-Menin complex with MI-2 during T cell expansion enriched the frequency of minimally differentiated TCM-like CD8+ T cells. TCM-associated CD62L, CCR7, CD122 and CD127 surface markers were upregulated and early memory-associated transcription factor TCF7, LEF1, EOMES, and FOXP1 transcripts were increased. CD8+ CAR-T cells expanded in the presence of MI-2 responded earlier, while improving both tumor burden and survival in a NSG xenograft model of human leukemia. This finding has important translational impact in improving the persistence and proliferative capacity of CD8+ CAR-T cells. / Infectious Disease & Immunity

Le système immunitaire est un des points clefs pour éradiquer le virus de l'immunodéficience humaine (VIH). Actuellement, la persistance du VIH dans les organes dits « réservoirs » reste un problème majeur de santé publique. Il a été montré que les centres germinatifs (GC) des organes lymphoïdes tels que la rate, les ganglions périphériques et mésentériques sont des lieux de réplication virale. La sous-population de LT CD8 qui exprime le récepteur de chimiokine CXCR5 est capable de migrer vers ces GC. Ainsi, cette population cellulaire requiert un intérêt majeur dans le contrôle du VIH au niveau des organes lymphoïdes tels que : la rate, les ganglions périphériques et mésentériques. Dans ce contexte, nos travaux ont pu montrer qu'au cours de l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine (SIV) chez le modèle Rhésus macaque, les cellules T CD8 CXCR5+ sont capables de se localiser au niveau des organes lymphoïdes. Cependant, ces mêmes cellules ont une faible cytotoxicité (expression de granzymeB et perforine). Les LT CD8 CXCR5 ne sont donc pas capables d'éliminer efficacement le virus par la voie cytotoxique. / The immune system plays a key part in eradicating the human immunodeficiency virus (HIV). Nevertheless, the persistence of HIV in reservoir organs remains a major public health problem. The germinal centers (GCs) of lymphoid have been shown to be lusters of viral replication. Additionally, some CD8 T cells that express the chemokine receptor CXCR5 can migrate to GCs. Therefore, this specific cell population represents a major interest for the control of HIV in organs such as the spleen, peripheral and mesenteric lymph nodes. In this context, my work has shown that, in Macaque model, during SIV infection, the CD8 CXCR5+ T cells are indeed mainly localized in the lymphoid organs. However, these CD8 CXCR5+ T cells do not express high levels of cytotoxic molecules such as granzymB and perforin. Thus, there are not able to completely eliminate the virus.

Les LT CD8 mémoires constituent une population hétérogène. Une modulation des différents signaux d’activation des LT CD8 naïfs influe sur la diversité des LT CD8 effecteurs et mémoires générés. A coté des sous populations classiquement décrites de LT CD8 mémoires développés dans des conditions infectieuses, il existe une population de LT CD8 mémoires générés dans des conditions d’inflammation stérile, c’est-à-dire en absence de pathogènes et de signaux moléculaires dérivés de pathogènes : les TIM pour « T-inflammatory memory cells ». Au cours de cette thèse j’ai eu pour objectif : 1) de mieux caractériser la population de TIM 2) d’évaluer leur capacité à répondre à une activation par un pathogène viral et ainsi leur plasticité et 3) d’étudier leur recrutement au site d’une infection locale respiratoire.J’ai ainsi pu identifier de nouvelles propriétés des TIM et montrer que les TIM sont recrutés dans une réponse secondaire à un virus exprimant la même spécificité antigénique, en générant des LT CD8 mémoires secondaires aux fonctions améliorées. De plus, les LT CD8 mémoires secondaires générés présentent un avantage fonctionnel par rapport aux LT CD8 mémoires primaires dans leur capacité de production de TNF-α et de la chimiokine XCL1. Cette dernière propriété pourrait leur conférer un avantage pour la réponse à des antigènes cross présentés. J’ai par ailleurs montré la capacité des TIM à être recrutés au niveau du poumon et des voies aériennes au cours d’une infection respiratoire virale. Ces résultats montrent que les LT CD8 mémoires générés dans des conditions d’activation inflammatoires stériles peuvent prendre part au contingent de cellules immunitaires impliquées dans des réponses à des infections. Ces résultats ouvrent un champ d’investigation intéressant concernant la plasticité des LT CD8 mémoires. Ils pourraient avoir une incidence sur certaines pathologies inflammatoires, dans le cas d’une ré-activation des TIM par un virus cross réactif. / Memory CD8 T cells represent a heterogeneous population. A modulation of the activation signals during naïve CD8 T cells activation influences the diversity of the Effector and Memory CD8 T cells generated. Besides the classically described subsets of Memory CD8 T cells, generated under infectious conditions, are T inflammatory memory CD8 T cells (TIM). TIM are generated under sterile priming conditions that are devoid of pathogens and pathogen-derived danger signals.During this thesis, I had the latter objectives: 1) a better characterisation of TIM, 2) to evaluate whether they could be recruited in an immune response directed against a virus and thus investigate their plasticity, 3) to examine their recruitment to the site of a respiratory local infection.I have identified new features of TIM and shown that TIM can take part to the immune response triggered by a virus expressing their cognate antigen and further differentiate into secondary memory cells with improved functions. The secondary memory CD8 T cells they generate display a functional advantage over primary memory cells in their capacity to produce TNF-α and the XCL1 chemokine. This last result could give them an advantage against cross-presented antigen. Furthermore, I have shown that TIM cells can be recruited in lung and airways during a respiratory viral infection. These results show that memory CD8 T cells generated under sterile priming conditions can take part to the contingent of immune cells involved in responses to infection. They open an interesting field of investigation of the plasticity of memory CD8 T cells. They could have an impact in inflammatory diseases, in the case of re-activation of TIM by a cross-reactive virus.

Les cellules T régulatrices (Treg) jouent un rôle important dans différentes infections chroniques comme le VIH. Lors de l’infection chronique par le VIH, une augmentation du nombre de ces cellules limite la réponse des cellules T effectrices spécifiques du virus mais permet également le contrôle de la très forte activation du système immunitaire. La régulation de l’activité suppressive des Treg constitue une voie importante pour le développement d’un vaccin, l’efficacité de la surveillance tumorale et l’auto-immunité. Dans ce travail, nous avons étudié différents mécanismes de régulation des Treg chez les patients infectés par le VIH et sujets sains. Le but de mon travail a été d’étudier les mécanismes impliqués dans les fonctions suppressives des Treg et de leur régulation. Nous nous sommes particulièrement intéressés au rôle de Notch sur la sensibilité des cellules T effectrices à la fonction suppressive des Treg, en montrant que l’activation de Notch rendait les cellules T effectrices plus sensibles à l’action suppressive des Treg, et ceci même en présence d’un très faible nombre de Treg. Nous avons démontré que certains ligands de Notch, tels que DL-4 et Jagged-1 mais non DL-1, régulent l’effet inhibiteur des Treg sur les cellules T effectrices par une surexpression de TGFβ-RII et à la phosphorylation de Smad3. Le rôle important de l’enzyme CD39 dans la fonction suppressive des Treg a été décrit, mais peu d’études ont démontré son rôle dans l’infection par le VIH. Nous avons montré que les Treg de patients infectés par le VIH experiment plus fortement le CD39, et que leur effet suppresseur était inhibé en utilisant un anticorps monoclonal anti-CD39 et maintenu en utilisant un agoniste de l’adénosine. Nous avons également montré que le polymorphisme du gène CD39, associé à une plus faible expression de CD39, était corrélé à une plus lente progression de la maladie. Nos résultats montrent non seulement les mécanismes impliqués dans l’activité suppressive des Treg lors de l’infection par le VIH, mais constituent une approche intéressante pour en modifier les fonctions. Enfin, nous avons recherché l’effet de l’IL-7 sur le phénotype des Treg et l’expression de molécules impliquées dans leur fonction suppressive. Nos résultats montrent deux effets synergique de l’IL-7 sur les Treg mémoires: diminution de l’expression de CD39 à leur surface induisant une diminution de leur fonction suppressive, et surexpression du récepteur à l’ATP induisant un phénotype Th17. L’administration d’IL-7 in vivo chez des patients infectés par le VIH a confirmé la modification de phénotype des Treg en Th17 et notamment une surexpression du facteur de transcription spécifique des Th17, RORγt. En conclusion, notre travail apporte de nouvelles connaissances sur les mécanismes impliqués dans les fonctions inhibitrices des Treg et comment moduler ces fonctions. Ceci pourrait avoir un impact clinique direct, soit dans le traitement de maladies associées à un dysfonctionnement des Treg (infections chroniques virales, sclérose multiple, diabète de type 1, arthrite rhumatoide et lupus érythémateux), soit dans les stratégies vaccinales. / T regulatory cells (Treg cells) play an important role during various chronic infections like HIV. Increase in Treg cell number during chronic phase limit the HIV specific T effector cell response but may control exaggerated activation of the immune system. Modulation of regulatory T cell (Treg cells) suppression has important implications for vaccine development, the effectiveness of tumor surveillance, and the emergence of autoimmunity. Here we studied various mechanisms of Treg cells modulation in HIV+ patients and healthy subjects. The aim of my work was to decipher some aspects of the mechanisms involved in Treg cell mediated suppressive effects and the modulation of Treg cell suppressive effects in healthy subjects and HIV- infected patients.We have extended knowledge on the role of Notch in Treg/Effectors T cells cross talk. Here we focused our interest on the role of Notch pathway on the sensitivity of effectors T cells to Treg cell-mediated suppression, showing that Notch activation may significantly increase the sensitivity of effector cells to Treg cells even at a low ratio. We demonstrated that Notch ligands DL-4 and Jagged-1, but not DL-1 modulate significantly the suppressive effect of Treg cells on effectors T cells through an up regulation of TGF-RII expression and the phosphorylated form of Smad3 protein.A critical role of CD39 has been described for Treg cells in general but only a few studies have analyzed its role in HIV infection. We showed an increase in CD39 expression on Treg cells in a cohort of HIV- infected patients. Treg cells inhibitory effects were relieved by CD39 down modulation using an antiCD39 monoclonal antibody and this suppressive effect was reproduced on effector CD8+ T cells by an adenosine agonist. We found that CD39 gene polymorphism associated with a lower CD39 expression correlated with slower progression to AIDS. Our results shows not only the mechanism by which Treg cell suppression occurs during HIV infection but also provide an attractive approach to modify Treg cell functions.Finally, we have investigated the role of IL-7 on the phenotype of Treg cells and expression of molecules involved in the suppressive functions of these cells. Our results show that IL-7 exerts two synergistic effects on memory Treg cells. It decreases their suppressive effect by decreasing CD39 expression and increases ATP receptor leading to a switch towards a Th17 phenotype. In vivo administration of IL-7 tipped the balance towards a higher expression of RORγT in PBMCs from HIV infected patients.In conclusion our study bring new findings in the mechanisms involved in Treg cell mediated suppression and the way to modulate these cells which could have direct clinical impact either in the treatment of diseases associated with Treg cell dysregulation (chronic viral infections, autoimmune disorders like multiple sclerosis, type 1 diabetes, rheumatoid arthritis, and systemic lupus erthematosus) or during vaccination.

Les traitements par immunothérapie adoptive actuels sont compromis par une faible infiltration et expansion des LT CD8 injectés. Les travaux antérieurs de l'équipe ont montré une synergie entre les signaux du TCR et du récepteur à l'IL-2 pour la différenciation en Lymphocytes T (LT) effecteurs compétents, un effet qui peut être mimé par une forme constitutivement active du facteur de transcription STAT5 (STAT5CA). Mon projet de thèse à viser à exprimer ce STAT5 actif dans des LT CD8 anti-tumoraux dans le but d'augmenter leur réactivité. Nous démontrons que STAT5CA soutient l'expression de gènes contrôlant la migration, la survie, la composition des granules cytolytiques, la sécrétion de cytokines de type Tc1 (IFNy/TNFα) et leur potentiel de réponse secondaire. Les LT modifiés par STAT5CA sur-expriment les facteurs de transcription T-bet et Eomes qui sont associés respectivement à la différenciation en LT effecteur mémoire et central mémoire. Le potentiel cytolytique et migratoire des LT modifiés par STAT5CA rend ces cellules plus efficaces que des LT contrôlent pour induire une régression tumorale dans des modèles de mélanome transplanté ou induit (modèle TiRP). Ces résultats suggèrent une résistance accrue aux mécanismes d'immunosuppression intra-tumoraux. Contrairement aux LT contrôles, les LT modifiés par STAT5CA sous-expriment l'IL-6Rα et le TGFβRII et ont une moindre sensibilité à l'action immunosuppressive des cytokines IL-6 et TGFβ1. / Adoptive therapies are compromised by poor infiltration and expansion of injected CD8 T cells. Previous work in our team has demonstrated that signals from TCR and IL-2 receptor are acting in synergy to promote the differentiation of CD8 T cells. Moreover, this IL-2 effect can be mimicked by a constitutive active form of STAT5 (STAT5CA). During my PhD, I expressed this active STAT5 in anti-tumor CD8 T cells in order to enhance their activity. We demonstrated that STAT5CA sustains gene expression involved in migration, survival, cytolytic granules composition, Tc1 cytokine secretion (IFNy/TNFα) and secondary response potential. T cells transduced with STAT5CA up-regulate expression of the transcription factors T-bet and Eomes which are involved respectively in effector or central memory T cell differentiation. Cytolytic and migratory properties of STAT5CA T cells contribute to their capacities to induce regression of both transplanted and induced (TiRP model) melanomas, while control T cells were inefficient. Those results suggest that STAT5CA T cells are less sensitive to tumor-derived immunosuppression. Compared to control T cells, STAT5CA T cells show a down-regulation of IL-6Rα and TGFβRII which correlate with their decreased sensitivity to IL-6 and TGF1 derived immunosuppression. Moreover, STAT5CA T cells infiltrate lung, liver and pancreas which open possible treatments for highly frequent tumors that are not efficiently cured.

Les lymphocytes T CD8 sont des acteurs clés de l'immunité adaptative, impliqués dans la lutte contre les pathogènes intracellulaires et les cellules tumorales. En outre, les lymphocytes T CD8 sont capables, lors d’une réponse primaire, de se différencier en cellules mémoires capables de se maintenir dans l’organisme et de le protéger efficacement contre une nouvelle rencontre avec ces dangers. Ceci est permis grâce à leurs fonctions effectrices améliorées, leur plus grand potentiel prolifératif et leur capacité à migrer dans les tissus non-lymphoïdes, des propriétés toutes trois régulées au niveau moléculaire par le cytosquelette d'actine.            Récemment, notre équipe a montré que pleckstrin, un gène impliqué dans la régulation du cytosquelette d'actine, était fortement exprimé dans les lymphocytes T CD8 mémoires (générés suite à une infection virale), par comparaison avec des cellules T CD8 naïves. Grâce à des expériences d'infection par le virus de la Vaccine in vivo, nous avons pu mettre en évidence que l'absence de pleckstrin n'altère pas les fonctions effectrices des lymphocytes T CD8 (i. e. cytotoxicité et production de cytokines). En revanche, pleckstrin semble nécessaire à la génération des lymphocytes T CD8 mémoires et à leur localisation au sein des tissus infectés.            Ces travaux de recherche apportent ainsi un regard nouveau sur les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la mise en place d'un compartiment T CD8 mémoire au sein des tissus non-lymphoïdes. / CD8 T cells are key players of adaptive immunity, and are involved in the elimination of intracellular pathogens and cancer cells. During a primary immune response, memory CD8 T cells are generated, and are able to maintain long-term and protect efficiently the organism against a secondary encounter with these threats. Indeed, memory CD8 T cells mediate durable protection through enhanced effector functions, increased proliferative capacity and distinct migratory behaviors, three processes that are tightly regulated by actin cytoskeleton.            Recently, the laboratory has shown that pleckstrin, a gene involved in actin cytoskeleton, is highly up-regulated in pathogen-induced memory CD8 T cells compared to naïve cells. Using pleckstrin deficient CD8 T cells, we show in an in vivo model of Vaccinia virus infection that pleckstrin deficiency does not affect global CD8 functions, in terms of cytokine production and cytotoxicity. However, pleckstrin is required for the optimal generation and localization of memory CD8 T cells within infected tissues.            As a whole, this work gives new insight into the molecular and cellular mechanisms that allow the establishment of a memory CD8 T cell compartment within non-lymphoid tissues.

A busca de adjuvantes que estimulem de forma eficiente à resposta imune celular representa uma importante contribuição para a pesquisa de vacinas. O principal objetivo deste trabalho foi a avaliação do efeito imunoestimulador de flagelinas expressas por linhagens de Salmonella sp., particularmente na ativação de respostas mediadas por células T CD8+, ao antígeno modelo ovalbumina. Em uma segunda etapa, foram investigados os efeitos adjuvantes da flagelina FliCd frente a um epítopo T CD8+, específico da proteína CS de P. yoelli. Animais foram imunizados com linhagens atenuadas de S. Dublin que expressam flagelinas geneticamente fusionadas ao epítopo CS ou com flagelina purificada co-administrada ou geneticamente fusionada ao antígeno alvo. A ativação de células T CD8+, foi monitorada por ELISPOT após estimulação com peptídeos específicos. Os resultados obtidos demonstram que a FliCd é capaz de modular o sistema imune, atuando particularmente na ativação de respostas mediadas por células T CD8+, sugerindo seu potencial para a composição de vacinas terapêuticas. / The search for adjuvants stimulating efficient cellular immune responses represents an important contribution in vaccine research. In the present work, we evaluated immunostimulatory effect of flagellins expressed by Salmonella sp. strains, particularly on activation of CD8+, T cells using ovalbumin as a model antigen. Secondly, we explored the adjuvant effect of the FliCd flagellin using an epitope from the CS protein of P. yoelli. Mice were immunized with S. Dublin strains that express flagellin genetically fused to CS epitope or purified flagellin co-administrated or genetically fused to the target antigen. The CD8+, T cells activation was monitored by ELISPOT after stimulation with specific peptides. Our results show that FliCd flagellin modulates the immune system, increasing CD8+, T cell activation, unveiling its potencial use in therapeutic vaccine approaches.

O controle da infecção por Trypanosoma cruzi dependente da resposta de linfócitos T CD8+. Porém, o parasito faz a indução subótima destes linfócitos, que pode ser corrigida pela vacinação genética. Não se sabe como T. cruzi induz uma resposta ruim dos linfócitos T CD8+, nem como a vacinação reverte esta resposta. Estas questões foram objeto de estudo da presente tese. O envolvimento do imunoproteassomo foi investigado na indução de imunidade in vivo em animais triplamente deficientes das subunidades 1i, 2i e 5i (TKO), indicando que o imunoproteassomo é essencial para o processamento dos epítopos de T. cruzi relacionados à imunidade protetora de linfócitos T CD8+ gerados durante a infecção e na vacinação. Também foi observado que T. cruzi, mas não adenovírus, é capaz de tornar uma resposta ótima de linfócitos transgênicos induzidos in vivo em subótima. A interferência do parasito envolveu a supressão ativa do priming dos linfócitos T CD8+ mediada por linfócitos T CD4+ CD25- Foxp3+ de modo independente de IL-10, mas parcialmente dependente de TGF- e CTLA-4. / The control of infection by Trypanosoma cruzi relies on the response of CD8+ T cells. However, the parasite suboptimally induces these lymphocytes, which can be corrected by genetic vaccination. It is unknown how T. cruzi induces a poor response of CD8+ T cells and how vaccination reverts this. These questions were subject of study in this thesis. The involvement of the immunoproteasome was investigated in the in vivo induction of immunity in mice triply deficient of the subunits β1i, β2i e β5i (TKO), indicating that the immunoproteasome is essential for the processing of T. cruzi epitopes related to the protective immunity of CD8+ T cells generated upon infection and vaccination. Also, it was observed that T. cruzi, and not adenovirus, is capable of turning an optimal response of in vivo-induced transgenic CD8+ T cells into suboptimal. The parasite interference involved the active suppression of CD8+ T cell priming mediated by CD4+ CD25- Foxp3+ lymphocytes, in an IL-10-independent, but TGF-β and CTLA-4 partially dependent manner.

A dengue é uma doença infecciosa aguda causada pelo vírus DEN do gênero Flavivirus e é transmitida pela picada de um mosquito vetor, principalmente o Aedes aegypti. Existem quatro sorotipos do vírus da dengue (DEN-1, DEN-2, DEN-3 e DEN-4) e sua incidência tem aumentado dramaticamente nos últimos 50 anos, inclusive no Brasil. O objetivo deste trabalho é caracterizar subpopulações de linfócitos T, principalmente linfócitos T CD8+, provenientes de pacientes infectados quanto a sua capacidade proliferativa, seu estado de ativação e memória celular. Os pacientes foram recrutados no Hospital Ana Costa de Santos, SP, no ano de 2010, após assinarem o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. O diagnóstico de dengue foi realizado utilizando o teste rápido Dengue Duo e os parâmetros imunológicos foram analisados no citômetro de fluxo. Foi coletado sangue periférico para criopreservação de células mononucleares e separação de soro para detecção da carga viral. Pacientes com dengue apresentaram maior proliferação de linfócitos T CD8+ quando comparados com indivíduos saudáveis. Foi ainda observado que tal proliferação celular foi evidente nos dias cinco e seis de sintomas. Quando marcadores de ativação celular foram analisados por citometria de fluxo, observou-se um aumento de linfócitos T CD8+ expressando CD38 e HLA-DR nos pacientes, quando comparados com indivíduos saudáveis. Da mesma forma, a ativação celular também aumentou com o passar dos dias de sintomas com destaque para o quinto e sexto dia. Este aumento na ativação das células juntamente com os dias de sintomas, foi igualmente observado em várias subpopulações de células T de memória Além disso, foi observada uma correlação negativa entre o número absoluto de linfócitos T CD8+ e a carga viral. Juntos, os resultados desse estudo sugerem que a infecção por DEN leva a um aumento da ativação de células T CD8+ / Dengue is an acute disease caused by DEN, a Flavivirus transmitted by a mosquito vector, primarily Aedes aegypti. There are four serotypes of dengue viruses (DEN-1, DEN-2, DEN-3 and DEN-4) and their incidences have increased dramatically over the past 50 years, including in Brazil. The goal of this study is to characterize subpopulations of T lymphocytes, mainly CD8+ T cells, from infected patients. Status of cell activation, and memory cell profiles were assessed. Patients were recruited at Hospital Ana Costa, Santos-SP, Brazil, in 2010, after having signed an informed consent form. The serologic diagnosis of dengue was carryied out using a rapid test and immunological parameters were analyzed in flow cytometer. Peripheral blood was collected for cryopreservation of mononuclear cells and separation of serum for viral load testing. Dengue patients showed higher proliferation of CD8+ T cells compared to healthy subjects. Cell proliferation was more evident in the fifth and sixth days of symptoms. We observed increased frequency of CD8+ T cells expressing activation markers CD38 and HLA-DR in patients, when compared to healthy subjects. Similarly, T cell activation also increased along with the passing days of symptoms hitting on the fifth and the sixth days. Such augment in cellular activation along with the days of symptoms was equally observed in the several memory T cell compartments. Furthermore, we observed a negative correlation between the absolute number of CD8+ T lymphocytes and viral load. Together, the results of this study suggest that dengue virus infection leads to an increased activation of CD8+ T cells

Lors de l’infection par le VIH, les réponses T CD8+ présentent de nombreux défauts fonctionnels d’ordre qualitatif et quantitatif. Les « HIV controllers » (HIC) constituent un rare groupe de patients (0,5%) qui contrôle spontanément in vivo la réplication virale. Des études ont montré que les fortes réponses T CD8+ observées chez les HIC jouent probablement un rôle majeur dans ce contrôle. Par ailleurs, l’activation immunitaire joue un rôle clé dans la déplétion T CD4+ et la progression. En effet, les patients virémiques présentent une forte activation mesurée par la fréquence de lymphocytes T CD8+ CD38+/HLA-DR+ alors que l’activation observée chez les HIC est faible, similaire à celle des patients sous traitements anti-rétroviraux ce qui pourrait expliquer l’absence fréquente de progression chez ces patients. De plus, les HIC sont caractérisés par une activation paradoxale avec une forte proportion de lymphocytes T CD8+ présentant une forte expression de HLA-DR contrastant avec une faible expression de CD38 et donc une fréquence plus importante de lymphocytes T CD8+ exprimant le phénotype particulier CD38-/HLA-DR+ que les lymphocytes T CD8+ des patients ne contrôlant pas le VIH.L’objectif de mon projet de thèse a été de caractériser les réponses T optimales pour le contrôle de la réplication virale chez les patients HIC. En étudiant la sous population CD38-/HLA-DR+, nous avons démontré que cette sous population exprime un phénotype particulier avec l’expression seule de HLA-DR comme marqueur d’activation mais aussi qu’elle possède de très bonnes fonctions effectrices (cytotoxicité) et mémoires (survie, polyfonctionnalité et prolifération). Nous avons par la suite étudié le mécanisme responsable de l’induction de ce phénotype particulier et démontré qu’une activation par de faibles doses d’antigènes induit préférentiellement le phénotype d’intérêt CD38-/HLA-DR+ alors qu’une activation par de fortes doses d’antigènes induit préférentiellement le phénotype CD38+/HLA-DR+.Nous avons par la suite caractérisé les lymphocytes T CD8+ des HIC à l’aide de marqueurs associés à une activité cytotoxique : les facteurs de transcription de la « boîte T », T-bet et Eomes et le marqueur CD57. Nous avons ainsi montré qu’il existe une hétérogénéité de l’expression d’Eomes et que seules les sous populations CD57+/Eomeshi et CD57+/Eomesint présentent ex vivo des capacités cytotoxiques. Il s’avère que les lymphocytes T CD8+ spécifiques du VIH des HIC expriment préférentiellement le phénotype CD57+/Eomeshi qui démontre de bonnes fonctionnalités (prolifération, survie). De plus la fréquence de cette sous population corrèle avec une faible charge virale suggérant que ces cellules CD57+/Eomeshi participent au contrôle de la réplication virale. Cependant, les fortes réponses T CD8+ ne sont pas retrouvées chez tous les patients HIC et il existe un certain nombre de patients, authentiquement contrôleurs in vivo mais dont les lymphocytes T CD8+ ne possèdent pas une activité inhibitrice ex vivo et que l’on a appelé « Weak Responders » par opposition aux « Strong Responders » qui présentent une forte capacité antivirale. Notre étude a permis de montrer que les réponses T CD8+ sont corrélés aux réponses T CD4+ : les « Weak Responders » présentent de faibles réponses T CD4+ et T CD8+ et les « Strong Responders » présentent de fortes réponses T CD4+ et T CD8+. Ces résultats ont permis de définir deux sous populations T CD8+ probablement impliquées dans le contrôle de la réplication virale in vivo. La faible dose d’antigène et la faible activation des lymphocytes pourraient être impliquées dans l’induction et la persistance de fortes réponses T CD8+ anti-VIH. L’utilisation de faibles doses d’antigènes permettant d’induire des lymphocytes T CD8+ avec une forte capacité d’inhibition de la réplication virale pourrait être envisagée dans de futurs essais cliniques vaccinaux. / Several defects of the immune response have been evidenced during HIV infection, especially CD8+ T cell response. A rare group of patients (0.5%) called HIV controllers (HIC) can spontaneously control HIV infection and studies showed that these patients present high HIV-specific CD8+ T cell responses. Moreover excessive activation of CD8+ T cells seems to play a major role since this parameter correlates strongly with disease progression. Indeed, immune activation observed in HIC is lower than in viremic patients and similar as in HAART-treated patients. Furthermore HIC exhibit a peculiar activation phenotype with low CD38 expression and high HLA-DR expression and characterized by a higher frequency of CD38-/HLA-DR+ expressing cells. The aim of these works was to characterize optimal HIV-specific T cells which are implicated in the control of viral replication in HIC. We first studied this subpopulation CD38-/HLA-DR+ and showed that it is characterized by an absence of activation marker expression except for HLA-DR and by efficient effector functions (high cytotoxicity) and good memory functions (better survival, proliferation and higher frequency of polyfunctional cells). We then deciphered the mechanism responsible for the induction of this phenotype and demonstrated that low dose of antigen induce preferentially CD38-/HLA-DR+ phenotype while high dose of antigen induce preferentially CD38+/HLA-DR+. We next characterized HIV-specific CD8+ T cells from HIC by markers associated with cytotoxicity: T-box transcription factor T-bet and Eomes and CD57. We demonstrated heterogeneity of Eomes expression and only CD57+/Eomeshi and CD57+/Eomesint subpopulation exhibit cytotoxic capacity ex vivo. We then showed that HIC exhibited higher frequency of CD57+/Eomeshi expressing HIV specific CD8+ T cells with high functionalities (proliferation, survival). Furthermore frequency of this subpopulation correlated with low viral load suggesting a role of CD57+/Eomeshi in the control of viral replication. Nevertheless, the high CD8+ T cell responses are not found in all HIC and some patients who control viral replication in vivo exhibit low inhibition by CD8+ T cells ex vivo and are called Weak Responders by opposition to Strong Responders who exhibit high inhibition by CD8+ T cells. Our study demonstrated that the CD8+ T cell response is associated with the CD4+ T cells: Weak Responders showed low CD4+ and CD8+ T cell responses especially low CD38-/HLA-DR+ frequency and Strong Responders showed high CD4+ and CD8+ T cell response especially high CD38-/HLA-DR+ frequency. We therefore defined two subpopulations which are overrepresented in HIC and which are probably implicated in control of HIV. The low dose and low immune activation could be involved in the induction and persistence of high anti-HIV CD8+ T cell response and might have implications for HIV vaccine strategies.