Les cellules dendritiques (DC) sont une charnière entre immunité innée et adaptative. Les DC du sous-type CD8a+ excellent à la présentation croisée d’antigènes exogènes pour activer les lymphocytes T (LT) CD8+. Mon projet de thèse consistait à analyser la contribution de gènes sélectivement exprimés par les DC CD8a+ à leur spécialisation fonctionnelle. Nous avons d’abord analysé le rôle du récepteur de chimiokine XCR1 que les DC CD8a;+ expriment spécifiquement. XCR1 reconnait XCL1, une chimiokine qui a un pouvoir attractant sur les DC CD8a+ in vitro, et qui est exprimée par les cellules NK, les lymphocytes innés de type 1 et les LT CD8+ activés. Nous avons montré que XCR1 était indispensable à l’hôte pour résister à une infection par le cytomégalovirus murin, en permettant l’activation optimale des cellules NK. L’axe XCL1-XCR1 est donc un moyen privilégié de communication entre les cellules NK et les DC CD8a+. Ensuite, nous avons utilisé un modèle murin ciblant spécifiquement les DC CD8a+ pour montrer leur rôle majeur dans la réactivation des LT CD8+ mémoires au cours d’infections secondaires. Enfin, nous avons tenté d’analyser si une autre molécule préférentiellement exprimée par les DC CD8a+, la GTPase Rab7b, était impliquée dans la présentation croisée des antigènes. Dans d’autres cellules, Rab7b interviendrait dans l’échange de matériel entre le réseau trans-Golgien et les endosomes tardifs. Dans les DC CD8a+, cette activité pourrait favoriser le trafic intracellulaire des antigènes vers les endosomes où s’effectue la présentation croisée. Mon travail de thèse a permis de mieux comprendre comment les DC CD8a+ activent les lymphocytes effecteurs innés et adaptatifs. / Dendritic cells (DC) link innate and adaptive immunity. The CD8α+ DC subtype is particularly efficient in activating CD8+ T cells through cross-presentation of exogenous antigens. The aim of my PhD project was to analyze the role of genes specifically expressed by CD8a+ DC in the functional specialization of these cells. First we investigated the role of the chemokine receptor XCR1 in the biology of CD8a+ DC. In mice, XCR1 is a powerful chemo-attractive molecule for CD8a+ DC in vitro. It recognizes XCL1, a chemokine expressed by NK cells, type 1 innate lymphoid cells, and activated CD8+ T cells. We have shown that XCR1 is crucial for the resistance to murine cytomegalovirus (MCMV) infection, allowing optimal activation of NK cells. Thus, the XCL1-XCR1 axis is a privileged way of communication between NK cells and CD8a+ DC. We then used a mouse model which specifically targets CD8a+ DC, to show their major role in the reactivation of memory CD8+ T cells upon diverse secondary infections. Finally, we tried to investigate the potential role in antigen cross-presentation of another molecule selectively expressed by CD8a+ DC, the Rab7b GTPase. ,. Indeed, in another cell type, Rab7b could be involve in material exchange between the trans-golgi network and late endosomes. In CD8a+ DC, this process could favor the intracellular trafficking of endocytosed antigens towards the endosomes where cross-presentation occurs. In summary, my PhD work advanced our understanding of how CD8a+ DC activate innate and adaptive effector lymphocytes

Pour optimiser les stratégies vaccinales anti-tumorales, l’activation des cellules du système immunitaire inné est cruciale pour générer l’expansion des lymphocytes T spécifiques des antigènes tumoraux. Les lymphocytes T Natural Killer invariant (iNKT) représentent une famille unique de lymphocytes T innés ayant des propriétés immunomodulatrices puissantes. Ces cellules reconnaissent via leur récepteur T des antigènes glycolipidiques présentés par la molécule CD1d exprimée par les cellules présentatrices d’antigènes. L'alpha-galactosylcéramide (α-GalCer), un puissant activateur des cellules iNKT, est en développement clinique dans le cancer. Les cellules dendritiques (DCs) sont équipées pour activer les cellules iNKT and promouvoir de puissantes réponses immunitaires adaptatives. Considérant la capacité unique des DC CD8α+ à présenter de façon croisée les antigènes aux lymphocytes T CD8+, notre objectif a visé à délivrer l’α-GalCer (considéré ici comme un adjuvant) et des antigènes tumoraux aux DC CD8α+ dans le but de générer de puissantes réponses T cytotoxiques anti-tumorales. Pour cela, les antigènes ont été incorporés dans des nanoparticules de PLGA décorées à leur surface avec des anticorps anti-Clec9a, un marquer exprimé spécifiquement par les DC CD8α+. Nos résultats montrent chez la souris que la co-délivrance simultanée de l’α-GalCer et d’auto-antigènes tumoraux (Trp2 et gp100) aux DC CD8α+ promeut une forte réponse anti-tumorale dans un contexte prophylactique et thérapeutique. Nous démontrons que cet effet vaccinal est dû aux cellules iNKT (mais pas aux lymphocytes T auxiliaires) et aux lymphocytes T CD8+. L’efficacité vaccinale est corrélée à un rapport supérieur entre les lymphocytes T CD8+ spécifiques des antigènes tumoraux et les lymphocytes T CD4+ régulateurs au sein des tumeurs. Chez l’homme, la co-administration de l’α-GalCer et de l’antigène tumoral (Mélan A) aux DC BDCA3+ (les équivalents humains des DC CD8α+) induit une forte expansion des lymphocytes T CD8+ spécifiques du Mélan-A in vitro. Nos résultats montrent pour la première fois que la tolérance aux auto-antigènes tumoraux peut être levée en exploitant la fonction «helper» des cellules iNKT et mettent en évidence de nouvelles approches thérapeutiques contre le développement tumoral. / To optimize anti-tumor vaccine strategies, exploitation of cells of the innate immune system to assist the expansion of tumor antigen-specific T cells is of interest. Invariant Natural Killer T lymphocytes (iNKT) are a unique population of “innate-like” T cells endowed with potent immunomodulatory properties. These cells recognize through their T cell receptor glycolipids presented by the CD1d molecule expressed by antigen presenting cells. Alpha-galactosylceramide (α-GalCer), a potent iNKT cell activator, is in clinical development in cancer. Dendritic cells (DC) are well equipped to trigger iNKT cells activation and to promote adaptive immune responses. Regarding the unique ability of CD8α+ DCs to cross-present antigens to CD8+ T cell response, we intended to deliver α-GalCer (viewed here as an adjuvant) and tumor antigens to CD8α+ DCs with the aim to generate efficient antitumor cytotoxic T cells. To this end, antigens were incorporated in PLGA-based nanoparticles decorated with anti-Clec9a antibodies, a marker specifically expressed by CD8α+ DCs. Our results show (mouse system) that simultaneous co-delivery of α-GalCer and tumor selfantigens (Trp2 and gp100) to CD8α+ DCs promotes strong anti-tumor responses in prophylactic and therapeutic settings. We attributed the therapeutic effects of the vaccine to iNKT cells (but not to T-helper lymphocytes) and to CD8+ T lymphocytes. The efficacy was correlated with a high ratio of tumor antigen specific CD8+ T cells to CD4+ regulatory T lymphocytes infiltrating the tumor. In human, co-administration of α-GalCer and a tumor antigen (Melan A) to DC BDCA3+ (the human equivalent of CD8α+ DCs) strongly induces the expansion of Melan-A specific CD8+ T lymphocytes in vitro. Our results demonstrate that tolerance to self-antigens can be abrogated by manipulating the NKT cells’ helper functions and shed light on novel therapeutic approaches for controlling tumor development.