La réponse de l’organisme contre un agent pathogène nécessite la mise en jeu d’interactions complexes entre cellules immunitaires et environnement. La matrice extra-cellulaire est remodelée au cours de la réponse immunitaire pour permettre la migration des cellules vers le site infectieux. Les peptides issus de la dégradation de la matrice peuvent influencer les fonctions biologiques des cellules immunitaires. Dans les pathologies impliquant des tissus riches en élastine, les cellules de la réponse inflammatoire et immunitaire, notamment les polynucléaires neutrophiles (PN) et les cellules dendritiques se retrouvent dans un environnement riche en produits issus de la dégradation de l’élastine. Le travail de thèse présenté ici nous a permis de montrer que les peptides d’élastine (PE) régulent les fonctions des PN de sujets sains en augmentant de façon significative leur capacité migratoire, leur capacité à produire des cytokines pro-inflammatoire et à phagocyter les agents pathogènes. Les effets régulateurs des PE sont moindres chez les sujets BPCO et varient en fonction de l’état clinique des patients. Les propriétés biologiques des PN de patients BPCO en exacerbation ne sont pas affectées par les PE. Cette différence de réponse aux PE des PN de patients BPCO à l’état stable ou à l’état exacerbé est proportionnellement liée au niveau d’expression du récepteur S-Gal à la surface des PN. Dans un second travail nous avons montré que les PE sont capables d’attirer les CD au niveau du site infectieux sans influencer la maturation des cellules induite par une activation antigénique. L’effet des PE sur la migration des CD met en jeu le récepteur S-Gal présent à la surface des cellules. Par ailleurs, les PE orientent la réponse cytokinique des CD activées par le LPS vers un profil de type Th-2 et favorisent l’émergence d‟un profil tolérogénique des CD. Ces effets régulateurs des PE sont médiés via l’interaction PE/S-Gal et conduisent au développement d’une réponse adaptative T régulatrice. L’ensemble de ces résultats suggère que les PE participent activement à la régulation de la réponse immunitaire innée et adaptative / Organisme defense against pathogens needs complexe interactions interactions between immune cells and environnement. The extracellular matrix is being remodeled to aloww cells to migrate to infectious site. Peptides generated by this degradation can influence biological fonctions of immune cells. In pathologies involving elastin rich tissue degradation inflammatory and immune cells, especially neutrophils and dendritic cells are in an environnement including numbers of matrix degradation products. This work shows that Elastin Peptides (EP) can regulate the fonctions of neutrophils from healthy subjects, by increasing significantly their migration, their cytokines production and their phagocytic capacity. These EP effects are howeever less important en stable COPD subject and depends on the clinical state of these patients. Indeed the biological properties of neutrophils from COPD patients in exacerbation are not affected by EP. This discrepancy considering the clinical state can be explained by the level of the S-Gal receptor expression. In a second part we have shown the ability of the EP to attract dendritic cell (DC) on the infection site without couetracting DC maturation. This effect involves the S-Gal receptor present on the surface of the cells. EP can also oriente the cytokine production by LPS-induced toward a Th-2 profil and favorise the emergence of DC with tolerogenic features. These effects are mediated throug EP/S-Gal interaction and leads to the developement of a T regulatory response. All of these results suggest that EP are involved in the regulation of innate and adaptative immunity.

In den letzten Jahren ergaben sich zunehmend deutliche Hinweise, dass das Immunsystem eine wesentliche Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten von Tumoren sowie beim Ansprechen auf verschiedene Therapieverfahren spielt. Fridman und Kollegen haben den Weg für die Untersuchung der Bedeutung von Immunzellen im klinischen Kontext geebnet, indem sie zeigten, dass eine erhöhte Infiltration von CD3+ und CD8+ T-Lymphozyten im invasiven Randbereich und im Tumorzentrum mit einer verlängerten Überlebenszeit von Patienten mit kolorektalem Karzinom (CRC) verbunden ist. Folglich wurde eine höhere Frequenz intratumoraler CD8+ T-Zellen, die für ihr zytotoxisches Potenzial und ihre Fähigkeit zur direkten Eliminierung von Tumorzellen bekannt sind, bei vielen Tumorarten mit einer besseren Prognose in Verbindung gebracht. Im Gegensatz dazu wurde eine erhöhte intratumorale Dichte von M2-polarisierten Makrophagen, die typischerweise durch einen tumorfördernden Phänotyp gekennzeichnet sind, mit einem schlechteren klinischen Verlauf in Verbindung gebracht. Des Weiteren korrelierte der Grad der Infiltration von tumorassoziierten Immunzellen auch mit dem Ansprechen auf verschiedene Tumortherapien, einschließlich Immun-Checkpoint-Inhibitoren (CPI). So war zum Beispiel eine höhere Frequenz Melanom-infiltrierenden CD8+ T-Zellen vor Therapiebeginn prädiktiv für Patienten, die auf eine CPI-Therapie ansprachen. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die CPI-Behandlung zu einer Erhöhung der intratumoralen Dichte von T-Zellen führt, was positiv mit der Regression des Tumors korreliert. Andere Immunzellen, darunter M1-Makrophagen, B-Zellen und aktivierte CD4+ T-Gedächtniszellen, wurden ebenfalls mit dem Ansprechen auf die Therapie und dem verlängerten Überleben von Melanom- und Urothelkrebspatienten in Verbindung gebracht. Somit sind die Frequenz, der Subtyp und die funktionelle Ausrichtung von Immunzellen eng mit der Tumorentstehung, dem Fortschreiten des Tumors und dem Ansprechen auf die Therapie assoziiert. Dendritische Zellen (DCs), die eine zentrale Rolle bei der Induktion und Regulation der angeborenen und adaptiven Immunität spielen, können die Intensität und Qualität der gegen den Tumor gerichteten T-Zell-Antworten erheblich beeinflussen. Darüber hinaus kann ihr Zusammenspiel mit Natürlichen Killerzellen und B-Zellen die Antitumorimmunität weiter modulieren. Unreife oder ungenügend aktivierte DCs wirken immunsuppressiv und fördern das Tumorwachstum. Trotz ihrer wesentlichen Rolle bei der Initiierung und Gestaltung der tumorgerichteten Immunität sowie ihrer aus therapeutischer Sicht attraktiven funktionellen Plastizität sind verschiedene humane DC-Subpopulationen in humanen Tumorgeweben wenig untersucht worden. Darüber hinaus wurde ihre Modulation durch Tumortherapien, wie beispielsweise die neoadjuvante Radiochemotherapie (nRCT), bisher kaum erforscht. Das Hauptziel dieser Arbeit war es, neue Erkenntnisse über die Tumorimmunarchitektur vom duktalen Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) und CRC zu gewinnen, wobei der Schwerpunkt auf T-Zellen und DCs lag. Zunächst wurde der Kenntnisstand über PDAC-infiltrierende CD3+ T-Zellen erweitert, indem verschiedene Oberflächenmoleküle, wie der “inducible T cell costimulator” (ICOS), das “programmed cell death protein 1” (PD-1) und das “lymphocyteactivation gene 3” (LAG-3) evaluiert wurden, die sich als wichtige therapeutische Ziele für diese Tumorentität erweisen könnten. Des Weiteren wurden PDAC-assoziierte T-Zellen im Rahmen einer neoadjuvanten Chemotherapie phänotypisch charakterisiert und das Vorhandensein, die Lokalisierung und die klinischen Assoziationen verschiedener DC-Untergruppen in der Mikroumgebung des PDAC-Tumors untersucht. Ein weiteres Ziel bestand darin, die Häufigkeit, Verteilung und klinische Relevanz plasmazytoider DCs (pDCs) in CRCs sowie deren Modulation durch eine neoadjuvante nRCT zu analysieren. Zur Untersuchung dieser Fragestellungen wurden sowohl klassische immunhistochemische und Immunfluoreszenz-Färbungen als auch Multiplex-Immunfluoreszenz-Färbungen von Formalin-fixierten und Paraffin-eingebetteten Tumorgewebeproben durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass ein erhöhter Anteil an LAG-3+ T-Zellen ein unabhängiger prognostischer Marker für ein kürzeres krankheitsfreies Überleben bei PDAC darstellt, was LAG-3-basierte Therapiestrategien zu attraktiven Optionen für diesen Tumortyp macht. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass eine neoadjuvante Chemotherapie PDAC-assoziierte T-Zellen in Richtung eines proinflammatorischen Profils verschiebt, das durch mehr Effektor CD4+ T-Helferzellen (ThZellen), weniger regulatorische T-Zellen (Tregs), eine erhöhte Sekretion von Tumornekrosefaktor-alpha und Interleukin (IL)-2 sowie eine verminderte Produktion von IL-4 und IL-10 gekennzeichnet ist. Diese Erkenntnis könnte die Entwicklung kombinatorischer Strategien unterstützen, einschließlich neoadjuvanter Chemotherapie und Immuntherapie, um bei PDACPatienten eine verstärkte Antitumorimmunität zu induzieren. Neben der verbesserten Charakterisierung von PDAC-infiltrierenden T-Zellen ergab sich, dass konventionelle DCs vom Typ 1 und Typ 2 (cDC1s und cDC2s) sowie pDCs wichtige Bestandteile der PDAC-Immunarchitektur sind und dass die räumliche Verteilung dieser DCSubtypen in Bezug auf Tumorgröße und klinisches Überleben von Bedeutung ist. Während eine höhere Häufigkeit von in den Tumorzellverband eindringenden (IET)-cDC1s und -cDC2s mit dem pT1-Stadium im Vergleich zum pT2-Stadium und dem UICC-I-Stadium im Vergleich zum UICC-IIStadium assoziiert war, konnte für die im Tumorstroma (TS) lokalisierten cDC kein solcher Zusammenhang festgestellt werden. Darüber hinaus korrelierte eine höhere Dichte von TScDC1s und -pDCs sowie von IET-cDC2s positiv mit einem besseren krankheitsfreien Überleben. Hervorzuheben ist, dass sich eine höhere Frequenz der TS-infiltrierenden cDC1s und pDCs als unabhängige prognostische Marker für ein besseres klinisches Überleben erwiesen. In weiteren Untersuchungen konnten pDCs auch in allen analysierten Gewebeproben von Kolonkarzinom-Patienten nachgewiesen werden. Dabei waren höhere pDC-Dichten signifikant mit weniger fortgeschrittenen Tumorstadien und einem verbesserten progressionsfreien und Gesamtüberleben assoziiert. Darüber hinaus ergab sich, dass eine erhöhte pDC-Infiltration ein unabhängiger Prädiktor für ein besseres progressionsfreies Überleben bei Kolonkarzinom-Patienten ist. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Kolonkarzinom-infiltrierende pDCs eine antitumorale Wirkung vermitteln. Um diesen Aspekt weiter zu untersuchen, wurden räumliche Analysen durchgeführt und gezeigt, dass Kolonkarzinom-infiltrierende pDCs bevorzugt in der Nähe von CD8+ T-Zellen im Vergleich zu Tregs im TS lokalisiert sind. Weiterhin konnten pDCs erstmals in der T-Zell-Zone von Kolonkarzinom-assoziierten tertiären lymphatischen Strukturen (TLS) nachgewiesen werden, denen eine große Bedeutung bei der Initiierung und Regulierung der adaptiven Antitumorimmunität zugesprochen wird. Interessanterweise wies ein relevanter Anteil der pDCs in unmittelbarer Nähe von Granzym B (GrzB)-exprimierenden CD8+ T-Zellen im TS sowie CD4+ Th-Zellen im TLS einen aktivierten Phänotyp auf, was durch die nukleäre Lokalisation des Interferon-Regulationsfaktors 7 nachgewiesen wurde. Dies ist eine weitere mögliche Erklärung für den positiven Zusammenhang zwischen einer höheren pDC-Dichte und einem besseren klinischen Verlauf. Bei der Untersuchung des Einflusses einer nRCT auf Rektumkarzinom-infiltrierende pDCs zeigte sich, dass diese Therapie einen Einfluss auf deren Häufigkeit und deren Phänotyp hat. So wurde eine signifikant höhere Frequenz von pDCs in nRCT-behandelten gegenüber unbehandelten Tumoren sowie ein erhöhter Anteil an reifen und aktivierten pDCs nach nRCT beobachtet, was den klinischen Nutzen dieser Therapieoption für Rektumkarzinompatienten teilweise erklären könnte. Insgesamt liefert diese Arbeit neue Informationen über die Immunarchitektur sowohl vom PDAC als auch vom CRC. Insbesondere die PDAC-assoziierten LAG-3+ T-Zellen, cDC1s und pDCs erwiesen sich als potenzielle prognostische Marker für das Überleben und sind vielversprechende therapeutische Ziele für diese Tumorentitäten. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass eine höhere Frequenz von Kolonkarzinom-infiltrierenden pDCs positiv und signifikant mit einem verbesserten klinischen Verlauf assoziiert ist und die potentiellen antitumoralen Effekte der pDCs auf ihrer Interaktion mit zytotoxischen GrzB+CD8+ T-Zellen im TS und Effektor CD4+ Th-Zellen im TLS beruhen. Des Weiteren ergaben sich Hinweise, dass eine neoadjuvante Therapie die Häufigkeit und/oder den Phänotyp von PDAC-assoziierten T-Zellen und von Rektumkarzinom-infiltrierenden pDCs erheblich modulieren kann. Insgesamt können diese Erkenntnisse einen wesentlichen Beitrag zur Identifizierung neuer prognostischer Marker und Konzeption optimierter Therapiestrategien für Tumorpatienten leisten.