Les glycosaminoglycanes (GAGs) sont des polysaccharides sulfatés qui participent à de nombreux processus physiologiques, via leurs interactions avec un large panel de médiateurs extracellulaires. Parmi ces facteurs, l’interleukine-4 (IL-4) joue un rôle central dans la polarisation M2 des macrophages. Bien que cette cytokine soit un ligand des GAGs, peu d’études ont été réalisées sur le rôle de ces interactions. Dans ce contexte, la première partie de ma thèse a porté sur le rôle des GAGs dans la polarisation M2 des macrophages. Nous avons montré que les activités de l’IL-4 sont dépendantes de sa fixation sur des GAGs 6-O-sulfatés. La sulfatation des GAGs est finement régulée par plusieurs familles d’enzymes, dont l’expression varie en fonction du type cellulaire et de l’environnement. Nous avons alors analysé les variations d’expression de ces enzymes de sulfatation au cours de la polarisation des macrophages. Nos résultats montrent qu’en fonction de leur phénotype, les macrophages expriment des GAGs différents, ce qui peut leur conférer des fonctions spécifiques. En effet, contrairement aux M1 pro-inflammatoires, les M2 sécrètent des facteurs de remodelage tissulaire et de tolérance immunitaire, ce qui peut favoriser la progression des tumeurs. Nous avons vérifié que les GAGs des M2 présentent le FGF-2 aux cellules cancéreuses, suggérant leur participation dans les mécanismes pro-tumoraux. Finalement, le dernier volet de ma thèse a porté sur le rôle des GAGs dans le cancer du sein. Nous avons confirmé que les GAGs sont de bons ligands pour les sélectines et qu’ils pourraient favoriser la promotion des métastases distantes. / Glycosaminoglycans (GAGs) are sulfated polysaccharides involved in many physiological processes, through their interactions with a wide range of extracellular mediators. Among these factors, interleukin-4 (IL-4) has a central role in the M2 polarization of macrophages. Although this cytokine is a ligand of GAGs, only a few studies have been performed on the physiological role of these interactions. In this context, the first part of my thesis focused on the role of GAGs in M2 macrophage polarization. We showed that the responses induced by IL-4 are dependent on the binding to 6-O-sulfated GAGs. The reactions of GAG sulfation are tightly regulated by several families of enzymes, for which the expression is dependent on cell type and environment. Then we analyzed changes in the expression of these sulfating enzymes during macrophage polarization. Our results showed that macrophages produced different GAGs based on their phenotype, which may give them specific functions. In contrast to pro-inflammatory M1 cells, M2 macrophages release factors involved in tissue remodeling and immune tolerance, which may enhance tumor progression. We verified that GAGs are capable of presenting FGF-2 to cancer cells, thus suggesting their involvement in pro-tumoral mechanisms. Finally, the role of GAGs in breast cancer was investigated in the last part of my thesis. Our results confirmed that GAGs are good ligands for selectins, so that they could promote distant metastasis.

Le rationnel pour l’utilisation des agonistes des Toll-Like Récepteurs (TLR) dans le traitement du cancer repose sur leurs effets bénéfiques au niveau des cellules du système immunitaire permettant une stimulation de la réponse immunitaire innée et adaptative. Cependant, certains types de cellules tumorales expriment les TLRs qui, une fois activés, peuvent déclencher des effets “délétères” comme la tumorigénèse.Pour mieux disséquer les effets biologiques directs et indirects d’un agoniste de TLR3, l’acide polyadenylique-polyurydilique (poly(A:U)), nous avons utilisé deux modèles tumoraux murins exprimant TLR3 et ne répondant pas à la chimiothérapie, mais capables de produire des grandes quantités de CCL5 et CXCL10 en réponse au poly(A:U) et à l’IFN de type I. In vivo, la combinaison chimiothérapie – poly(A:U) n’a permis d’obtenir qu’une faible activité anti tumorale sauf lorsqu’une vaccination contre les antigènes tumoraux est inclue dans le protocole de traitement et le récepteur CCR5 est bloqué (souris Ccr5-/- ou souris sauvages traitées avec MetRANTES). L’efficacité anti tumorale du traitement combiné est associée à l’induction de cellules T CD8+CXCR3+IFNγ+ et est perdue chez les souris nu/nu, Trif-/- et Cxcr3-/-. La source du ligand de CCR5 est constituée par les cellules tumorales dont la voie TLR3 est activée. L’efficacité du traitement combiné sur ces cellules a été améliorée en inhibant la production de CCL5 à l’aide d’un shARN spécifique pour CCL5. Ces résultats soutiennent la notion que le poly(A:U) peut directement agir sur l’épithélium tumoral pour promouvoir la libération de CXCL10 qui a un effet bénéfique (recrutement des LTCs), mais aussi la sécrétion de CCL5 qui a un rôle délétère (action sur des immunosuppresseurs au niveau de l’hôte). Le découplage des effets opposés des chimiokines et la vaccination anti tumorale préalable peuvent permettre aux LTCs dépendant des ligands de CXCR3 d’infirmer l’action d’immunosuppression CCR5 dépendante et devraient être intégrés dans les essais cliniques à venir utilisant les agonistes de TLR3. / The rationale for the use of Toll –Like Receptor (TLR) agonists in cancer therapy relies upon their “beneficial” effects on immune cells leading to enhanced innate and adaptive immune responses. However, a variety of cancer epithelia express TLRs which, upon triggering, may mediate “deleterious” effects such as tumorigenesis. To further dissect the direct versus indirect biological effects of the TLR3 agonist polyadenylic-polyuridylic acid (poly(A:U)), we took advantage of two murine tumor models expressing TLR3 that failed to respond to chemotherapy but did produce large amounts of CCL5 and CXCL10 in response to the poly(A:U) and type I IFN. In vivo, the combination of chemotherapy and poly(A:U) mediated low tumoricidal activity unless a vaccination against tumor antigens was included in the regimen and the CCR5 receptor was blocked (CCR5 loss-of-function mice or WT animals treated with MetRANTES). The antitumor efficacy of the combination therapy was associated with the elicitation of CD8+CXCR3+IFN+ T cells and abrogated in nu/nu, Trif-/- and Cxcr3-/- mice. The source of CCR5L is the TLR3-activated tumor cells in that stable inhibition of the chemokine production by specific shRNA CCL5 ameliorated the efficacy of the combination therapy. These results support the notion that poly(A:U) can directly act on tumor epithelia to promote the release of beneficial CXCL10 for the recruitment of intratumoral CTLs but also the release of deleterious CCL5 acting on host immunosuppressors. Uncoupling chemokine release and prior vaccination may enable the CXCR3L-dependent CTLs to overrule the CCR5-dependent suppression and may be integrated in future trials using TLR3 agonists.