L'induction d'une immunité efficace contre les tumeurs nécessite de recruter des lymphocytes T CD4+ auxiliaires et spécifiques. De ce fait, les peptides de tumeurs présentés par les molécules HLA II sont de potentiels candidats pour l'immunothérapie anticancéreuse. Le but de ce travail a été l'identification de nouveaux épitopes T CD4+ dérivés de trois antigènes différents : Trag-3 (Taxol Resistant Associated Gene) (un travail effectué en collaboration), un antigène spécifique des tumeurs ; la Survivine, un antigène surexprimé ; et l'ensemble de la famille MAGE-A, une famille d'antigènes spécifiques des tumeurs. Toutefois, l'utilisation d'épitopes peptidiques dans la vaccination nécessite de tenir compte du polymorphisme des molécules HLA afin de couvrir le maximum d'individus. Dans cette optique, nous avons appliqué deux stratégies différentes d'identification de peptides, à savoir : 1) identifier des peptides présentés par plusieurs molécules de HLA II (ces peptides sont appelés épitopes promiscuous). Cette stratégie a été appliquée à l'antigène Trag-3 et à la Survivine ; 2) identifier des peptides présentés par les molécules les plus représentées dans la population : les molécules HLA-DP4. Cette stratégie a été appliquée à la famille d'antigènes MAGE-A. Pour chercher les épitopes promiscuous, des peptides chevauchants couvrant l'intégralité de la séquence de Trag-3 et de la Survivine ont tous été synthétisés et testés pour leur capacité de liaison vis-à-vis de 12 molécules HLA-II (DR et DP). L'immunogénicité de peptides pouvant se lier avec plusieurs molécules de HLA II a été évaluée par la génération de lymphocytes T CD4+. Finalement, un peptide de Trag-3 (P34-48) et 4 peptides de la Survivine ont été mis en évidence. De plus, des réponses spontanée vis-à-vis du peptide Trag-3 34-48 ont été détectées dans les patients atteints de cancers. Pour chercher les épitopes restreints au HLA-DP4, nous avons d'abord établi un programme de prédiction de ligands potentiels de HLA-DP4. 9 gènes de la famille de MAGE-A ont été analysés et 12 peptides prédits ont été finalement synthétisés et testés dans les tests de liaison de HLA-DP4. 7 peptides ayant une meilleure activité avec les molécules de HLA-DP4 ont été sélectionnés pour évaluer leur immunigénicité in vitro. Finalement, 2 peptides de MAGE-A1 et un peptide de MAGE-A12 ont été mis en évidence qu'ils contiennent des épitopes naturellement présentés et apprêtés dans la présentation de l'antigène natif. En conclusion, tous les peptides identifiés dans ce travail présentent tous un intérêt pour la conception des vaccins peptidiques. Nous avons aussi proposé une méthode de prédiction de liaison de HLA-DP4 qui facilite significativement la sélection des peptides..

Ce projet a accompagné le développement pré-clinique de l'hormone humaine Relaxine-2 (Rln2) ayant induit des anticorps durant des essais cliniques, il est axée autour de 2 problématiques : (1) comprendre son immunogénicité, (2) étudier l’impact de modifications chimiques sur l’immunogénicité afin d'augmenter sa stabilité.Compte tenu du rôle des lymphocytes T CD4 dans les réponses immunitaires, la fréquence de cellules T spécifiques de la Rln2 dans un large panel de donneurs sains a été estimée et a permis d’expliquer le développement d’anticorps anti-Rln2. La cartographie des épitopes T a ensuite identifié les zones portant son immunogénicité. Puis, 6 modifications chimiques (acide aminé D, acide aminé isobutyrique, peptoïde, N-méthylation, C-méthylation et réduction de la liaison peptidique) utilisées pour augmenter la demi-vie ont été introduites à la plupart des positions d’un peptide hautement immunogène. La reconnaissance par des cellules T, la liaison aux molécules de présentation et la capacité à induire des lymphocytes T CD4 ont été étudiées pour les peptides analogues modifiés. La plupart des modifications se sont révélées être très efficaces pour minimiser les propriétés immunogéniques.Ce projet de thèse se situe donc à la croisée des chemins entre l’acquisition de connaissances nouvelles en immunologie et leur application dans des processus de conception et de gestion des risques de peptides thérapeutiques. / This project has accompanied the pre-clinical development of the human hormone Relaxin-2 (Rln2) that induced antibodies during clinical trials, it focuses on two issues: (1) to understand its immunogenicity, (2) to study the impact of unnatural modifications on immunogenicity to increase its stability.Given the role of CD4 T-cells in immune responses, the frequency of Rln2-specific T-cells in a large panel of healthy donors was estimated, and explained the development of anti-Rln2 antibodies. The T epitope mapping then identified the areas responsible for its immunogenicity. Then, 6 unnatural modifications (D amino acid, amino isobutyric acid, peptoid, N-methylation, C-methylation & reduced peptide bond) used to increase the half-life were introduced at most positions of a highly immunogenic peptide. T-cell recognition, binding to HLA molecules and the ability to induce CD4 T-cells were studied for modified analog peptides. Most of the modifications were very effective in minimizing immunogenic properties.This thesis project is at the crossroads between the acquisition of new knowledge in immunology and its application in the process of design & risk management of therapeutic peptides.