Les mécanismes assurant l’homéostasie du compartiment lymphocytaire T périphériqueveillent à préserver à la fois le nombre, la diversité et la qualité des cellules T qui le composent. Cesmécanismes sont fortement sollicités chez un receveur d’allogreffe de cellules soucheshématopoïétiques puisqu’une déplétion initiale plus ou moins intense de son compartimentlymphocytaire périphérique est induite par le conditionnement pré-greffe. Le retour àl’homéostasie s’effectue grâce à la prolifération homéostatique des lymphocytes du donneurapportés par le greffon non manipulé, avant la reconstitution beaucoup plus tardive d’uncompartiment lymphocytaire T naïf opérationnel, en fonction des capacités de thymopoïèse dureceveur. L’IL-7 et l’IL-15, qui jouent un rôle majeur dans la survie des cellules T naïves et/oumémoires, participent étroitement à l’expansion des cellules T induite par la lymphopénie etméritent à ce titre le qualificatif de cytokines homéostatiques.Des protocoles de conditionnement d’intensité variable exposent à un risque équivalent demaladie du greffon contre l’hôte, sinon de rechute, en dépit de l’induction d’un degré variabled’inflammation. Ceci suggère que l’expansion homéostatique périphérique des lymphocytes T dudonneur est un facteur déterminant de l’évolution bénéfique ou défavorable de l’allogreffe.Une étude prospective de 107 patients répartis en deux cohortes, l’une aprèsconditionnement myéloablatif, l’autre après divers protocoles de conditionnement d’intensitéréduite nous a permis de comparer l’impact du degré de lymphopénie et d’inflammation sur lestaux systémiques d’IL-7 et d’IL-15, l’expression de leurs récepteurs par les lymphocytes Tcirculants et l’évolution clinique.Nous confirmons une évolution en miroir des taux plasmatiques d’IL-7 et de lalymphocytose et nous montrons que la cinétique des taux d’IL-7 post-allogreffe est semblablequelque soit l’intensité des protocoles de conditionnements utilisés. En revanche, si les taux d’IL-15présentent une cinétique en miroir similaire à celle de l’IL-7, la valeur au pic et l’aire sous la courbed’IL-15 diffèrent nettement selon le type de conditionnement, mais sont fortement corrélésà la CRP plasmatique.L’incidence des maladies aiguës du greffon contre l’hôte de grade 2 à 4 est similaire dansnos deux cohortes, mais le délai de survenue est plus tardif après un conditionnement réduit. Aprèsanalyse multivariée, notre étude permet de conclure à l’intérêt prospectif de la déterminationprécoce des taux plasmatiques d’IL-7 : dans les conditionnements myéloablatifs, un taux d’IL-7supérieur à 11,9 pg/mL à J+14 est prédictif, tandis que dans les conditionnements réduits, c’est untaux supérieur à 5,9 pg/mL à J+30 qui s’avère prédictif. Dans notre cohorte de patients sousconditionnement myéloablatif, de faibles taux d’IL-15 à J+14 sont associés en analyse univariée etmultivariée à la survenue ultérieure d’une rechute de l’hémopathie maligne. Une relation similairemais plus tardive (J+90) est retrouvée chez les receveurs d’un conditionnement réduit.Outre l’intérêt prospectif pour les patients de la détermination précoce des tauxplasmatiques d’IL-7 et d’IL-15, cette étude comparative a permis de cerner d’une part le rôleessentiel de la lymphopénie dans l’accumulation d’une concentration critique d’IL-7 nécessairepour piloter l’expansion homéostatique des cellules T matures et, d’autre part l’impact du contexteinflammatoire sur l’augmentation de la concentration plasmatique d’IL-15. Celle-ci, par son actiondirecte sur les l’expansion des cellules T CD8+ mémoires et ses effets contributifs à l’expansionhoméostatique des cellules T naïves, apparaît renforcer l’action de l’IL-7 en potentialisant son rôledans l’alloréactivité, bénéfique en terme de protection vis-à-vis de la rechute mais délétère enterme de réaction de greffon contre hôte. / My PhD was realised in the research team EA2686 at the Pole of Immunology in the Center of Biology Pathology of Lille under the direction of Doctor Myriam Labalette and in collaboration with Professor Ibrahim Yakoub-Agha from the department of Blood Diseases in the Hospital of Lille. The central line of the my work concern the implication of the different subpopulations of naive and memory T cells in the immune reconstitution and the main events post allograft of hematopoietic stem cells (HSC). 1)Study of factors controlling the homeostatic proliferation of T cells after allograft : By a prospective study, our team showed that the dynamic of reconstitution of subpopulations of naive and memory T cells during the immune reconstitution after allograft of HSC affects the occurrence of late events (Yakoub-Agha, 2009). The homeostatic proliferation of donor T cell provided by the graft and possibly also by the few residual recipient T cells is involved in the initial reconstitution of the lymphocyte compartment. Two main homeostatic cytokines are involved in this way of expansion of T cells after allograft, IL-7 and IL-15. We determined the precocious plasmatic level of these cytokines and the degree of expression of their receptor, IL-7Ralpha chain (CD127) and IL-15Rbeta chain (CD122) on the subpopulations of naive and memory T cells during the immune reconstitution post allograft. a) In 40 recipients of HSC with a myeloablative conditioning, our prospective study showed variations of IL-7 and IL-15 level during the first weeks post-graft. The plasmatic levels increased strongly to peak at day+14. Then, the concentrations return to a normal range around day+30. The increase of IL-7 and IL-15 levels observed during the first days post-graft could be due to an increase of production in response to the lymphopenia. However, at day+14 post-graft, we notice real important variations of IL-7 and IL-15 level among patients (range 3.8–30.2 and 14.3–66 pg/ml, respectively). A high level of IL-7 (&#8805;11,9 pg/mL) at day+14 post-graft, when recipients are strongly lymphopenic, is a predictive factor of a risk of occurrence of acute GVHD (HR= 3.63 ; P= .014) compared to others factors known to favour independently this complication (reinfection to CMV, sex-mismatch). The relapse of disease is significantly associated to low level of IL-15 at day+14 (<33.3 pg/mL) (HR= 0.93; P= .035) (Thiant, 2010). b) In a prospective group of 45 recipients of HSC with a reduced conditioning inducing a lower degree of lymphopenia, the occurrence of acute GVHD is significantly associated to the plasmatic level of IL-7 and IL-15 at day+30 post-graft. This later lag is explained by the modalities of conditioning inducing a lower lymphopenia and the later occurrence of acute GVHD (median time= 42 days) compared to recipients with myeloablative conditioning (median time= 30 days). We also showed that levels of cytokines a month after the graft, affect the degree of expression of receptors, IL-7R&#945; and IL-15R&#946; (Thiant, 2010). c) The increase of IL-7 could, in some conditions, suggest a failure of the receptivity by the IL-7Ralpha chain. We established a project of collaboration with the Professor Klaus Müller’s team from the Hospital of Copenhagen, which highlighted the presence of polymorphisms located on the nucleotidic sequence encoding the IL-7R alpha chain in recipients of bone marrow (Shamim, 2006). The polymorphism +510 is correlated to the level of IL-7 and represents a factor of risk of occurrence of acute GVHD (P=.049). We know that this polymorphism induces a modification of amino acid in the sequence but the consequences on the functionality of the receptor of IL-7 are not known yet. [...]

Les mécanismes assurant l'homéostasie du compartiment lymphocytaire T périphériqueveillent à préserver à la fois le nombre, la diversité et la qualité des cellules T qui le composent. Cesmécanismes sont fortement sollicités chez un receveur d'allogreffe de cellules soucheshématopoïétiques puisqu'une déplétion initiale plus ou moins intense de son compartimentlymphocytaire périphérique est induite par le conditionnement pré-greffe. Le retour àl'homéostasie s'effectue grâce à la prolifération homéostatique des lymphocytes du donneurapportés par le greffon non manipulé, avant la reconstitution beaucoup plus tardive d'uncompartiment lymphocytaire T naïf opérationnel, en fonction des capacités de thymopoïèse dureceveur. L'IL-7 et l'IL-15, qui jouent un rôle majeur dans la survie des cellules T naïves et/oumémoires, participent étroitement à l'expansion des cellules T induite par la lymphopénie etméritent à ce titre le qualificatif de cytokines homéostatiques.Des protocoles de conditionnement d'intensité variable exposent à un risque équivalent demaladie du greffon contre l'hôte, sinon de rechute, en dépit de l'induction d'un degré variabled'inflammation. Ceci suggère que l'expansion homéostatique périphérique des lymphocytes T dudonneur est un facteur déterminant de l'évolution bénéfique ou défavorable de l'allogreffe.Une étude prospective de 107 patients répartis en deux cohortes, l'une aprèsconditionnement myéloablatif, l'autre après divers protocoles de conditionnement d'intensitéréduite nous a permis de comparer l'impact du degré de lymphopénie et d'inflammation sur lestaux systémiques d'IL-7 et d'IL-15, l'expression de leurs récepteurs par les lymphocytes Tcirculants et l'évolution clinique.Nous confirmons une évolution en miroir des taux plasmatiques d'IL-7 et de lalymphocytose et nous montrons que la cinétique des taux d'IL-7 post-allogreffe est semblablequelque soit l'intensité des protocoles de conditionnements utilisés. En revanche, si les taux d'IL-15présentent une cinétique en miroir similaire à celle de l'IL-7, la valeur au pic et l'aire sous la courbed'IL-15 diffèrent nettement selon le type de conditionnement, mais sont fortement corrélésà la CRP plasmatique.L'incidence des maladies aiguës du greffon contre l'hôte de grade 2 à 4 est similaire dansnos deux cohortes, mais le délai de survenue est plus tardif après un conditionnement réduit. Aprèsanalyse multivariée, notre étude permet de conclure à l'intérêt prospectif de la déterminationprécoce des taux plasmatiques d'IL-7 : dans les conditionnements myéloablatifs, un taux d'IL-7supérieur à 11,9 pg/mL à J+14 est prédictif, tandis que dans les conditionnements réduits, c'est untaux supérieur à 5,9 pg/mL à J+30 qui s'avère prédictif. Dans notre cohorte de patients sousconditionnement myéloablatif, de faibles taux d'IL-15 à J+14 sont associés en analyse univariée etmultivariée à la survenue ultérieure d'une rechute de l'hémopathie maligne. Une relation similairemais plus tardive (J+90) est retrouvée chez les receveurs d'un conditionnement réduit.Outre l'intérêt prospectif pour les patients de la détermination précoce des tauxplasmatiques d'IL-7 et d'IL-15, cette étude comparative a permis de cerner d'une part le rôleessentiel de la lymphopénie dans l'accumulation d'une concentration critique d'IL-7 nécessairepour piloter l'expansion homéostatique des cellules T matures et, d'autre part l'impact du contexteinflammatoire sur l'augmentation de la concentration plasmatique d'IL-15. Celle-ci, par son actiondirecte sur les l'expansion des cellules T CD8+ mémoires et ses effets contributifs à l'expansionhoméostatique des cellules T naïves, apparaît renforcer l'action de l'IL-7 en potentialisant son rôledans l'alloréactivité, bénéfique en terme de protection vis-à-vis de la rechute mais délétère enterme de réaction de greffon contre hôte.

La GVH chronique (cGVHD) est une complication fréquente de l’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH) dont la physiopathologie demeure partiellement comprise. Les données disponibles ont établi le rôle des lymphocytes T (LT) et B (LB) au cours de la cGVHD, mais la qualité de leur interaction et les sous-types de LT impliqués restent à définir. L’interaction entre les LT et les LB se fait au niveau du centre germinatif (CG) aboutissant à la production de LB mémoires et de cellules productrices d’anticorps de haute affinité grâce aux signaux d’aide reçus par les LT folliculaires helpers (TFH) finement contrôlés par une population régulatrice (TFR). La possibilité d’interroger les évènements se déroulant au niveau du CG par l’analyse de leur contingent circulant (c) nous a permis de mieux comprendre la physiopathologie de la cGVHD. En effet, la signature phénotype des cTFH suggère un gain de fonction au cours de la cGVHD, confirmée par étude fonctionnelle, et corrélant avec le phénotype des LB observé. De plus, les mécanismes de régulation apparaissent défectueux au cours de la cGVHD, puisque les cTFR présentent un défaut numérique expliqué par un défaut de résistance à l’apoptose et de prolifération. D’autre part, nous avons analysé une population de LT CD4+CD146+CCR5+, leur conférant une capacité de migration au travers des structures endothéliales et vers les sites inflammatoires. Cette population est significativement augmentée au cours de la cGVHD, et les modèles murins de cGVHD recevant des splénocytes de souris CD146-/- voient leur score clinique amélioré. L’expression de CD146 est associée à une polarisation Th17 justifiant un traitement par TMP778 (inhibiteur de RORγt) améliorant la cGVHD chez la souris. L’analyse de ces populations révèle des anomalies de la balance effecteurrégulateur et de potentielles cibles thérapeutiques à évaluer en clinique. / Chronic GVHD (cGVHD) remains a major complication of allogeneic stem cell transplantation and its pathogenesis poorly understood. Previous reports established the role of T cells and B cells during cGVHD, but the quality of their interaction and T cell subsets involved remain to be defined. T cell – B cell crosstalk occurs in the germinal center generating memory B cells and high affinity antibody secreting cells consecutively to signals provided by T follicular helper cells (TFH) which are tightly controlled by a regulatory subset (TFR). The opportunity to interrogate events occurring in the germinal center through the analysis of their circulating contingent (c), allowed us to better understand cGVHD pathogenesis. cTFH phenotypic signature suggest an enhanced function during cGVHD, confirmed in functional studies, and correlating with observed B cell phenotype. In addition, regulatory mechanisms appeared defective during cGVHD, as cTFR showed a numerical deficiency, explained by a defect in resistance to apoptosis and low proliferative capacity. We also studied a T cell subset expressing CD4+CD146+CCR5+, giving the capacity to migrate through endothelial structures and toward inflammatory sites. This population is significantly increased during cGVHD, and cGVHD murine models receiving splenocytes from CD146-/- mice showed improved clinical score. CD146 expression is associated with a Th17 polarization justifying a treatment by TMP778 (RORγt inhibitor) improving cGVHD in mice. The analysis of these different populations revealed an abnormal effector-regulator balance and potential therapeutic targets to evaluate in clinic.

L’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH) reste à l’heure actuelle la seule thérapie curative de nombreuses hémopathies malignes. Les lymphocytes T (LT) du donneur constituent une immunothérapie contre les cellules de la leucémie (ou lymphome) appelé effet « GVL » pour « Graft versus Leukemia ». Malheureusement cet effet est intimement lié à la maladie du greffon contre l’hôte appelée « GVH » pour « Graft versus Host » (destruction des cellules saines du receveur par les LT du donneur). L’allogreffe de CSH est de plus en plus souvent réalisées avec des greffons mobilisés par du G-CSF. Quelques publications identifient des cellules immunosuppressives avec un phénotype peu précis CD11b+ Gr1+ induites par le G-CSF pouvant regrouper plusieurs sous-types cellulaires et sans trouver de contre-partie humaine ou avec un mécanisme d’action peu clair. Nous avons démontré que le G-CSF mobilise chez l’homme, dans la fraction CD34+ du greffon, une population monocytaire. Lorsqu’elle représente plus de 12% des CD34+, les receveurs ont une incidence moindre de la GVH aiguë. Cette même population est phénotypiquement et fonctionnellement conservée chez la souris. En réponse à l’IFN-γ relargué par les LT allogéniques, elle produit de l’Oxyde Nitrique capable d’induire l’apoptose de ces LT in vitro. In vivo, nous avons pu décortiquer (chez la souris uniquement) les mécanismes de régulation de la GVH aiguë. Les LT apoptotiques phagocytés par les macrophages capables alors de devenir tolérogènes en produisant du TGF-β et ainsi d’induire des LT régulateurs. Dans le modèle murin d’allogreffe de CSH, le transfert adoptif de cette population purifiée protège le receveur de la GVH aiguë. Nous pensons que si cette population peut être cultivée et expandue ex vivo, elle pourrait être une thérapie cellulaire préventive contre la GVH. / Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation (Allo-HSCT) is the most effective immunotherapy for acute leukemia, due to the development of graft-versus-leukemia (GVL) effect mediated by alloreactive donor T cells. However, donor T cells specific for recipient alloantigens are also responsible for graft-versus-host disease (GVHD), a life-threatening complication that frequently occurs after allo-HSCT. The administration of Granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) is routinely performed to collect Peripheral Blood Stem Cells (PBSC) from healthy donors for allo-HSCT. Few studies identified that G-CSF can induce myeloid suppressive cells in mice (CD11b+ Gr1+) with no human counterpart. We demonstrated in our study that G-CSF can induce a new population named CD34+Monocyte. The cumulative incidence of acute grade II to IV GVHD following allo-HSCT was lower in patients receiving grafts containing CD34+ monocyte frequencies above 12% of the CD34+ population. In mice, we demonstrated that G-CSF mobilized a highly conserved CD34+ monocyte population. CD34+Monocytes require T cell-mediated IFN-γ to produce Nitric Oxide that inhibits T cell activation and proliferation. In vivo, we report that CD34+ monocyte-derived NO regulates the alloreactive response by inducing T cell apoptosis and subsequently, the induction of regulatory T cells. In fact, uptake of apoptotic T cells by macrophages triggers them to produce high levels of TGF-β that drives the expansion of Tregs and induces immune tolerance. Such tolerogenic monocytes could represent a good candidate for the development of novel immunoregulatory and therapeutic cellular therapies.

Le greffon de sang placentaire permet d’accéder aux indications de l’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH) en l’absence de disponibilité d’un donneur non apparenté compatible. De part ses propriétés intrinsèques, cette source n’expose pas à un risque plus élevée de réaction de greffon contre l’hôte (GVH) au regard des incompatibilités qu’elle autorise ni à un taux plus élevé de rechutes. En revanche, elle comporte un risque supérieur de non prise de greffe et une reconstitution immunologique post‐greffe retardée responsable d’une morbidité et d’une mortalité liées aux infections. L ‘expansion homéostatique périphérique des lymphocytes T du sang placentaire est un facteur déterminant de l’évolution bénéfique ou défavorable de l’allogreffe de CSH de sang placentaire. Dans les premières semaines post‐greffe, la prolifération homéostatique des cellules T joue un rôle critique par son implication dans l’immunité anti‐tumorale et antiinfectieuse. Cette dualité qui a été le fil conducteur de ce travail de thèse est délicate à maitriser car elle concerne des cellules T dont les propriétés sont tout à fait singulières. Il s’agit de cellules T naïves pour la plupart fraichement émigrées du thymus, leur nombre est limité et elles contiennent un contingent non négligeable des cellules T régulatrices.Dans ce contexte, l’impact d’une lymphodéplétion profonde engendrée par l’utilisation du sérum anti‐lymphocytaire (SAL) est encore largement méconnu et tout particulièrement dans le cadre de l’allogreffe de sang placentaire.La première partie de nos travaux comprend deux études rétrospectives évaluant l’impact du sérum anti‐lymphocytaire dans les greffes de sang placentaires après conditionnement myéloablatif et après conditionnement atténué. Les résultats de ces deux études concordent : le SAL est responsable d’une lymphodéplétion profonde chez le receveur qui diminue le taux de GVH aiguë de grade II à IV sans améliorer notablement la prise de greffe. En revanche, il est associé à une altération de la survie globale en aggravant sévèrement la 6 mortalité liée à la procédure. Dans ces deux études, nous avons retrouvé une augmentation du taux de complications infectieuses chez les receveurs qui ont bénéficié d’un conditionnement avec SAL. Au travers des données recueillies, nous avons également observé que les cellules immunocompétentes présentes dans le sang placentaire sont souvent très altérées : en moyenne, seulement 40% d’entre elles sont viables et vont donc pouvoir participer activement à la reconstitution immunitaire post‐greffe.La constatation de cette fragilité des cellules T de sang de cordon nous a conduit à son évaluation in vitro. L’analyse de la viabilité des lymphocytes T démontre qu’elle est globalement médiocre mais variable en fonction des cordons au cours des tous premiers jours de culture sans que les conditions de recueil ou de stockage ne puissent être incriminées. Cette viabilité peut être améliorée par l’exposition quotidienne des cellules T à de faible dose (100 pg/mL) d’interleukine‐7 (IL‐7) sans potentialiser la réponse allogénique. Le risque in vivo d’augmenter significativement l’alloréactivité en utilisant l’IL‐7 avec des greffons non‐manipulés ne peut être occulté. Toutefois, les résultats obtenus in vitro lors de la stimulation allogénique des cellules T de sang de cordon en présence d’IL‐7 montre qu’à faibles doses, celle‐ci améliore préférentiellement la viabilité des lymphocytes quiescents, non engagés dans la réponse alloréactive.L’ensemble de ces résultats souligne l’intérêt d’une connaissance précise non seulement de la quantité mais aussi de la qualité des cellules T de sang de cordon infusées lors de l’allogreffe. Les thérapeutiques actuelles et à venir bloquant leur réactivité ou au contraire potentialisant leur viabilité doivent intégrer cette donnée pour mieux maitriser leur action potentielle et l’adapter au cas par cas. / The placental blood graft provides access to indications for hematopoietic stem cell transplantation (CSH) in the absence of availability of a compatible unrelated donor.

La réaction du greffon contre l’hôte (GvH) est responsable d’un grand taux de morbidité et de mortalité chez les patients recevant des greffes de cellules souches (GCSH) allogéniques. Dans ce contexte, les cellules T régulatrices sont largement étudiées et semblent avoir un grand potentiel d’utilisation dans le domaine de la thérapie cellulaire de la GvH. Parmi les populations cellulaires T régulatrices, les lymphocytes T CD4-CD8- TCRαβ+ « Doubles-Négatifs » (DN), qui ne représentent que 1-3% des lymphocytes T, ont été décrits. Ces cellules ont des propriétés inhibitrices de la réponse immunitaire qui s’avèrent spécifiques aux antigènes auxquels elles ont préalablement été exposées. La répression de la réponse immunitaire par les cellules T DN régulatrices semble être un mécanisme important impliqué dans l’induction de la tolérance aux allo-antigènes. De plus, ces cellules confèrent une tolérance immunitaire dans des modèles de greffes allogéniques et xénogéniques. En effet, ces cellules ont la capacité d’inhiber la réaction contre un allo-antigène auquel elles ont été exposées, sans inhiber la réaction contre un allo-antigène inconnu. Les cellules T DN ont été isolées et caractérisées chez l’homme où elles ont la capacité d’interagir avec des cellules présentatrices d’antigènes (APCs) par un contact cellulaire, comme chez la souris. Cependant, leur capacité immunomodulatrice reste inconnue chez l’humain. Notre objectif consistait donc principalement à étudier le rôle et le mécanisme d’action des cellules T DN régulatrices humaines in vitro, en étudiant leur capacité à inhiber une réaction lymphocytaire mixte (MLR). Nous avons montré que les cellules T DN stimulées par un allo-antigène donné inhibent des cellules syngéniques effectrices dirigées contre ce même alloantigène mais n’inhibent pas des cellules syngéniques effectrices dirigées contre un autre alloantigène, démontrant ainsi la spécificité aux antigènes de ces cellules. De plus, les T DN non stimulées par un allo-antigène n’ont pas de rôle inhibiteur. Cependant, durant cette inhibition, nous n’observons pas de modulation de l’expression des marqueurs d’activation et d’induction de l’apoptose. Afin d’étudier le mécanisme d’action des cellules T DN, nous avons mesuré l’expression intracellulaire de la granzyme B. Les résultats démontrent que les cellules T DN stimulées expriment un niveau significativement plus élevé de granzyme B que les cellules T DN non-stimulées par l’allo-antigène. Ceci suggère que l’immunosuppression induite par les cellules T DN stimulées pourrait passer par la voie granzyme B. Le mécanisme utilisé par ces cellules reste à être confirmé par nos futures expériences. / Graft-versus-Host Disease (GvHD) is a major cause of morbidity and mortality in patients receiving an allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation (HSCT). Many regulatory T cell populations have been studied and shown to have immunosuppressive properties in GvHD. Among these populations, Double Negative CD4-CD8-TCRαβ+ regulatory T cells (DN T) have been described. These cells represent 1-3% of all T cell lymphocytes and are known to have antigen-specific inhibitory functions of the immune response. The suppression of an immune response by DN T cells seems to be an important mechanism involved in the induction of tolerance to allo-antigens. Moreover, these cells also confer immune tolerance in models of allogeneic and xenogenic grafts. DN T cells have the ability to suppress syngeneic T CD4+ and T CD8+ cells in an antigen-specific manner. Therefore, these DN T cells can inhibit the reaction caused by syngeneic effector cells against a specific alloantigen to which they have been previously exposed. However, they cannot inhibit a reaction directed against an unknown alloantigen. Human DN T cells have been isolated and characterized as cells that have the capacity to interact with APCs by cell-to-cell contact, just like in mice. However, their immunomodulatory properties are still unknown in humans. The goal of our project was to study the role and immunomodulatory functions of human DN T cells in Mixed Lymphocyte Reactions (MLR). The MLRs have allowed us to demonstrate that DN T cells, after having been stimulated by an allo-antigen, have an antigen-specific inhibitory function towards the syngeneic effector cells reacting against the same alloantigen that they have been exposed to. Interestingly, they do not inhibit the reaction of these effector cells against an unknown alloantigen. However, stimulated DN T cells did not modulate the expression of the activation markers expressed by the effector cells and did not give a death signal to these cells either. Moreover, we also wanted to study how DN T cells have an immunosuppressive activity. Therefore, we compared the expression of Granzyme B in stimulated versus non-stimulated cells. Our results suggest that DN T cells may use the Granzyme B pathway to immunosuppress the effector cells. In conclusion, our results demonstrate that DN T cells have an antigen-specific inhibitory function. The mechanism used by these DN T cells remains to be confirmed with our future experiments.

La réaction du greffon contre l’hôte (GvH) est responsable d’un grand taux de morbidité et de mortalité chez les patients recevant des greffes de cellules souches (GCSH) allogéniques. Dans ce contexte, les cellules T régulatrices sont largement étudiées et semblent avoir un grand potentiel d’utilisation dans le domaine de la thérapie cellulaire de la GvH. Parmi les populations cellulaires T régulatrices, les lymphocytes T CD4-CD8- TCRαβ+ « Doubles-Négatifs » (DN), qui ne représentent que 1-3% des lymphocytes T, ont été décrits. Ces cellules ont des propriétés inhibitrices de la réponse immunitaire qui s’avèrent spécifiques aux antigènes auxquels elles ont préalablement été exposées. La répression de la réponse immunitaire par les cellules T DN régulatrices semble être un mécanisme important impliqué dans l’induction de la tolérance aux allo-antigènes. De plus, ces cellules confèrent une tolérance immunitaire dans des modèles de greffes allogéniques et xénogéniques. En effet, ces cellules ont la capacité d’inhiber la réaction contre un allo-antigène auquel elles ont été exposées, sans inhiber la réaction contre un allo-antigène inconnu. Les cellules T DN ont été isolées et caractérisées chez l’homme où elles ont la capacité d’interagir avec des cellules présentatrices d’antigènes (APCs) par un contact cellulaire, comme chez la souris. Cependant, leur capacité immunomodulatrice reste inconnue chez l’humain. Notre objectif consistait donc principalement à étudier le rôle et le mécanisme d’action des cellules T DN régulatrices humaines in vitro, en étudiant leur capacité à inhiber une réaction lymphocytaire mixte (MLR). Nous avons montré que les cellules T DN stimulées par un allo-antigène donné inhibent des cellules syngéniques effectrices dirigées contre ce même alloantigène mais n’inhibent pas des cellules syngéniques effectrices dirigées contre un autre alloantigène, démontrant ainsi la spécificité aux antigènes de ces cellules. De plus, les T DN non stimulées par un allo-antigène n’ont pas de rôle inhibiteur. Cependant, durant cette inhibition, nous n’observons pas de modulation de l’expression des marqueurs d’activation et d’induction de l’apoptose. Afin d’étudier le mécanisme d’action des cellules T DN, nous avons mesuré l’expression intracellulaire de la granzyme B. Les résultats démontrent que les cellules T DN stimulées expriment un niveau significativement plus élevé de granzyme B que les cellules T DN non-stimulées par l’allo-antigène. Ceci suggère que l’immunosuppression induite par les cellules T DN stimulées pourrait passer par la voie granzyme B. Le mécanisme utilisé par ces cellules reste à être confirmé par nos futures expériences. / Graft-versus-Host Disease (GvHD) is a major cause of morbidity and mortality in patients receiving an allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation (HSCT). Many regulatory T cell populations have been studied and shown to have immunosuppressive properties in GvHD. Among these populations, Double Negative CD4-CD8-TCRαβ+ regulatory T cells (DN T) have been described. These cells represent 1-3% of all T cell lymphocytes and are known to have antigen-specific inhibitory functions of the immune response. The suppression of an immune response by DN T cells seems to be an important mechanism involved in the induction of tolerance to allo-antigens. Moreover, these cells also confer immune tolerance in models of allogeneic and xenogenic grafts. DN T cells have the ability to suppress syngeneic T CD4+ and T CD8+ cells in an antigen-specific manner. Therefore, these DN T cells can inhibit the reaction caused by syngeneic effector cells against a specific alloantigen to which they have been previously exposed. However, they cannot inhibit a reaction directed against an unknown alloantigen. Human DN T cells have been isolated and characterized as cells that have the capacity to interact with APCs by cell-to-cell contact, just like in mice. However, their immunomodulatory properties are still unknown in humans. The goal of our project was to study the role and immunomodulatory functions of human DN T cells in Mixed Lymphocyte Reactions (MLR). The MLRs have allowed us to demonstrate that DN T cells, after having been stimulated by an allo-antigen, have an antigen-specific inhibitory function towards the syngeneic effector cells reacting against the same alloantigen that they have been exposed to. Interestingly, they do not inhibit the reaction of these effector cells against an unknown alloantigen. However, stimulated DN T cells did not modulate the expression of the activation markers expressed by the effector cells and did not give a death signal to these cells either. Moreover, we also wanted to study how DN T cells have an immunosuppressive activity. Therefore, we compared the expression of Granzyme B in stimulated versus non-stimulated cells. Our results suggest that DN T cells may use the Granzyme B pathway to immunosuppress the effector cells. In conclusion, our results demonstrate that DN T cells have an antigen-specific inhibitory function. The mechanism used by these DN T cells remains to be confirmed with our future experiments.

La survenue de la maladie du greffon contre l’hôte aiguë (GVHa) après l’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH) reste une source majeure de mortalité et morbidité pour laquelle des avancées thérapeutiques restent indispensables. Les lymphocytes NKT invariants (iNKT) possèdent de multiples propriétés à potentiel immuno-régulateur et anti-tumoral, mais peu de données existent chez l’homme dans le cadre de l’allogreffe de CSH. Nous avons récemment montré qu’une bonne reconstitution en iNKT post greffe ainsi qu’une bonne richesse et capacité d’expansion des iNKT du greffon, notamment du sous type CD4-, étaient corrélés à une moindre survenue de GVHa chez les patients. Ce travail avait pour objectif de déterminer quel sous type de iNKT humain pouvait réguler la réponse allo-immune et ses mécanismes d’action. Dans le modèle murin humanisé de xéno-GVH, chez la souris NSG, nous avons mis en évidence que le sous-type iNKT CD4- humain ,contrairement au sous type CD4+, permettait de diminuer la survenue de GVH et d’améliorer la survie des souris NSG greffées avec des PBMC humains enrichis ou non en lymphocytes iNKT. Nous avons montré de façon concordante, in vivo et in vitro, que les iNKT CD4- humains diminuent le profil Th1 et Th17 des lymphocytes T conventionnels et leur marqueurs d’activation après stimulation allo- et xéno-génique. Par ailleurs, les iNKT CD4- humains induisent la mortalité des cellules dendritiques in vitro et in vivo, contrairement au sous-type iNKT CD4+ qui induit leur maturation. Par contre, les iNKT CD4- n’ont pas d’impact sur les lymphocytes T régulateurs, ni sur la prolifération des T conventionnels. Ils n’altèrent pas non plus la qualité de la prise de greffe des cellules humaines dans la souris NSG. Nous concluons, que contrairement aux iNKT murins, le sous-type iNKT CD4- humain, et non pas CD4+, est capable de diminuer la survenue de xéno-GVH dans le modèle murin NSG par une régulation directe de la réponse immune allogénique. Ces résultats obtenus dans ce modèle préclinique ouvrent la possibilité d’une nouvelle thérapie cellulaire utilisant ces cellules chez l’homme pour prévenir la survenue de GVH aiguë. / The occurrence of acute graft versus host disease (aGVHD) after allogeneic stem cell transplantation (allo-SCT) is a major source of mortality and morbidity and new therapeutic advances are urgently needed. Despite the numerous immunomodulatory properties depicted for the iNKT lymphocytes, there are few studies of these lymphocytes in human allo-SCT and GVHD setting. We previously reported that a higher iNKT reconstitution in patients after allo-SCT and higher graft CD4- iNKT expansion rates, were associated with reduced risk of aGVHD in patients. In this study we aimed to assess a direct immune regulatory role of CD4+ or CD4- iNKT subsets and their mechanisms of action during the allo-immune response. We demonstrated that the human iNKT CD4- subset, but not the CD4+ subset, was associated with reduced xeno-GVHD and prolonged survival of humanized NSG mice infused with human PBSC with or without iNKT cells. We also concomitantly showed, both in vitro and in vivo, that human iNKT CD4- could dampen Th1 and Th17 conventional T cell allo and xeno-responses as well as T cell activation markers. In addition, whereas iNKT CD4+ could stimulate DC maturation, iNKT CD4- induced their apoptosis, in vitro and in vivo. We did not observe any impact on regulatory T cells and conventional T cell proliferation. iNKT CD4- did not impact the engraftment of human cells in NSG mice. We conclude that, by contrast with mice, in humans, the CD4- subset and not their CD4+ counterpart can directly down-regulate the allo-immune response. These results obtained in a robust humanized preclinical xeno-GVH mice model could open new strategies of cellular therapy in the prevention of acute GVHD.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Nous avons évalué les effets de l'association d'un nouvel analogue du sirolimus, le SDZ RAD, et une nouvelle formulation de la CsA, le Néoral, sur la survie d'allogreffe dans le modèle de transplantation orthotopique de l'intestin grêle chez le rat. Les huit groupes (n=6) inclus dans cette étude comprenaient deux groupes témoins, des allogreffes et des isogreffes, et trois combinaisons pour l'évaluation des réactions immunes HVG [Lewis (LEW) x Brown Norway (BN) (LBN)-F1 -LEW], GVH (LEW-F1 ), et GVH et HVG combinés (BN-LEW). Les deux médicaments étaient administrés par voie orale pour une période allant jusqu'à 90 jours. Deux tests de fonction servaient à évaluer l'état fonctionnel de l'allogreffe: le test de perméabilité au 51Cr-EDTA et le test d'absorption du maltose. Pour le modèle HVG, le groupe contrôle na·1f démontre un temps de survie moyen (MTS) de 9.5 ± 1 .0 jours. Les groupes traités avec le SDZ RAD ne démontrent pas une réponse relative à la dose: 1.0 mg/kg/J, MST 17.3 ± 5.4 jours (p=0.001 ); 2.5 mg/kg/J, MTS 19.2 ± 4.8 jours (p=0.001 ); il en est de même avec les groupes traités avec le Néoral: 2.0 mg/kg/j, MTS 15.0 ± 1.7 jours (p=0.001); 5.0 mg/kg/j, MTS 28.8 ± 5.7 jours, (p=0.001 ). Comparée aux résultats de la monothérapie avec chaque médicament, leur association démontre une interaction synergique forte ou très forte: SDZ-RAD 1.0 mg/kg/j + Néoral 2.0 mg/kg/j, MTS 57.8 ± 6.7 jours, (p=0.001, index de combinaison (IC)=0.095); SDZ RAD 2.5 mg/kg/j + Néoral 5.0 mg/kg/j, MTS 70.5±12.8 (p=0.001, Cl=0.112). Les mêmes types de résultats sont obtenus dans le modèle de GVH: SDZ RAD 1.0 mg/kg/j + Néoral 2.0 mg/kg{j, MTS 48.5 ± 6.4 jours, (p=0.001, IC=0.027); SDZ-RAD 2.5 mg/kg/j + Néoral 5.0 kg/mg{j, MTS 63.0 ± 13.6 jours, (p=0.001, Cl=0.020). Ces résultats démontrent une interaction synergique très forte en comparaison à la monothérapie avec SDZ RAD 1.0 mg/kg/j, MTS ·15.3 ± 1.7 jours, (p=0.001); SDZ RAD 2.5 mg/kg{j, MTS 21.7 ± 3.0 jours, (p=0.001); Néoral 2.0 mg/kg/J, MTS 17. 7 ± 1.4 jours (p=0.001 ); Néoral 5.0 mg/kg/j, MTS 27.8 ± 4.4 jours (p=0.001 ); pour les contrôles na'ffs: MTS 8.3 ± 1.2 jours. Pour le modèle de combiné de HVG et GVH , l'association SDZ RAD 1.0 mg/kg{j + Néoral 2.0 mg/kg/j (MTS 52.3 ± 5.4 jours, Cl=0.070) , SDZ RAD 2.5 mg/kg/j + Néoral 5.0 mg/kg/j (MTS 69.0 ± 5.3 jours, Cl=0.301) représente une interaction synergique forte. Le test de perméabilité au 51Cr-EDTA révèle une perte de fonction pour les groupes traités à cause du rejet et reflète une crise de rejet durant les 2ème et 3ème semaines postopératoires. Le test d'absorption du maltose ne révèle rien de concluant concernant des crises de rejet. Par contre, il refléte une perte de fonction pour les groupes subissant le rejet. Nous concluons que la thérapie concomitante SDZ RAD et Néoral procure un effet synergique important dans l'inhibition des réactions immunes HVG, GVH, et HVG-GVH dans le modèle de la transplantation de l'intestin grêle chez le rat.