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L'activation des lymphocytes T est initié à la fois de TCR et l'engagement du co-récepteur. CD28 est le plus important sur ​​les cellules T naïves. Cette activation doit être strictement réglementé, depuis son apparition inexacte pourrait être de conséquences néfastes. Nous avons signalé que TCR et CD28 début signalisation génèrent mécanisme de détection de coïncidence dans l'initiation de l'activation des cellules T naïves. Tout d'abord, nous avons constaté que TCR déclenchement avec ligand apparenté pMHC ou anticorps augmente considérablement la liaison 2D du CD28 à ses ligands B7 et dépend à la fois la queue cytoplasmique de CD28 et l'activité de Src kinases. En outre, on a observé une interaction TCR-pMHC pour améliorer la phosphorylation sur tyrosine de CD28 induite lors de l'engagement de B7. L'analyse du récepteur déclenché par événements de signalisation dans les cellules CD4 + naïves cellules T ont montré que seul TCR ou la stimulation de CD28 est seulement capable d'induire une Ca2 faible ou minimal + réponse en dépit de la phospholipase facilement détectée C- une phosphorylation, mais la stimulation concomitante des deux voies suscité efficacement forte et soutenue + entrée Ca2 impliquant les canaux CRAC. Ainsi, notre étude a révélé apparition de la détection de coïncidence à deux étapes importantes au cours de la TCR et CD28 déclenchée par l'activation des cellules T naïves, se liant à savoir le ligand et le déclenchement des récepteurs et la mobilisation intracellulaire, qui fournit d'importantes nouvelles connaissances sur le mécanisme de l'initiation de la réponse immunitaire primaire, ainsi que sa régulation. / T cell activation is initiated by signaling pathways triggered upon ligand engagement of the TCR and co-stimulatory receptors, respectively, with CD28 being the major one among the latter class of molecules on naïve T cells. At the same time, such activation needs to be tightly regulated, since its improper occurrence might be of detrimental consequences. We report here that interactions between TCR and CD28 early signaling pathways generate coincidence detection mechanism in the initiation of naïve T cell activation. First, we found that in naïve CD4+ T cells, TCR engagement with pMHC cognate ligand or antibody significantly increases the 2D binding of CD28 to its B7 ligands and this increase depends on both the cytoplasmic tail of CD28 and activity of src kinases. Moreover, TCR-pMHC interaction was observed to enhance the tyrosine phosphorylation of CD28 induced upon B7 engagement. Analysis of the receptor-triggered signaling events in naïve CD4+ T cells showed that alone TCR or CD28 stimulation was only capable of inducing a weak or minimal Ca2+ response in spite of the readily detected phospholipase C-1 phosphorylation, but the concurrent stimulation of both pathways efficiently elicited strong and sustained Ca2+ mobilization involving the CRAC channels. Our study has thus uncovered occurrence of the coincidence detection at two major steps during the TCR- and CD28-triggered activation of naïve T cells, namely the ligand binding and triggering of the receptors and the intracellular mobilization, which provides important new insights into the mechanism of primary immune response initiation as well as its regulation.

Programmed death-1 (PD-1) et ses ligands PD-L1 et PD-L2 appartiennent à la famille B7 : CD28 des molécules de cosignalisation immunitaire. Leur interaction délivre un signal inhibiteur à l’activation lymphocytaire. Ces molécules sont impliquées non seulement dans le contrôle de la tolérance, mais aussi dans un mécanisme d’échappement tumoral et viral au système immunitaire. Les deux ligands de PD-1 : PD-L1 et PD-L2 montrent une expression tissulaire assez large, témoignant de leur rôle étendu aux différents stades de la réponse immunitaire. L’expression de PD-L1 est plus large que celle de PD-L2. PD-L1 est exprimé sur les cellules hématopoïétiques et non hématopoïétiques, PDL2 présente une expression assez restreinte aux CPAs professionnelles. L’expression de PD-L1 et PD-L2 est fortement régulée dans plusieurs cas pathologiques et notamment dans les cancers. La régulation de l’expression de PD-L2 qui fait l’objet de notre étude, représente une cible importante dans le domaine de l’immunothérapie. Notre projet porte sur l’analyse de l’expression, la régulation et la fonction de PD-L2 dans les LT, dans différents contextes physiologiques et pathologiques. Nous avons pu démontrer que PD-L2 qui avait été décrit chez la souris pour son expression restreinte aux CDs et aux macrophages, était de façon surprenante exprimé avec son homologue PD-L1 sur les LT après costimulation CD3+CD28. Nous l’avons confirmé ex vivo par activation par Staphylococcal enterotoxin E. Ce résultat montre que PD-L2 est bien induit sur des LT dans des conditions d’activation physiologique ou pathologique. Nous avons pu démontrer aussi une régulation négative de l’expression transcriptionnelle et protéique de PD-L1 et de PDL2 sous l’effet de la CyclosporineA (CsA). Cet effet est indépendant de l’action de l’IL-2. Nos données d’analyses bioinformatiques nous ont permis d’identifier les sites putatifs de fixation de facteurs de transcription au niveau du promoteur du gène pd-l2, qui peuvent être régulés par la CsA. L’analyse de la fonction de PDL2 sur les LT nous a permis de démontrer que la stimulation de PDL2 par des anticorps monoclonaux fabriqués dans le laboratoire inhibait l’activation T. Nos résultats démontrent pour la première fois une fonction de PDL2 et une signalisation « reverse siglaling » dans les LT potentiels. La caractérisation fonctionnelle et l’étude des voies de signalisation de PD-L2 que nous avons déjà étudié dans notre projet, représentent une piste importante à explorer. Cela permettrait de proposer de nouvelles stratégies permettant de lutter contre les mécanismes d’échappement tumoral. / PD-1 (programmed death-1) is a new CD28 families member, that deliver inhibitory signals that regulate the balance between T cell activation, tolerance, and immunopathology. (1) (ref octa).PD-1, is inducibly expressed on T cells. The PD-1 ligands PD-L1 (B7-H1) and PD-L2 (B7-DC) exhibit distinct patterns of expression: PD-L1 is expressed more broadly than is PD-L2. PD-L1 is expressed on resting and up regulated on hematopoietic, nonhematopoietic cells and cancer cell. However, PD-L2 is expressed only on professional antigen-presenting cells. In addition, it has been demonstrated that PD-L1 and PD-L2 are differentially regulated by Th1 and Th2 cytokines.Suggesting that PD-L2 is regulated differently in the former versus the latter, and this proved to be the case, both in transcription and promotion (2) (ref octa) However, little is known about the regulation of PD-L2 expression and nine is known about the expression of PD-L2 on T cells. In the present study, we observed in the first time, by flow cytometer and real time PCR (RT PCR) that PD-L2 expression is induced on ex vivo on activated CD4+ and CD8+ T cells, on in vitro on activated JURKAT T cell line and this expression is inhibited by the immunosuppressive drogue Cyclosporin A (CsA). In the second time we showed that PD-L2 is up regulated in vivo on Non hodchkin lymphoma, other up regulation of PD-L2 expression is observed on Vb8+ T cells after PBMC treatment with the Staphylococcal enterotoxin E (SEE) super antigen. Finally, we attributed a function to PD-L2 to be a co-inhibitory molecule for CD4+ T cells activation.

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The Tumor necrosis factor receptor (TNFR) family member 4-1BB and its TNF family ligand, 4-1BBL, are important in modulating multiple stages of the CD8 T cell response. Here I show that during a mild influenza infection, 4-1BBL is completely dispensable for initial T cell responses, viral clearance and mouse survival. In contrast, during severe influenza infection with prolonged viral load, 4-1BB expression is sustained on lung T cells and 4-1BBL is upregulated in the lung compared to mild influenza infection. Under these conditions, 4-1BBL-deficiency results in a decreased CD8 T cell response in the lungs, higher viral load, impaired lung function and increased mortality. These findings suggest that the sustained expression of 4-1BB and its ligand as a function of viral load fine-tunes the CD8 T cell response to a level appropriate for the severity of infection. 4-1BBL is also important for maintaining CD8 memory T cell survival following the clearance of an infection. I found that 4-1BB is selectively expressed on a subset of memory CD8 T cells in the bone marrow. I further showed that the TNFR family member GITR is intrinsically required on CD8 memory T cells for 4-1BB expression in vivo, and that 4-1BB on CD8 T cells interacting with 4-1BBL on a radio-resistant cell in the bone marrow contributes to CD8 memory T cell survival. Immunotherapy with 4-1BB agonists has shown efficacy in eradication of tumors in several mouse models. These effects have been attributed to 4-1BB on multiple cell types. I found that 4-1BB either on transferred T cells or on host T cells was necessary and sufficient for inducing regression of established tumors when anti-4-1BB is combined with adoptive T cell therapy. This thesis highlights the importance of the CD8 T cell intrinsic role of 4-1BB in the immune system.

The Tumor necrosis factor receptor (TNFR) family member 4-1BB and its TNF family ligand, 4-1BBL, are important in modulating multiple stages of the CD8 T cell response. Here I show that during a mild influenza infection, 4-1BBL is completely dispensable for initial T cell responses, viral clearance and mouse survival. In contrast, during severe influenza infection with prolonged viral load, 4-1BB expression is sustained on lung T cells and 4-1BBL is upregulated in the lung compared to mild influenza infection. Under these conditions, 4-1BBL-deficiency results in a decreased CD8 T cell response in the lungs, higher viral load, impaired lung function and increased mortality. These findings suggest that the sustained expression of 4-1BB and its ligand as a function of viral load fine-tunes the CD8 T cell response to a level appropriate for the severity of infection. 4-1BBL is also important for maintaining CD8 memory T cell survival following the clearance of an infection. I found that 4-1BB is selectively expressed on a subset of memory CD8 T cells in the bone marrow. I further showed that the TNFR family member GITR is intrinsically required on CD8 memory T cells for 4-1BB expression in vivo, and that 4-1BB on CD8 T cells interacting with 4-1BBL on a radio-resistant cell in the bone marrow contributes to CD8 memory T cell survival. Immunotherapy with 4-1BB agonists has shown efficacy in eradication of tumors in several mouse models. These effects have been attributed to 4-1BB on multiple cell types. I found that 4-1BB either on transferred T cells or on host T cells was necessary and sufficient for inducing regression of established tumors when anti-4-1BB is combined with adoptive T cell therapy. This thesis highlights the importance of the CD8 T cell intrinsic role of 4-1BB in the immune system.

Islet transplantation has the potential to be an effective treatment for patients with type 1 diabetes. However, a shortage of human donor islets and the need for continuous immunosuppressive therapy currently limit this therapy to patients with brittle type 1 diabetes. Neonatal pigs may provide an unlimited source of islets for transplantation; however, the barrier of islet xenograft rejection must still be overcome. Understanding the mechanism of neonatal porcine islet (NPI) rejection will help to develop targeted therapies to prevent rejection. This thesis studied the early immune cells and molecules involved in NPI xenograft rejection, compared the role of NK cells in two models of islet xenotransplantation and investigated the role of T cell co-stimulatory and adhesion pathways in NPI xenograft rejection. Targeting these aspects of the immune response to NPI xenografts with short-term therapies may play a role in improving NPI xenograft acceptance and induce long-term xenograft survival.

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4-1BB (CD137) est un membre de la superfamille TNFR qui est impliqué dans la transmission des signaux de survie aux lymphocytes. TRAF1 est une protéine adaptatrice qui est recrutée par 4-1BB et autres TNFRs et est caractérisée par une expression très restreinte aux lymphocytes, cellules dendritiques et certaines cellules épithéliales. TRAF1 est nécessaire pour l’expansion et la survie des cellules T mémoire en présence d'agonistes anti-4-1BB in vivo. De plus, TRAF1 est requise en aval de 4-1BB pour activer (phosphoryler) la MAP kinase Erk impliquée dans la régulation de la molécule pro-apoptotique Bim. Suite à l’activation du récepteur 4-1BB, TRAF1 et ERK sont impliqués dans la phosphorylation de Bim et la modulation de son expression. L’activation et la régulation de TRAF1 et Bim ont un rôle important dans la survie des cellules T CD8 mémoires. Dans cette étude, nous avons utilisé une approche protéomique afin de pouvoir identifier de nouveaux partenaires de liaison de TRAF1. Utilisant cette stratégie, nous avons identifié que LSP1 (Leukocyte Specific Protein 1) est recruté dans le complexe de signalisation 4-1BB de manière TRAF1 dépendante. Une caractérisation plus poussée de l’interaction entre TRAF1 et LSP1 a montré que LSP1 lie la région unique N-terminal de TRAF1 de façon indépendante de la région conservée C-terminal. À l’instar des cellules T déficientes en TRAF1, les cellules T déficientes en LSP1 ne sont pas capables d’activer ERK en aval de 4-1BB et par conséquent ne peuvent pas réguler Bim. Ainsi, TRAF1 et LSP1 coopèrent en aval de 4-1BB dans le but d’activer ERK et réguler en aval les niveaux de Bim dans les cellules T CD8. Selon la littérature, le récepteur 4-1BB n’est pas exprimé à la surface des cellules B murines, mais le récepteur 4-1BB favorise la prolifération et la survie des cellules B humaines. Cependant, il est important d'étudier l'expression du récepteur 4-1BB dans les cellules B murines afin de disposer d'un modèle murin et de prédire la réponse clinique à la manipulation de 4-1BB. En utilisant différentes stimulations de cellules B murines primaires, nous avons identifié que le récepteur 4-1BB est exprimé à la surface des cellules B de souris suite à une stimulation avec le LPS (Lipopolysaccharides). Une caractérisation plus poussée a montré que le récepteur 4-1BB est induit dans les cellules B murines d'une manière dépendante de TLR4 (Toll Like Receptor 4). Collectivement, notre travail a démontré que la stimulation avec le LPS induit l’expression du récepteur 4-1BB à la surface des cellules B murines, menant ainsi à l'induction de TRAF1. De plus, TRAF1 et LSP1 coopèrent en aval de 4-1BB pour activer la signalisation de la Map kinase ERK dans les cellules B murines de manière similaire aux cellules T. Les cellules B déficientes en TRAF1 et les cellules B déficientes en LSP1 ne sont pas en mesure d'activer la voie ERK en aval de 4-1BB et montrent un niveau d’expression du récepteur significativement diminué comparé aux cellules B d’une souris WT. Ainsi, TRAF1 et LSP1 sont nécessaires pour une expression maximale du récepteur 4-1BB à la surface cellulaire de cellules B murines et coopèrent en aval de 4-1BB afin d'activer la cascade ERK dans les cellules B murines. / 4-1BB (CD137) is a member of the TNFR superfamily, which is involved in the transmission of survival signals in lymphocytes. TRAF1 is an adapter protein that is recruited by 4-1BB and other TNFRs and is characterized by a very restricted expression in lymphocytes, dendritic cells and some epithelial cells. TRAF1 is necessary for the expansion and survival of memory T cells in the presence of anti-4-1BB agonist in vivo. Also, TRAF1 is required downstream of 4-1BB to activate (phosphorylate) the MAP kinase ERK involved in the regulation of the proapoptotic molecule Bim. Upon activation of 4-1BB, TRAF1 and ERK are involved in the phosphorylation of Bim and modulation of its expression. The activation and regulation of TRAF1 and Bim have an important role in the survival of CD8 memory T cells. In this study, we used a proteomic approach in order to identify new TRAF1 binding partners. Using this strategy, we have identified that LSP1 (Leukocyte Specific Protein 1) is recruited to the 4-1BB signaling complex in a TRAF1-dependent manner. It has been shown that LSP1 is a target protein for signaling ERK / MAP kinase. Further characterization of the interaction between TRAF1 and LSP1 has shown that LSP1 binds the N-terminal unique region independently of the conserved C-terminal of TRAF1. Like the T cells deficient in TRAF1, T cells deficient in LSP1 are not capable of activating ERK downstream of 4-1BB and therefore cannot regulate Bim levels in T cells. Thus, TRAF1 and LSP1 cooperate downstream of 4-1BB in order to activate ERK and regulate Bim levels in murine CD8 T cells. According to the literature, the 4-1BB receptor is not expressed on the surface of murine CD19+ B cells, but 4-1BB activation promotes the proliferation and survival of human CD19+B cells. However, it is important to study the expression of 4-1BB receptor in murine B cells to have a murine model and predict the clinical response to the manipulation of 4-1BB. Using different stimulation of primary murine CD19+B cells, we have found that the 4-1BB receptor is expressed on the surface of murine B cells in response to LPS (lipopolysaccharide) stimulation. Further characterization showed that the 4-1BB was induced in murine CD19+B cells in a TLR4-dependent manner (Toll like Receptor 4). Collectively, our work has shown that the stimulation with LPS induces the expression of 4-1BB on the surface of murine B cells leading to the induction of TRAF1. Also, TRAF1 and LSP1 cooperate downstream of 4-1BB to activate the signaling of the Map kinase ERK in murine B cells similarly to T cells. Similarly, as for the T cells, TRAF1-/- B cells or LSP1-/- B cells are not able to activate the ERK pathway downstream of 4-1BB. In addition, the B cells deficient in either TRAF1 or LSP1 show a level of expression of the 4-1BB receptor significantly decreased compared to B cells from a WT mouse. Thus, TRAF1 and LSP1 are required for maximal expression of the 4-1BB receptor on the cell surface of murine B cells and cooperate downstream of 4-1BB to activate the ERK cascade in the murine B cells.