Activating the immune system in the therapeutic treatment of cancer is rapidly growing and has demonstrated tremendous success. One such method is engineering T cells with chimeric antigen receptors (CARs) to specifically direct them in targeting tumours, however this has been associated with several toxicities that may be linked to the synthetic nature of the CAR. To address this, our laboratory created the T Cell Antigen Coupler (TAC), an alternative receptor that redirects T cells in a more natural TCR-dependent fashion. The TAC consists of three components: the antigen-binding domain that recognizes a tumour antigen, a TCR-recruitment domain that co-opts the native CD3-TCR complex and a CD4 co-receptor domain. The TAC displays unique biology, specifically in the increased antitumor infiltration and clearance of solid malignancies without any of the observed host toxicities seen with CARs. The functionality of the TAC was shown to be dependent on both the antigen binding and TCR-recruitment domains, however the co-receptor domain remains relatively uninvestigated despite evidence in the literature indicating its importance in endogenous T cell activation. This thesis seeks to better understand the biology of the TAC receptor by investigating the contributions of co-receptor domain. In Chapter 3, we replaced the CD4 co-receptor domain with CD8 variants and showed that the TAC retains functionality. In Chapter 4, we removed the cytosolic domain of the TAC in its entirety (creating a “tailless TAC”) and observed increased in vivo efficacy. In Chapter 5, we evaluated the tailless TAC in different cancer models and consistently observed increased in vivo efficacy compared to the full length TAC. These results demonstrate an increase in the in vivo functionality of the TAC receptor when the cytoplasmic tail is removed, giving us further insights into the mechanisms behind the unique biology of the TAC receptor. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD) / Cancer is the leading cause of death in Canada, and it is expected that 2 in 5 Canadians will develop some form of cancer in their lifetime. The immune system presents an intriguing alternative method to treat tumours since immune cells such as T cells can circulate through the body and seek and destroy harmful cells, including tumours. Here, we focus on the T cell Antigen Coupler (TAC), a genetically engineered receptor that our laboratory originally designed that directs T cells to recognize and destroy specific cancer cells. This thesis looks at the inner workings of the receptor, specifically a part called the inner tail, and how this feature contributes to how the TAC works. Our results show that removing the tail increases the T cell’s ability to safely clear different tumours in living organisms, bringing us a step closer in designing new and safe treatments for cancer patients.

Chemokines are small immune system proteins mediating leukocyte migration and activation, and are important in many aspects of health and diseases. Some chemokines also have the ability to block HIV-1 infection by binding to the HIV-1 co-receptors CCR5 (CC chemokine receptor 5) and CXCR4 (CXC chemokine receptor 4). The first part of this work is to determine the mechanism of action of a human herpesvirus-8 encoded viral chemokine analog vMIP-II (viral macrophage inflammatory protein-II) by characterizing its interactions with endothelial surface glycosaminoglycans (GAGs) and cell surface receptors. Nuclear magnetic resonance (NMR), mutagenesis and molecular-docking were conducted and results show that vMIP-II tightly binds glycosaminoglycans using residues distributed along one face of the protein, such as R18, R46 and R48, and that there is a shift in the GAG binding site between the monomer and dimer form of vMIP-II where the N-terminus is involved in GAG binding for the dimer. This study, for the first time, provides a model that explains the mechanism of how quaternary structure affects chemokine-GAG binding. Mutagenesis and competition binding assays were conducted to study the receptor-binding mechanism of vMIP-II. Preliminary results suggest that vMIP-II uses the same positively charged binding surface comprising R18, K45, R46 and R48 to interact with the negatively charged N-termini of CCR5 and CXCR4. NMR studies on how vMIP-II interacts with N-terminal peptides of CCR5 and CXCR4 is on-going. The second part of this work was to rationally design HIV-1 entry inhibitors based on our knowledge of the mechanisms of chemokine-receptor binding and HIV-1 cell entry. We successfully designed two chimeric HIV entry inhibitors composed of CCR5-targeting RANTES variants (5P12-RANTES and 5P14-RANTES) linked to a gp41 targeting C-peptide, C37. In in vitro assays, chimeric inhibitors 5P12-linker-C37 and 5P14-linker-C37 showed the highest anti-viral potency yet published with IC50 values as low as 0.001 nM against certain virus strains. On human peripheral blood mononuclear cells, the chimeric inhibitors also exhibited very strong inhibition against R5-tropic and X4-tropic viruses, with IC50 values as low as 0.015 nM and 0.44 nM, respectively. A clear delivery mechanism was observed and characterized. These fully recombinant inhibitors can be easily produced at low cost and are excellent candidates for HIV microbicides.

Mon laboratoire d’accueil avait montré que la densité de CCR5 à la surface des cellules cibles du VIH détermine très fortement leur infectabilité par les souches virales R5, et que les signaux d’activation cellulaire induits par la fixation virale et transitant par CCR5 favorisent une infection productive des cellules primaires. L’hypothèse de notre travail était que d’autres récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) exprimés dans les lymphocytes T CD4+ CCR5+ pourraient également influer sur le cycle de réplication des virus R5. Pour tester cette hypothèse, les RCPGs co-exprimés avec CCR5 dans les cellules T CD4+ ont été identifiés, puis la capacité des plus exprimés d’entre eux à s’hétérodimériser avec CCR5 et à perturber l’infection par le VIH a été déterminée. Au cours de cette thèse, j’ai initié l’étude de deux de ces récepteurs, EBI2 et A2A, et j'ai participé à l’étude d’un troisième, S1P1.J’ai montré que la présence d’EBI2 ou d’A2A qui chacun s’hétérodimérise avec CCR5, augmente la production virale dans des cellules HOS ou MT4, comme c’est le cas pour S1P1. Étudiant les changements au niveau des étapes du cycle viral provoqués par l’expression ou la stimulation de ces RCPGS, j’ai mis en évidence que le principal effet est une augmentation de la transcription virale. De plus, nous avons montré que la signalisation via S1P1 active le facteur de transcription NFKB et par là le promoteur du VIH. De plus, la stimulation de ce récepteur dans un modèle de cellules infectées de façon latente permet la réactivation du virus. Ce résultat ouvre la possibilité de tester la capacité d’agonistes de S1P1 à éliminer les cellules servant de réservoir chez les personnes vivant avec le VIH. / It was shown in the laboratory that CCR5 density at the surface of primary CD4+ T cells strongly determines their R5 HIV-1 productive infectability. This is due to the fact that viral envelope - CCR5 interaction triggers signals that boost the viral life cycle. Our working hypothesis was that other G-protein coupled receptors (GPCR) co-expressed with CCR5 might also modulate HIV replicative cycle. To test this hypothesis, the GPCR coexpressed with CCR5 in CD4+ T cells have been identified, and the ability of the most highly expressed of them to dimerize with CCR5 and to interfere with the infection has been determined. During this thesis, I have initiated the study of two of these GPCR, EBI2 and A2A, and participated in the study of another one, S1P1.I have shown that the presence of EBI2 or A2A that each heterodimerize with CCR5, boosts the viral production in HOS and MT4 cells, similarly to S1P1. Analyzing the stages of HIV life cycle modified by the expression and triggering of these GPCR, I unveiled that the major effect was an increase in HIV genome transcription. Furthermore, we have shown that S1P1 signaling activates the transcription factor NFKB and thereby the HIV promoter. Moreover, triggering S1P1 in an in vitro model of HIV reservoir cells results in the reversion of the viral latency. These findings suggest that S1P1 agonists might be used as latency reversing agents to purge the HIV reservoir.

Le travail décrit dans ce manuscrit vise à caractériser les voies de résistance aux inhibiteurs de CCR5. Lors d’une première étape, nous avons développé un test phénotypique clonal nous permettant d’une part d’identifier le tropisme viral et d’autre part de mesurer la résistance aux inhibiteurs des CCR5. Des virus à tropisme R5 ou X4 représentant aussi peu que 0,4% d’un mélange de populations virales sont détectables par ce test, démontrant ainsi sa sensibilité. De plus, grâce à son approche clonale, cette technique permet de différencier les virus à tropisme double de populations virales mixtes. Par la suite, nous avons étudié l’impact des mutations dans les régions variables de la protéine gp120 de l’enveloppe du virus VIH-1 sur la résistance aux inhibiteurs de CCR5. Pour ce faire, nous avons généré des virus résistants par passage des isolats CC1/85 et BAL, en présence de concentrations sous-inhibitrices de maraviroc (MVC) et vicriviroc (VCV). Après quelques passages du virus CC1/85 en présence de MVC, certaines sont apparues dans differentes régions de la gp120. Par la suite, nous avons sélectionné trois mutations dans les domaines variables de la gp 120, V169M en V2, L317W en V3 et I408T en V4 pour construire des virus contenant des mutations simples, doubles et triples afin d’évaluer la contribution des mutations individuelles ou combinées au phénotype de résistance. Nous avons déterminé la sensibilité de chaque mutant à MVC et VCV, le pourcentage d’infectivité et le tropisme viral par rapport au phénotype sauvage. Tous les mutants ont conservé le tropisme R5 et ont montré une diminution d’infectivité par rapport au contrôle. Nos résultats ont montré que les mutants qui portent des mutations en V4 (I408T) ont eu le plus d'impact sur la susceptibilité au MVC. Finalement, nous avons voulu évaluer l’activité antivirale d’un nouvel inhibiteur de CCR5, VCH-286 avec d’autres inhibiteurs de CCR5 tels que MVC et VVC ainsi que ses interactions avec des médicaments représentatifs de différentes classes d’antirétroviraux ARV employés en clinique pour traiter le HIV/SIDA., afin d’évaluer si ces médicaments pourraient être utilisés dans un même régime thérapeutique. Nous avons tout d’abord évalué indépendamment l’activité antivirale des trois inhibiteurs de CCR5 : VCH-286, MVC et VVC. Par la suite nous avons évalué les interactions de VCH-286 avec MVC et VVC. Finalement nous avons évalué les interactions de VCH-286 avec d’autres médicaments antirétroviraux. Ces études ont montré que VCH-286 est un inhibiteur puissant de CCR5 avec une activité antivirale in vitro de l’ordre du nanomolaire et des interactions médicamenteuses favorables avec la majorité des ARV tels que les inhibiteurs de transcriptase inverse, de protéase, d’intégrase, et de fusion employés en clinique pour traiter le VIH/SIDA et des interactions allant de synergie à l'antagonisme avec les inhibiteurs de CCR5. Nos résultats montrent que la plasticité de l’enveloppe virale du VIH-1 a des répercussions sur la résistance aux inhibiteurs de CCR5, le tropisme et la possible utilisation de ces molécules en combinaison avec d’autres molécules appartenant à la même classe. / The work described in this manuscript aimed to characterize the resistance pathways to CCR5 inhibitors. We first developed a phenotypic assay to identify viral tropism and to measure the resistance to CCR5 inhibitors. This assay detects R5 tropic viruses or X4 when they represent as little as 0.4% in a mixture of viral populations, demonstrating its robustness and sensitivity. Based on its clonal approach, this assay can differentiate the truly dual-tropic viruses from mixed viral populations. We then studied the impact of mutations in the variable regions of gp120 envelope protein of HIV-1 virus on resistance to CCR5 inhibitors. To do this, resistant viruses were generated by passage of CC1/85 and BAL isolates in the presence of sub-inhibitory concentrations of maraviroc (MVC) and vicriviroc (VCV). Following some passages of the CC1/85 virus in the presence of MVC, some mutations were identified in differents regions of the gp120. We further selected three mutations in the variable domains of gp120, V169M in V2, L317W in V3 and I408T in V4 to construct viruses containing single, double and triple mutations to assess the contribution of individual or combined mutations in the resistance phenotype to MVC and VCV. We determined the sensitivity of each mutant to MVC and VCV, the tropism and the percentage of infectivity compared to wild type. Our results showed that the sequences that carry mutations in the V4 domain I408T, had the most impact on susceptibility to MVC. Finally, we aimed to evaluate the antiviral activity of a new CCR5 inhibitor, VCH-286 and its interaction with representative drugs from different classes of antiretroviral (ARVs) such as reverse transcriptase inhibitors, protease inhibitors, integrase inhibitors and fusion inhibitors used in clinic to treat HIV/AIDS and other CCR5 inhibitors such as MVC and VVC to assess whether these drugs could be used together within the same treatment regimen. To answer this question, we first evaluated the antiviral activity of the three CCR5 inhibitors: VCH-286, MVC, and VVC. We then evaluated the interactions of VCH -286 with MVC VVC. We finally evaluated the interactions of VCH -286 with other ARV drugs These studies showed that VCH-286 is a potent inhibitor of R5 viruses with antiviral activity at the nanomolar range and favorable drug interactions with the majority of ARVs such as reverse transcriptase, protease, integrase and fusion inhibitors employed clinically to treat HIV/AIDS. The combinations of CCR5 inhibitors have interactions ranging from synergy to antagonism. Our results show that the plasticity of the viral envelope of HIV-1 affects resistance to CCR5 inhibitors, its tropism and the potential combination of these drugs.

L’entrée virale du VIH-1 dans ses cellules cibles constitue une cible thérapeutique de choix. À l’heure actuelle, un inhibiteur de fusion et un inhibiteur ciblant le corécepteur CCR5 sont utilisés en thérapie. Dans notre étude, notre objectif était d’évaluer le profil antiviral et fonctionnel de plusieurs types moléculaires envisagés comme inhibiteurs d’entrée du corécepteur CXCR4, soient : 1) de dérivés peptidiques mimant des portions du récepteur 2) de dérivés peptidiques issus du ligand naturel de CXCR4, le SDF-1 et 3) de dérivés du puissant inhibiteur de faible poids moléculaire, le T140. Notre recherche se concentrait sur la mise au point de molécules capables d’inhiber l’entrée du VIH en ciblant sélectivement le corécepteur CXCR4 tout en conservant les fonctions naturelles de ce dernier. Parmi les molécules testées, certaines possèdent un grand potentiel dans le développement de nouveaux médicaments antirétroviraux. / HIV entry into target cell is one of the main therapeutic goals in AIDS research. One fusion inhibitor is actually used as therapeutics and one more entry inhibitor targeting the CCR5 coreceptor was approved recently. The discovery of inhibitors targeting the second HIV coreceptor CXCR4 with high antiviral power versus low interference with natural functions of CXCR4 represents a crucial issue in AIDS research. In our study, antiviral properties and functional effect of different kinds of molecules were tested: 1) peptides derivative mimicking CXCR4 domains 2) SDF-1 derivative peptides and 3) T140 (a low molecular weight inhibitor) derivative molecules. These molecules were investigated in HIV infection and cellular migration. The main goal of our study was to determine molecules having great antiviral properties versus low interference on chemotactic response induced by the natural ligand of CXCR4 (SDF-1). Within the panel of molecules tested, some have great potential to become lead compounds for inhibition of viral entry through CXCR4.

La gp120 du VIH-1 se fixe aux héparane sulfate (HS) cellulaires, par le biais de la boucle V3 ce qui favorise l'infectivité virale. Cependant, une polyanion solubles (HS12), conjugués à CD4 (mCD4-HS12) a des propriétés antivirales et a montré in vitro une activité contre le VIH-1 à de concentrations nM. En raison de la complexité structurale des HS, le criblage d'oligosaccharides différenciellement sulfatés pour améliorer l'activité de la molécule serait trop difficile. En vue d'obtenir une molécule plus spécifique, de plus haute affinité et plus facile à produire, des peptides mimant les HS ont été synthétisés par nos collaborateurs. Notre but était de cribler ces peptides pour leur capacité à inhiber l'entrée de VIH-1. Nous avons mis en place une plateforme permettant d'immobiliser CCR5 et CXCR4 solubilisés sur des biocapteurs pour cribler des molécules qui inhibent la liaison de gp120-CD4 aux corécepteurs. Pour contrôler le processus de solubilisation, CXCL12, le ligand naturel de CXCR4, a été injecté sur CXCR4 immobilisé. Les affinités des isoformes CXCL12 (α et γ) pour CXCR4 ont été calculées dans les fourchettes de valeurs précédemment décrites avec des techniques différentes prouvant la fonctionnalité de notre système. Nous montrons pour la première fois que les HS régulent différemment les mécanismes de liaison de ces deux isoformes et nous proposons un nouveau mode d'action pour le domaine C-terminal particulièrement basique de CXCL12 γ vis-à-vis de CXCR4. Le système a ensuite été utilisé pour cribler la capacité d'inhibition des peptides mimétiques du HS. Chaque peptide, [S(XDXS)n] contient des acides aminés qui imitent les groupes hydroxyles, carboxyles et sulfates des HS. Le peptide contenant des résidus sulphotyrosines, une fois conjugué à mCD4 (mCD4-P3YSO3), montre un IC50 de l'ordre du nM, pour l'inhibition simultanée de la liaison de gp120 aux HS, à CD4, aux anticorps, aux corécepteurs ainsi que l'infection par VIH-1 in cellulo. Il constitue le premier inhibiteur bivalent de l'entrée qui cible à la fois les virus R5 et X4 et le concept d'un peptide mimétique des HS se prête à une analyse structurale et fonctionnelle de la liaison des chaînes HS aux protéines, une nouvelle technique dans ce domaine.

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Le Costimulateur Inductible (ICOS) est un récepteur exprimé à la surface des cellules T CD4 auxiliaires et T CD8 cytotoxiques. Il fut démontré à l’aide de modèles murins de transplantation de moelle osseuse que ICOS joue un rôle important dans l’induction de la maladie du greffon contre l’hôte aigüe (GVHD). ICOS potentialise deux signaux médiés par le récepteur de cellules T (TCR) : l’activation de la phosphoinositide 3-kinase (PI3K) ainsi que la mobilisation interne de calcium. En conditions in vitro, dans les cellules CD4 et CD8, ICOS réussi à potentialiser le flux de calcium médié par le TCR indépendamment de PI3K. La voie de signalisation de ICOS impliquée dans la GVHD demeure inconnue. Cependant, en utilisant une lignée de souris ‘knock-in’ nommée ICOS-Y181F, dans laquelle le cellules T ont sélectivement perdu la capacité d’activer PI3K par l’entremise d’ICOS, nous avons démontré que les cellules T peuvent utiliser un mécanisme ICOS indépendant de PI3K afin d’induire la GVHD. La mobilisation interne du Ca2+ mène à l’activation de NFAT, un facteur de transcription clé régulant des gènes comme IFN-γ, qui exprime une des cytokines clés impliquées dans la GVHD. Nous émettons comme hypothèse que la capacité pathogénique intacte des cellules T ICOSY181F à induire la GVHD, repose sur la signalisation du Ca2+ indépendante de PI3K. Le but de mon projet est d’identifier les résidus responsables de cette signalisation de Ca2+ médiée par ICOS ainsi que le mécanisme par lequel ce récepteur fonctionne. À l’aide de la mutagénèse dirigée, j’ai généré des mutants d’ICOS et j’ai analysé par cytométrie en flux leur capacité à activer le flux de Ca2+. J’ai ainsi identifié un groupe de lysine sur la queue cytoplasmique d’ICOS situé à proximité de la membrane comme étant essentiel à la fonction de potentialisation du flux de Ca2+. Je fournis également des preuves de l’implication de la kinase Lck, membre de la famille de kinases Src, dans la voie de signalisation de ICOS médiant la potentialisation du flux de Ca2+. Ainsi, ICOS s’associe à Lck et mène à une augmentation de l’activation de PLCγ1, la protéine effectrice clé causant la sortie de Ca2+ de la réserve intracellulaire. En conclusion, notre étude permet de comprendre davantage une des voies de signalisation d’ICOS. L’influx de Ca2+ dans les cellules T implique la voie ICOS-Lck-PLCγ1. Une compréhension plus approfondie de cette voie de signalisation pourrait s’avérer bénéfique afin d’élaborer de nouvelles stratégies menant à la prévention de maladies reliées à ICOS, comme la GVHD. / The Inducible Costimulator (ICOS) is a receptor expressed on activated CD4 helper and CD8 cytotoxic T cells. It was previously shown that ICOS plays an important role in inducing acute graft versus host disease (GVHD) in murine models of allogeneic bone marrow transplantation (BMT). ICOS potentiates TCR-mediated phosphoinositide 3-kinase (PI3K) activation and intracellular calcium mobilization. In both CD4+ and CD8+ T cells, ICOS can potentiate TCR-mediated calcium flux in a PI3K-independent manner in vitro. However, the ICOS signal transduction pathway involved in GVHD remains unknown. Using a knockin strain of mice (termed ICOS-Y181F) in which T cells have selectively lost the ability to activate PI3K, we have recently shown that T cells can utilize PI3K-independent ICOS signaling pathways to induce GVHD. The mobilization of intracellular Ca2+ leads to the activation of NFAT, a key transcription factor regulating genes such as IFN-γ, one of the key T cell cytokines involved in GVHD. Therefore, we hypothesize that the intact pathogenic capacity of ICOS-Y181F T cells to induce GVHD relies on ICOSdependent, PI3K-independent calcium signaling. My goal is to identify the residue(s) responsible for this ICOS-mediated Ca2+ signaling and find the mechanism by which the receptor achieves its function. Through sitedirected mutagenesis and flow cytometric analysis of calcium fluxing capacities of mutant ICOS proteins, I identified a membrane proximal cluster of lysine residues that is essential in inducing ICOS-mediated Ca2+ signaling. I also provide evidence for the involvement of the Src family kinase Lck in ICOS-mediated Ca2+signaling. ICOS associates with Lck molecules, leading to the activation of PLCγ1, the key effector protein causing the release of Ca2+ from the intracellular pool. Taken together, our study is beginning to unravel a complexity in ICOS signaling, and implicates the ICOS-Lck-PLCγ1 axis in T cell calcium signaling and potentially the induction of GVHD. Further understanding of this pathway could prove beneficial in designing new strategies to prevent ICOS-related diseases such as GVHD.

La reconnaissance d’un antigène présenté par les cellules présentatrices d’antigène induit la prolifération et la différenciation des lymphocytes T naïfs en lymphocytes T effecteurs et mémoires. Cette reconnaissance se fait par l’interaction du récepteur des cellules T (TCR) des lymphocytes T et le complexe CMH-peptide présent à la surface des DC. Cependant, des signaux additionnels sont requis, une meilleure activation des lymphocytes T implique des corécepteurs présents à la surface de ces deux types cellulaires. Après l’élimination de l’antigène, la plupart des lymphocytes T effecteurs vont mourir. Une petite population de lymphocytes T va persister pour se différencier en lymphocytes T mémoires capables de protéger l’organisme contre une réinfection. Les signaux qui contrôlent le maintien des lymphocytes T mémoires sont encore mal compris. Pour comprendre le rôle de la molécule de costimulation 4-1BB dans le maintien des lymphocytes T CD8 mémoires, nous avons émis l’hypothèse que l’état de phosphorylation de la protéine adaptatrice TRAF1, qui se lie à 4-1BB, module le maintien des lymphocytes T CD8 mémoires. Ainsi, nous avons montré par des expériences de spectrométrie de masse que TRAF1 s’associe préférentiellement à TBK1 lorsqu’elle n’est pas phosphorylée. Nous avons aussi montré que la présence de TRAF1 est requise pour stabiliser TBK1 au récepteur 4-1BB après stimulation des lymphocytes T. Par ailleurs, les lymphocytes T CD8 OT-I TRAF1-/- reconstituées avec un mutant phospho-déficient de TRAF1 (S139A) et ensuite différenciées en lymphocytes T mémoires in vitro induisent une activation de la voie de signalisation NF-ĸB contrairement à ceux exprimant la forme phospho-mimétique de TRAF1 (S139D). Ces premières études démontrent l’importance de l’état de phosphorylation de TRAF1 en aval de 4-1BB dans les cellules T. Dans la seconde partie, nous avons évalué le rôle d’un autre corécepteur; la neuropiline 1, dans la maturation des DC. A cet effet, nous avons émis l’hypothèse que l’interaction de la neuropiline 1 et ses ligands contribuerait à la fonction des DC. Nous avons démontré que l’absence de la neuropiline 1 n’a pas d’effet sur la maturation au LPS des DC. Cependant, la présence du VEGF (un ligand de Nrp-1) inhibe la maturation des DC dérivées de la moelle osseuse. Notre étude a démontré que VEGF inhibe l’expression des molécules de costimulation, la sécrétion des cytokines pro inflammatoires et la signalisation TLR4 principalement les voies MAP Kinase et NF-ĸB. Contrairement aux résultats avec les cellules WT, VEGF n’est pas capable d’affecter la maturation, la sécrétion des cytokines et la signalisation TLR4 des DC Nrp1-Lyz où la neuropiline 1 est délétée. Ainsi, nos résultats ont démontré que VEGF inhibe la maturation des DC de façon Nrp1-dépendante. Enfin, l’analyse des molécules partenaires de la neuropiline 1 montre que Nrp1, VEGF et TLR4 se retrouvent dans le même complexe. Nos résultats démontrent que VEGF, en présence de la neuropiline 1 est capable d’interagir avec TLR4 pour inhiber la maturation des DC. Toutefois, en absence de la neuropiline1, VEGF n’est pas capable de recruter TLR4 pour réduire l’expression des molécules de costimulation. Ces études sur les corécepteurs pourraient être importantes dans l’élaboration de nouvelles approches vaccinales. / Antigen presentation by dendritic cells induces the proliferation and differentiation of naïve T lymphocytes into effector and memory T lymphocytes. This recognition is due to the interaction of the T cell receptor (TCR) with the cognate peptide-MHC complex presented on the surface of dendritic cells. However, additional signals are required from co-receptors on both cell types to ensure optimal T cell activation. Following the elimination of the antigen, most of the effector T cells will die with a small population of T cells remaining that will continue to differentiate into memory T cells which protect the organism against reinfection. The signals that control the maintenance of memory T cells are poorly understood. To dissect the role of the 4-1BB costimulatory molecules in the maintenance of CD8 memory T cells, we hypothesized that the phosphorylation state of the TRAF1 adaptor protein that binds to 4-1BB, modulates the maintenance of CD8 memory T lymphocytes. Thus, we have demonstrated by mass spectrometry that TRAF1 preferentially associates with TBK1 when it is not phosphorylated. We also have shown that the presence of TRAF1 is required to stabilize the interaction between TBK1 and 4-1BB after T cell activation. Furthermore, OT-I TRAF1-/- CD8 T cells reconstituted with a phospho-deficient TRAF1 mutant (S139A) and differentiated into memory CD8 T cells induced the activation of the NF-ĸB signaling pathway, in contrast to cells expressing a phospho-mimetic form of TRAF1 (S139D). Together, these results highlight the importance of the phosphorylation state of TRAF1 downstream of 4-1BB in T cells. In the second part, we evaluated the role of the neuropilin 1 coreceptor in the maturation of dendritic cells. To this end, we hypothesized that the interactions of neuropilin-1 with its ligands contribute to the function of dendritic cells. We have demonstrated that the absence of neuropilin-1 has no effect on the maturation of dendritic cells in the presence of LPS. However, the presence of VEGF (a neuropilin-1 ligand) inhibits the maturation of dendritic cells derived from the bone marrow. Our study further demonstrated that VEGF inhibits the expression of costimulatory molecules, the secretion of proinflammatory cytokines and TLR4 signaling pathways mainly MAP Kinase and NF-ĸB. Contrary to the results with wild-type cells, VEGF is not able to affect maturation, cytokine secretion and TLR4 signaling in NRP1-Lyz dendritic cells when neuropilin-1 is deleted. Thus, our results demonstrated that VEGF inhibits the maturation of dendritic cells in a NRP1-dependent manner. Finally, analysis of neuropilin 1 partners shows that NRP1, VEGF and TLR4 are found in the same complex. Our results show that VEGF, in the presence of neuropilin-1 is able to interact with TLR4 and inhibit the maturation of dendritic cells. However, in the absence of the neuropiline1, VEGF is not able to recruit TLR4 to reduce the expression of costimulatory molecules. These studies on coreceptors could be important in the development of novel vaccine therapies.

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