Le développement de nouveaux ligands capables d’orienter sélectivement la réponse des cellules Natural Killer T invariantes (iNKT) vers un profil immunostimulant (Th1) ou immunorégulateur (Th2) est un challenge important qui peut mener à de nouvelles opportunités thérapeutiques dans le traitement de nombreuses maladies auto-Immunes et de cancers. Dans ce contexte, il est indispensable de comprendre le mécanisme de polarisation des iNKT. L’hypothèse principale est que l’intensité et la nature de la réponse biologique dépendent de la stabilité de l’interaction CD1d/TCR (Récepteur des Cellules T) qui serait elle-Même influencée par la forme du CD1d et donc par l’antigène qui y est chargé. C’est pourquoi nous avons étudié l’impact des activateurs des iNKT sur la structure du CD1d dans le but de faciliter la conception de molécules induisant sélectivement un profil de réponse Th1 ou Th2.En s’aidant des relations structure-Activité, du « docking-Scoring » et de dynamiques moléculaires de complexes CD1d/ligand analysées par différents outils, nous avons comparé la structure des CD1d humain et murins en fonction des profils de réponse.A partir de l’analyse des trajectoires de dynamique moléculaire, nous avons identifié des différences notables dans le comportement des CD1d humains et murins, les plus remarquables étant des changements dans les distances inter-Hélice et une mobilité du ligand accrue dans les systèmes humains. Un autre résultat majeur est l’identification d’une conformation spécifique de la tête polaire du ligand qui pourrait être corrélée à une réponse préférentiellement Th2.Ces différentes méthodes et la combinaison des descripteurs protéiques et moléculaires utilisés pour analyser la dynamique des complexes binaires nous donne suffisamment d’indices structuraux pour tenter de prédire le comportement de ligands dans le CD1d et aider à la conception de nouveaux modulateurs des cellules iNKT. / Development of new ligands able to switch invariant Natural Killer T (iNKT) cells toward an immunostimulant Th1 or an immunoregulative Th2 profile is a great challenge that can lead to new therapeutic opportunities in the treatment of various auto-Immune diseases or cancers. In this context, understanding the polarizing effect of iNKT ligands is of a major interest. We hypothesized that the intensity and nature of the biological response could depend on the stability of the CD1d-T Cell Receptor (TCR) interactions under the influence of the antigen which could modulate the shape of CD1d. Thus, our goal was to study the impact of iNKT ligands on the structure of the CD1d molecule and find clues to help design Th1/Th2 selective ligands.Using structure-Activity relationships, docking and molecular dynamic analyzed by a mix of classical and in house tools, we compared the structural behavior of the human and mouse CD1d molecule loaded with different ligands inducing Th1 or Th2 immune response profile. From the analysis of our molecular dynamics trajectories, it appears that there are noticeable differences in the behaviour of human and mouse CD1d molecules, mainly caracterized by changes at the inter-Helix distance and an increase ligand mobility for human systems.One major result is the identification of a specific conformational state of the ligand sugar group which could be correlated, in the present study, to the biological Th2 biased response. The different methods and combinations of ligand and protein descriptors used to analyze the dynamics of the binary complexes provide a structural basis for predicting the very different dynamical behaviors of ligands in CD1d and might aid in the future design of new iNKT modulators.

Les cellules invariantes « natural killer » T (iNKT) constituent une population particulière de LT non conventionnelle qui exprime un récepteur TCRαβ semi-invariant composé de la chaine Vα14-Jα18 associée aux chaines Vβ8, -7 ou -2 chez la souris et dont le développement a lieu dans le thymus. Ainsi, les cellules iNKT sont capables de reconnaitre via leur TCR des antigènes de type glycolipidique présentés par une molécule de classe I non polymorphique : le CD1d. Ces cellules sont connues pour être impliquées dans diverses réponses immunes grâce à leur capacité à produire rapidement des cytokines immunorégulatrices. De la même façon que les LTc SP CD4+, il existe trois phénotypes de cellules iNKT : Th1, -2 et -17 permettant de distinguer trois sous-populations de cellules iNKT. La sous-population iNKT1 dite iNKT conventionnelle exprime des récepteurs appartenant au lignage NK. Cette sous-population est localisée préférentiellement dans le foie, le thymus et la rate et produit majoritairement de l’IFN-. La sous-population iNKT2, qui reste jusqu’à aujourd’hui insuffisamment décrite, se localise préférentiellement dans les poumons et produit majoritairement de l’IL-4 et de l’IL-13. La sous-population iNKT17 a été caractérisée et mise en évidence au sein de notre laboratoire comme une sous-population de cellules iNKT exprimant le facteur de transcription RORt et capable de sécréter de l’IL-17 en réponse à l’IL-1 et l’IL-23 et se localisant principalement dans les ganglions périphériques et la peau. A ce jour, seul le développement des cellules iNKT conventionnelles est bien connu tandis que celui des cellules iNKT17 demeurent ignorés. Ainsi, ayant remarqué une faible proportion des cellules iNKT17 dans le thymus de la souris C57BL/6 comparées aux autres sous-populations de cellules iNKT, nous nous sommes intéressés dans un premier temps à expliquer les causes de cette faible distribution de cette sous-population, ainsi qu’à définir la séquence d’acquisition de ses marqueurs lors de son développement thymique et de sa migration en périphérie. Les résultats montrent que ces cellules n’ont aucun défaut de prolifération, ni de réponse aux cytokines de l’homéostasie permettant d’expliquer leur plus faible nombre. En revanche, nous avons constaté une absence d’accumulation thymique de ces cellules qui ont la capacité de migrer en périphérie, accompagnée d’une sensibilité plus accrue à la mort par apoptose et une diminution de l’expression des facteurs de survie comme le Bcl-2 pouvant ainsi expliquer leur nombre réduit. Les analyses de leur développement aux stades précoces ont montré un biais préétabli de leur faible nombre observable dès le stade CD44-. L’étude de leur ontogénique a permis de montrer une cinétique d’acquisition séquentielle des marqueurs CCR6 et CD138 permettant d’établir pour la première fois un modèle de maturation thymique de cette sous-population iNKT17 qui était encore inconnue. Ainsi, au stade précoce HSAhigh, les cellules iNKT RORt+ observé correspondent à des précurseurs communs des cellules iNKT et non pas à des précurseurs des cellules iNKT17 montrant que la différenciation de ces cellules ne se fait pas au stade de sélection positive et que leur faible nombre dépend des signaux que ces cellules reçoivent lors de leur engagement vers le lignage “Th17 like“. / Invariant natural killer cells T (iNKT) constitute a particular population of unconventional LT which expresses a semi-invariant TCRαβ receptor composed of the Vα14-Jα18 chain associated with the Vβ8, -7 or -2 chains in mice and which develops in the thymus. Thus, iNKT cells are able to recognize glycolipid antigens via their TCR presented by a non-polymorphic class I molecule: CD1d. These cells are known to be involved in various immune responses because of their ability to rapidly produce cytokines. However, like conventional SP T CD4+ lymphocytes, iNKT cells can differentiate into three phenotypes: Th1, -2 and -17. The iNKT1 subset also named conventional iNKT cells expresses receptors belonging to the NK lineage, is mainly located in the liver, thymus and spleen and produces mainly IFN-. The iNKT2 subset which until now remains insufficiently described, is localized preferentially in the lungs and produces mainly IL-4 and IL-13. The iNKT17 subset has been characterized in our laboratory as a subset of iNKT cells expressing the RORt transcription factor and capable of secreting IL-17 in response to IL-1 and IL-23 and located mainly in the peripheral lymph nodes and the skin. To date, only the development of conventional iNKT cells is well known while that of iNKT17 cells remains unknown. Thus, having noticed the low distribution of the iNKT17 cells present in the thymus of the C57BL/6 mouse compared to other iNKT cell subset, we were initially interested in explaining the causes of this poor distribution of this subset, as well as to define the acquisition sequence of its markers during its thymic development and peripheral migration. The results show that these cells have no defect of proliferation or response to cytokines of homeostasis that can explain their lower number in the thymus. In contrast, we found a lack of thymic accumulation of these cells that have the ability to migrate peripherally, accompanied by increased sensitivity to death by apoptosis and decreased expression of survival factors such as Bcl-2 which can explain their reduced number. Analyzes of their development at early stages showed a pre-established bias of their low number from the CD44- stage. The study of their ontogeny has shown a sequential acquisition kinetics of CCR6 and CD138 markers to establish for the first time a model of thymic maturation of this iNKT subset which was still unknown.