Depuis la formulation de la théorie de l’immuno-surveillance en 1957 par Burnet et Thomas, le monde scientifique s’est efforcé d’identifier les cellules immunitaires impliquées dans ce processus. Les lymphocytes Natural Killer (NK) constituent une composant majeure de l’immuno-surveillance innée dans plusieurs cancers hématologiques et solides. L’activité des lymphocytes NK passe principalement par une grande variété de récepteurs avec un rôle activateur ou inhibiteur. Parmi les récepteurs activateurs présents à la surface des lymphocytes NK, le récepteur NCR3/NKp30 a un rôle majeur dans la toxicité directe contre la cellule cible et dans l’activation des cellules dendritiques.Les tumeurs stromales gastrointestinales (GIST) et le Neuroblastome (NB) sont deux tumeurs sensibles à l’immuno-surveillance par les lymphocytes NK. Dans une étude récente notre équipe a démontré que l’épissage alternatif du gène NCR3/NKp30 peut être déterminant dans la fonction NK et dans la survie des patients atteints de GIST.Afin de caractériser les lymphocytes infiltrant le GIST, nous avons effectué une recherche visant à analyser l’infiltrat des lymphocytes CD3+, des lymphocytes T régulateurs (Treg) et des lymphocytes NK dans des tumeurs GIST localisés, et corréler ces résultats à la survie des patients. Nous avons mis en évidence que, avant traitement, les lymphocytes NK sont surtout localisés au niveau des fibres trabéculaires qui entourent la tumeur, alors que les lymphocytes T sont localisé à l’intérieur de la tumeur en contact avec les cellules tumorales qui expriment HLA-I.Nous avons aussi observé que les cellules NK ont un phénotype plutôt CD56bright et migrent à l’intérieur de la tumeur après traitement par Imatinib. L’analyse de survie a mis en évidence que les lymphocytes NK et T peuvent prédire la survie sans progression (PFS). Ces résultats mettent en évidence l’importance de l’infiltrat immunitaire dans la prédiction du risque de rechute dans le GIST et surlignent l’importance de viser une réponse immunitaire dans les protocoles thérapeutiques.Nous avons ensuite déterminé la proportion de lymphocytes NK dans le sang périphérique et dans la moelle dans une cohorte de Neuroblastome (NB) localisé et métastatique : une infiltration plus important par les NK CD56bright a été observé chez les patients présentant une maladie métastatique et chez les patients avec une réponse mineure au traitement d’induction. De plus, les NK présents dans les échantillons de moelle osseuse infiltrés par les neuroblastes, présentaient une expression plus basse du récepteur NKp30. L’expression du ligand de NKp30, B7-H6, a été mise en évidence sur les neuroblastes infiltrant la moelle osseuse, et sa forme soluble, sB7-H6, a été retrouvée être positivement corrélée à l’extension de maladie et inversement à la réponse au traitement d’induction. L’analyse de l’épissage alternatif du gène NCR3/NKp30 a permis de mettre en évidence l’impact des isoformes NKp30 sur la survie sans progression chez les patients atteints de NB de haut risque en maladie minimale résiduelle après chimiothérapie d’induction. En particulier, les patients présentant un taux élevé de l’isoforme pro-inflammatoire (NKp30b) par rapport à l’isoforme immunosuppressive (NKp30c), présentent une meilleure survie sans évènement. Nous avons aussi démontré le rôle des monocytes dans l’amplification de la réponse NKp30 dépendant. Les résultats de notre recherche dans le GIST et dans le NB, deux maladies différentes mais toutes les deux sensibles aux lymphocytes NK, surlignent l’importance d’intégrer de nouvelles options thérapeutiques aptes à cibler le système immunitaire. / Since Burnet and Thomas formulated in 1957 the cancer immunosurveillance theory, the scientific world has made tremendous progress to identify the immune cells involved in this process. Natural Killer (NK) cells have emerged as a major component of the innate immunosurveillance of several hematological and solid malignancies. The activity of NK-cells is mainly mediated through their wide variety of receptors with activating and inhibitory functions. Among the versatile receptors present on NK cells, the activating receptor NCR3/NKp30 is a major receptor involved in both direct killing of target cells and mutual NK and dendritic cell activation.Gastrointestinal stromal tumors (GIST) and Neuroblastoma (NB) are known to be tumors sensitive to NK immunosurveillance. In a recent study we showed that alternative splicing of NCR3/NKp30 gene can affect NK cell function and GIST patient’s outcome.In order to better characterize the GIST tumor-infiltrating lymphocytes, we analyzed the CD3+, T regulatory (Treg) and NK lymphocytes infiltration within primary localized GIST tumors and we determined their prognostic value. We described that, before treatment, NK cells are mainly localized in fibrous trabeculae while T lymphocytes are in the tumor nests in HLA-I positive tumor cells contact. Moreover infiltrating NK cells displayed a secreting CD56bright phenotype, and accumulate in tumor nests after Imatinib (IM) treatment. Importantly CD3+ and NK lymphocytes independently predicted progression free survival (PFS). These results highlight the importance of the immune infiltrate in re-define the GIST risk stratification and allow enhancing the immune response in the therapeutic decisions.We next investigated the proportions of NK cells in blood and bone marrow (BM) in a cohort of localized and metastatic NB; a high proportion of CD56bright NK cells was associated with metastatic NB and with poor response to induction treatment within the metastatic NB. Moreover, infiltrated BM presented NKp30 down regulation. The expression of the NKp30 ligand, B7-H6, was found on BM neuroblasts, while the soluble protein, sB7-H6 correlated with resistance to treatment. Furthermore the transcriptional status of NKp30/NCR3 dictated the event-free survival rates of HR-NBs with minimal residual disease post-induction chemotherapy: in particular patients presenting a high proportion of the immunosuppressive isoform (NKp30c) compared to the pro-inflammatory isoform (NKp30b), presented a worse outcome. We further demonstrated the significant role of monocytes to amplify the NKp30 activation response.These researches in GIST and NB, two different but at the meantime NK-sensitive diseases support the effort to define new immunological therapeutic approaches and to determine their optimal use.

Depuis ces 10 dernières années, l’immunothérapie est à l’avant-garde de la thérapie anticancéreuse. Les cellules Natural Killer (NK) font partie du système immunitaire inné et possèdent la capacité unique de lyser les cellules tumorales sans activation préalable par un antigène spécifique. Elles jouent un rôle majeur dans le contrôle de plusieurs cancers hématologiques et solides dont les tumeurs stromales gastrointestinales (GIST). Leur activation dépend de l’équilibre entre leurs récepteurs activateurs et inhibiteurs. Les Natural Cytotoxicity Receptors (NCR) font partis des récepteurs activateurs les plus importants dans leur reconnaissance des cibles et comprennent le NKp30, NKp44 et NKp46. Le NKp30 possède 3 isoformes: NKp30a et NKp30b sont immunostimulantes induisant la sécrétion d’Interféron (IFN) γ et de Tumor necrosis factor (TNF) α alors que NKp30c est immunosuppressive favorisant la production d’interleukine 10 (IL-10). L’IFNγ est un puissant activateur des cellules immunitaires tandis que l’IL-10 est une cytokine anti-inflammatoire. Le TNFα a été décrit initialement comme un facteur sérique induisant la nécrose des tumeurs, cependant son rôle a depuis été élargi à des fonctions homéostatiques. De nombreuses études laissent à penser que les fonctions antitumorales des cellules NK ne se limitent pas à l’élimination des cellules tumorales. Malgré les progrès importants réalisés dans la compréhension des cellules NK, de nombreux travaux sont encore à mener pour exploiter pleinement leur potentiel antitumoral.Notre équipe a démontré l’importance capitale des cellules NK dans les GIST. Ainsi l’infiltrat NK prédit la survie sans progression des patients. De plus nous avons montré que l’expression préférentielle de l’isoforme immunosuppressive NKp30c impactait négativement le pronostic des patients GIST. Suite à ces résultats, nous avons cherché à mieux caractériser l’impact des isoformes du récepteur NKp30 chez les patients GIST en réponse à l’IM. Dans un premier temps, nous avons démontré qu’un haut ratio d’expression entre NKp30b et NKp30c prédisait une meilleure réponse à l’imatinib mesylate (IM, un inhibiteur de tyrosine kinase, traitement de référence des GIST) et que l’expression des isoformes de NKp30 impactait l’environnement cytokinique de la tumeur. De plus, nous avons établi pour la première fois le lien entre la présence de ligands solubles de NKp30, B7 Homolog 6 soluble (sB7-H6) et BCL2 Associated Athanogene 6 soluble (sBAG6), et la diminution de la survie sans évènement des patients GIST traités à l’IM.Malgré l’infiltration immunitaire de nombreuses tumeurs, les fonctions antitumorales des lymphocytes sont inhibées par le microenvironnement tumoral. Ainsi, nous avons étudié quelles voies de signalisation étaient associées à l’inhibition des cellules NK présentes dans cet environnement. Pour cela, nous avons réalisé un microarray à partir des cellules NK infiltrant les GIST et avons mis en évidence le rôle délétère de la voie TNFα/TNF Receptor 2/Baculoviral IAP Repeat Containing 3 (BIRC3)/TNF Receptor Associated Factor 1 (TRAF1) dans la fonctionnalité des cellules NK. En effet, l’activation de cette voie dans les cellules NK entraine la diminution de la transcription du gène du récepteur activateur NKp46 ainsi que son expression membranaire. Cette diminution était corrélée avec l’expression de l’isoforme NKp30c. Par ailleurs, nous avons pu mettre en évidence chez la souris que le TNFα facilitait la dissémination métastatique de la lignée tumorale sensible aux cellules NK B16F10.Nos résultats sur les cellules NK ont renforcé leur grand potentiel en tant que cible thérapeutique pour l’immunothérapie anticancéreuse. En effet, l’importance du récepteur NKp30 et de ses isoformes dans la prédiction de la réponse à l’IM dans les GIST et la mise en évidence d’un nouveau mécanisme inhibiteur des cellules NK par la voie TNFα/TNFR2/BIRC3/TRAF1 ouvrent la voie à de nouvelles stratégies dans le traitement des cancers. / Over the last 10 years, immunotherapy has been at the forefront of cancer therapy. Natural Killer (NK) cells are part of the innate immune system and have the unique ability to lyse tumor cells without any antigen specific priming. They have a key prognostic role in several hematological and solid cancers including gastrointestinal stromal tumors (GIST). A balance between activating and inhibitory receptors triggers NK cell activation. Natural cytotoxicity receptors (NCR) are among the most clinically relevant activating receptors and include NKp30, NKp44 and NKp46. NKp30 can be expressed in 3 different isoforms: NKp30a and NKp30b are both immunostimulatory, inducing interferon (IFN) γ and tumor necrosis factor (TNF) α secretion whereas NKp30c is immunosuppressive, producing interleukin 10 (IL-10). IFNγ is a potent activator of immune cells whereas IL-10 is an anti-inflammatory cytokine. TNFα was first described as a serum factor, inducing tumor necrosis but its role has since been broadened to homeostatic functions. Ample evidence suggests that anti-tumor functions of NK cells are tightly regulated and expand far beyond the simple killing of malignant cells. Despite the tremendous progress in understanding NK cell biology, further work is warranted to fully exploit the anticancer potential of these cells.Our group demonstrated the crucial role that NK cells have in GIST. Indeed, NK cell infiltrate positively correlates with progression-free survival. Moreover, we showed that the preferential expression of the immunosuppressive isoform NKp30c, negatively impacts the clinical outcome of GIST patients. To further extend these observations, we explored the influence of various NKp30 isoforms in GIST patients.Firstly, we revealed that a high ratio between the expression of NKp30b and NKp30c isoforms predicted a stronger imatinib mesylate (IM) response (a tyrosine kinase inhibitor, TKI – first line standard of care in GIST) and that tumor cytokine milieu is modified following NKp30 isoform expression. Furthermore, we demonstrated a link between the presence of soluble ligands of NKp30, soluble B7 Homolog 6 (sB7-H6) and soluble BCL2 Associated Athanogene 6 (sBAG6), and a decrease in event-free survival in IM-treated GIST patients.Despite the presence of immune infiltration in many tumors, antitumor functions of lymphocytes are inhibited by the tumor microenvironment. Thus, we explored which signaling pathways were associated with NK cell inhibition in the tumor microenvironment. To do so, we performed a microarray from GIST infiltrating NK cells which highlighted the deleterious effect of TNFα/TNF Receptor 2/Baculoviral IAP Repeat Containing 3 (BIRC3)/TNF Receptor Associated Factor 1 (TRAF1) pathway on the function of NK cells. Next, we demonstrated that activation of this pathway in NK cells decreased gene transcription and protein expression of the activating receptor NKp46 (also called Natural Cytotoxicity Triggering Receptor 1 NCR1). This decrease positively correlated with NKp30c isoform expression. Moreover we showed that in mice, TNFα increases the metastatic dissemination of the NK sensitive tumor cell line, B16F10.Results from our research on NK cells strengthen the potential of NK cells as a therapeutic target for anti-tumor immunotherapy. Taken together, this thesis demonstrates the key role of the NKp30 receptor and its isoforms in the IM therapy as predictive marker in GIST response and describes for the first time a new NK cell inhibitory mechanism via the TNFα/TNFR2/BIRC3/TRAF1 pathway, paving the way for novel therapeutic strategies in cancer treatment.

B7-H6, un membre de la famille B7, est exprimé sur diverses cellules tumorales humaines et active les cellules NK via NKp30. En revanche, B7-H6 n'est pas détecté à la surface d'aucunes cellules saines testées. Mon projet de thèse était d'identifier les mécanismes impliqués dans l'induction du gène B7-H6 et savoir si d'autres conditions que la transformation tumorale peuvent induire l'expression de B7-H6.Nous avons montré que B7-H6 est induit de façon sélective à la surface de neutrophiles et de monocytes CD14+CD16+, suite à des stimulations de type inflammatoire in vitro et in vivo. De plus, cette expression est de mauvais pronostic pour la survie de patients atteints de sepsis sévère. Nous avons également mis en évidence une forme soluble de B7-H6 produite, in vitro par des monocytes et des neutrophiles activés, et in vivo chez certains patients atteints de sepsis sévère à Gram négatif. Fait intéressant, cette forme soluble semble bloquer l'activité des cellules NK et avoir une tendance à être de mauvais pronostic pour la survie de ces patients.Par conséquent, mes travaux renforcent le concept immunologique selon lequel les ligands des récepteurs NK activateurs sont sous-exprimés dans les cellules saines et subissent une dérégulation qui les surexprime dans les cellules qui subissent. De plus, B7-H6 apparait comme un acteur potentiel dans l'immunité innée antibactérienne. La description systématique du profile de B7-H6 chez les patients atteins de sepsis pourrait permettre d'envisager de nouvelles prises en charge thérapeutiques basé sur les cellules NK et B7-H6 et aider à classer les patients en fonction de leur risque de développer une forme sévère de la maladie. / B7-H6, a new member of the B7 family, is expressed on several human tumor cells and triggers NKp30-mediated activation of human NK cells. However, B7-H6 is not detected in any normal cells tested. My thesis project was to identify the mechanisms causing the induction of B7-H6 gene and whether conditions other than tumor transformation could lead to B7-H6 expression. During my thesis, we showed that B7-H6 is selectively induced at the surface of neutrophils and CD14+CD16+ monocytes upon inflammatory stimulation in vitro and in vivo, these cells could also triggers NKp30-mediated activation of human NK cells in a context of inflammation. Moreover, this expression is a poor prognosis for survival of patients with severe sepsis. We also detected a soluble form of B7-H6 produced in vitro by activated neutrophils and monocytes, and in vivo in some patients with severe Gram-negative sepsis. Interestingly, this soluble form appears to block the activity of NK cells and have a tendency to be a poor prognosis for survival of these patients.Therefore, my work supports the immune concept that ligands of NK activating receptors are downregulated in normal cells and undergo deregulation that overexpressed in cells upon stress such as tumors, infection and inflammation. In addition, B7-H6 appears as a potential player in the antibacterial innate immunity. The systematic description of B7-H6 in patients with sepsis could allow to envisage new therapeutic treatment based on NK cells and B7-H6 and help classify patients according to their risk of developing a severe form of disease.

Depuis peu, l’immunothérapie a émergé comme une nouvelle stratégie chez les patients atteint de Cancer Bronchique Non à Petites Cellules (CBNPC), confirmant ainsi le rôle du système immunitaire dans cette maladie. Malgré ces nouveaux traitements (thérapies ciblées, immunothérapie), les taux de réponses restent faibles avec un impact modeste sur la survie globale. Des biomarqueurs sont donc nécessaire pour définir les populations cibles de ces traitements. Une des pistes explorées est le statut immunitaire des patients, en effet celui-ci a un impact pronostic et pourrait influencer la réponse aux traitements standards tels que la chimiothérapie, les thérapies ciblées et même l’immunothérapie. Parmi les cellules du système immunitaire, les cellules Natural Killer (NK) auraient un rôle effecteur dans le CBNPC. Il est maintenant clairement établit que les cellules NK favorisent la mise en place d’une immunité adaptative fonctionnelle et efficace. Ainsi une altération des fonctions NK pourrait être un mécanisme associé à l’échappement à l’immunité adaptative de la tumeur. Dans notre première étude, nous avons mis en évidence que les exosomes de cellules dendritiques stimulaient les cellules NK via NKp30, cette activité étant associée à un gain de survie sans progression chez des malades inopérables porteurs d’un CBNPC avancé. Notre second projet a révélé, pour la première fois, un rôle pronostic des transcrits de NCR3 (gène de NKp30) chez des patients naïfs de tout traitement. L’activation des cellules NK via NKp30 pourrait être une stratégie efficace d’immunomodulation chez les patients atteints de CBNPC avancé. Ces travaux confirment le rôle important des cellules NK dans le CBNPC avancé. / Recently, immunotherapy has emerged as a new strategy in Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) patients, confirming the key role of the immune system in this disease. Despite these new treatments (targeted therapies, immunotherapy), response rates remain low with a modest impact on overall survival. Biomarkers are needed to define the target population of these treatments. One of the options explored is the immune status; indeed the immune status of cancer patients has a prognosis impact and may influence the response to standard treatments such as chemotherapy, targeted therapies and even immunotherapy. Among the immune cells, Natural Killer cells (NK) have an effector role in NSCLC. It is now established that NK cells can promote a functional and efficient adaptive immunity. Therefore, an impaired NK functions could be a mechanism associated with the escape from adaptive immunity of the tumor. In our first study, we demonstrated that exosomes from dendritic cells stimulated NK cells through NKp30, this activity is being associated with improved survival in advanced NSCLC. Our second project has revealed, for the first time, a independent prognostic role of NCR3 transcript (NKp30 gene) for naïve advanced NSCLC. Activation of NK cells via NKp30 could be an effective strategy for immunomodulation in advanced NSCLC patients. These studies confirm a major role of NK cells in advanced NSCLC.

Células dendríticas (DCs) são componentes centrais da imunidade celular, responsáveis pelo priming de linfócitos T naïve. A polarização de linfócitos T é restrita aos sinais fornecidos durante a apresentação do antígeno. Além desses sinais, a origem e natureza de DCs que induzem diferentes perfis de linfócitos T não é totalmente compreendida. Foi investigada a capacidade de células Natural Killer (NK) de modular estágios iniciais da diferenciação de monócitos em DCs e de impactar na sua função de primar e polarizar linfócitos T naïve. DCs derivadas de monócitos pré-co-cultivados com células NK favorecem o priming de linfócitos T CD8 do tipo Tc1/Tc17, com potente capacidade de produção de IFN-γ. Este fenômeno foi dependente de interações longas via NKp30 e da maquinaria citotóxica de células NK desencadeada nas etapas inicias da sua interação com monócitos. Esta interação pode ter implicações na compreensão da imunidade mediada por linfócitos T CD8 e pode ser explorada para imunoterapia em que a produção de IFN-γ por células T CD8 é necessária ou exacerbada. / Dendritic cells (DCs) are central components of cellular immunity, responsible for the priming of naïve T cells. The polarization of T cells is restricted to signals provided during antigen presentation. Besides such signals, the origin and nature of DCs that induce different T cell profiles is not fully understood. The ability of natural killer cells (NK) to modulate early stages of monocytes differentiation into DCs and to impact on DCs function to prime and polarize naïve T cells was investigated. DCs derived from monocytes co-cultured with NK cells support the priming of type Tc1/Tc17 CD8 T cells with potent IFN-γ production capacity. NK cell-mediated cytotoxicity triggered at early stages of NKp30-dependent long-lasting monocytes-NK-cells interactions, mediated the mechanism by which this phenomenon occurred. This interaction may have implications in the understanding of CD8 T cell-mediated immunity and can be exploited for immunotherapy in which IFN-γ production by CD8 T cells is required or exacerbated.

Les cellules Natural Killer (NK) sont non, seulement de précieux effecteurs cytotoxiques de la réponse immunitaire innée dirigée contre les tumeurs et les infections, mais aussi d’importants immunorégulateurs. Leur activation dépend d’une balance complexe entre des signaux émanant de multiples récepteurs, tantôt inhibiteurs, tantôt activateurs. Parmi les récepteurs activateurs, NCR3 représente un acteur important de la lyse tumorale et de l’interaction avec les cellules dendritiques. Dans le but de caractériser la variabilité interindividuelle de la réponse NK et d’établir une référence pour des études ultérieures dans un contexte pathologique, nous avons examiné, dans un échantillon de 43 donneurs sains, les corrélations entre la variabilité fonctionnelle des cellules NK en réponse à la stimulation de leur récepteur NKp30 et le niveau d’expression des transcrits de NCR3 ainsi que celui de la protéine correspondante, au regard du polymorphisme génomique. Nous avons mis en évidence une étroite corrélation entre l’expression membranaire de NKp30 et NKp46 et la fonction cytotoxique NK, mais pas avec la sécrétion de cytokines. Nous avons retrouvé l’effet déjà connu du variant rs986475 sur l’expression de l’un des transcrits alternatifs de NCR3, T3. Nous avons également identifié un autre variant, rs11575836, influençant le niveau de transcrits T1, en relation avec la cytotoxicité induite par la signalisation NKp30. Cette étude pointe le doigt sur la spécificité des voies de signalisation des fonctions NK et le réseau complexe de gènes impliqués dans leur régulation. Nous avons par ailleurs évalué la variabilité génétique de NCR3 dans la myasthénie auto-immune où les cellules NK pourraient jouer un rôle. Le re-séquençage du gène NCR3 n’a pas révélé d’association avec un polymorphisme commun mais a permis d’identifier deux mutations rares, « faux-sens », retrouvées uniquement chez des patients myasthéniques. L’une d’elle, L19R, est non-conservative et représente un candidat particulièrement intéressant à examiner en détail du fait de sa localisation dans une région très conservée dans la phylogénie. Même si de nombreux points restent à élucider, ces résultats indiquent qu’il devrait être possible de relier de façon globale et intégrative le polymorphisme de l’ADN, ainsi que l’expression des transcrits et des protéines, à la réponse fonctionnelle des cellules NK / Natural Killer (NK) cells are not just invaluable cytotoxic effectors of innate immune response against tumors and infections but also important immunoregulators. They are activated by an intricate balance between signals provided by their inhibitory and activating receptors. Among activating receptors, NCR3 can mediate tumor lysis and dendritic cell maturation making it a crucial receptor in NK cell function. Furthermore, a recent study showed that alternative splicing of NCR3 can affect NK cell function and patient responses to treatment. In order to characterize interindividual variability of NK cell response and to set up a reference for future investigations in pathologies, we investigated 43 healthy donors and studied correlations between NK cell functional variability in response to NKp30 triggering with NKp30 transcript and membrane expression in light of genomic polymorphism. We showed a tight correlation between membrane expression of NKp30 and NKp46 with the cytotoxic NK cell response but not with cytokine secretion. In addtion, we identified a new variant influencing T1 NCR3 transcripts, rs11575836, which is associated with NKp30-induced cytotoxicity. This study pointed out the specifity of pathways underlying NK cell function and the complexity of gene networks involved in their regulation. NCR3 genetic variability was also assessed in myasthenia gravis, an autoimmune disease where NK cells seem to be implicated. NCR3 re-sequencing did not shown any association with common polymorphisms but disclosed two rare nonsense mutations that were found only in patients. One of them, L19R, a non-conservative amino acid change, is of particular interest because it is located in a highly-conserved region across phylogeny. Although numerous issues remain to be clarified, our results indicate that it should be possible to integrate information of DNA polymorphism, with that of transcript and membrane protein expression to identify functional patterns in NK cell response

NK cells are important part of immune system, recognizing and eliminating tumor cells and cells infected by viruses. For the target cell recognition, binding of ligands by activating receptors plays a crucial role. Activating receptor NKp30, protein of family of natural cytotoxicity receptors, is able to bind multiple ligands either present on tumor cell surface or being part of some viruses. B7-H6 is one of the ligands of NKp30 and its specific constitutive expression on some tumor cells and cell lines makes it an interesting biological target. Although the NKp30/B7-H6 complex structure has been solved, structural basis of some important features of their binding is not explained yet. Soluble form of NKp30 receptor binding domain creates oligomers, presence of which is dependent on C-terminus length of its domain and its N-glycosylation; however, structural insight into formation of the oligomers and their significance is not known. Furthermore, binding affinity of NKp30 to its ligands is dependent on presence of its glycosylation and glycosylation type. We have already found out that NKp30 oligomerization is dependent on its glycosylation. In my work, I attempted to gain detailed functional and structural information about oligomerization of NKp30 and its binding to B7-H6 by multimethodical...

Les infections chroniques de l’Immunodéficience Humaine et de l’Hépatite C (VIH et VHC) sont à l’origine de pandémies. Malgré des traitements avancés, leurs relations avec le système immunitaire ne sont pas résolues et restent nécessaires pour établir de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les cellules Natural Killer (NK) sont des effecteurs majeurs antiviraux et sont importants pour l’immunité innée et adaptative. Ils contrôlent leur cytotoxicité et leur fonction immunorégulatrice via de multiples récepteurs activateurs et inhibiteurs qui sont enclenchés par interaction avec leurs ligands respectifs. Parmi tous les récepteurs, je me suis particulièrement intéressé aux Natural Cytotoxicity Receptors NKp30 et NKp44. Il est intéressant de noter que le laboratoire a précédemment identifié un épitope conservé de la gp41 du VIH-1 qui induit l’expression du ligand de NKp44 sur des LT CD4+ les rendant susceptibles à la lyse par des cellules NK-NKp44+. Après plusieurs études, le laboratoire a mis en place une stratégie vaccinale basée sur un peptide de l’épitope conservé de la gp41 qui induit chez la souris des Anticorps Neutralisants (AcNs W614A-3S) contre l’infection VIH-1. Alors que le VIH-2 est considéré comme un modèle unique d’une infection VIH contrôlée, les données sur les cellules NK y sont très limitées. Nous avons observé une dérégulation du récepteur NKp30 et une augmentation de ses ligands qui conduisent à des déficiences de leurs fonctions et représentent un nouveau mécanisme de persistance virale. Ensuite, nous avons observé pendant l’infection chronique par le VHC une forte proportion de cellules NK intra-hépatiques exprimant NKp44 qui corrèle avec la fibrose et la charge virale. De plus, nous avons identifié un épitope conservé de la protéine Core du VHC qui induit le ligand de NKp44 sur des lignées hépatiques. Ces données suggèrent que la déplétion des hépatocytes passe par un mécanisme similaire à celui observé pendant l’infection VIH-1. Enfin, une étude sur des patients VIH-1 contrôleurs nous a permis d’identifier la présence d’AcNs W614A-3S qui sont associées au contrôle viral et au maintien de LT CD4+ fonctionnelles. Ces données ont confirmé le potentiel de ces AcNs et, dont leur production par vaccination, ont été confirmée chez le lapin et le singe. Ainsi, ces études apportent de nouvelles données dans les relations entre les cellules NK et le VIH ou le VHC ainsi que de nouvelles stratégies thérapeutiques. Ces études ont notamment confirmé le pouvoir des AcNs W614A-3S dans un vaccin contre le VIH-1. / Human Immunodeficiency and Hepatitis C (HIV and HCV) chronic infections are at the origin of pandemics. Despite advance drug treatments, their relationship with the immune system is not resolved and is still required to establish new therapeutic strategies. Natural Killer (NK) cells are major antiviral effectors of the immune system and are important for innate and adaptive immune processes. They mediate cytotoxicity and immunoregulation via various activator and inhibitor receptors that are triggered upon interaction with their cognate ligands. Among all receptors, I particularly took an interest in Natural Cytotoxicity Receptors NKp30 and NKp44. Interestingly, the lab previously identified a conserved HIV-1 gp41 épitope that induce expression of NKp44 ligand on CD4+ T cells making them susceptible to lyses by NK-NKp44+ cells. After various studies, the lab established a vaccine strategy based on a peptide from the conserved gp41 épitope that induced in mice Neutralizing Antibodies (Nab W614A-3S) against HIV-1 infection. Whereas HIV-2 infection could be considered as a HIV control infection unique model, data on NK cells are very limited. We found a down-modulation of NKp30 receptor and an increased of its ligands that lead to functional impairments of NK cells and could represent a new viral persistence mechanism. Then, during the HCV chronic infection we found a high proportion of intrahepatic NK cells expressing NKp44 that correlates with fibrosis and viral load. Furthermore we identified a conserved épitope of HCV core protein that induced NKp44 ligand on hepatic cell lines. These data suggest that destruction of hepatocyte might occur by a similar mechanism observed during HIV-1 infection. Finally, a study on HIV-1 controllers patients allow us to identify the presence of Nab W614A-3S that correlates with viral control and the preservation of functional CD4+ T cells. These data confirm the potency of this Nab and their induction by vaccination has been also confirmed in rabbit and macaques. Thus, these studies highlight new data regarding relationship between NK cells and HIV or HCV that could represent new therapeutic approaches. These studies especially confirm the potency of Nab W614A-3S to implement a vaccine against HIV-1.

Les cellules Natural Killer (NK) sont non, seulement de précieux effecteurs cytotoxiques de la réponse immunitaire innée dirigée contre les tumeurs et les infections, mais aussi d'importants immunorégulateurs. Leur activation dépend d'une balance complexe entre des signaux émanant de multiples récepteurs, tantôt inhibiteurs, tantôt activateurs. Parmi les récepteurs activateurs, NCR3 représente un acteur important de la lyse tumorale et de l'interaction avec les cellules dendritiques. Dans le but de caractériser la variabilité interindividuelle de la réponse NK et d'établir une référence pour des études ultérieures dans un contexte pathologique, nous avons examiné, dans un échantillon de 43 donneurs sains, les corrélations entre la variabilité fonctionnelle des cellules NK en réponse à la stimulation de leur récepteur NKp30 et le niveau d'expression des transcrits de NCR3 ainsi que celui de la protéine correspondante, au regard du polymorphisme génomique. Nous avons mis en évidence une étroite corrélation entre l'expression membranaire de NKp30 et NKp46 et la fonction cytotoxique NK, mais pas avec la sécrétion de cytokines. Nous avons retrouvé l'effet déjà connu du variant rs986475 sur l'expression de l'un des transcrits alternatifs de NCR3, T3. Nous avons également identifié un autre variant, rs11575836, influençant le niveau de transcrits T1, en relation avec la cytotoxicité induite par la signalisation NKp30. Cette étude pointe le doigt sur la spécificité des voies de signalisation des fonctions NK et le réseau complexe de gènes impliqués dans leur régulation. Nous avons par ailleurs évalué la variabilité génétique de NCR3 dans la myasthénie auto-immune où les cellules NK pourraient jouer un rôle. Le re-séquençage du gène NCR3 n'a pas révélé d'association avec un polymorphisme commun mais a permis d'identifier deux mutations rares, " faux-sens ", retrouvées uniquement chez des patients myasthéniques. L'une d'elle, L19R, est non-conservative et représente un candidat particulièrement intéressant à examiner en détail du fait de sa localisation dans une région très conservée dans la phylogénie. Même si de nombreux points restent à élucider, ces résultats indiquent qu'il devrait être possible de relier de façon globale et intégrative le polymorphisme de l'ADN, ainsi que l'expression des transcrits et des protéines, à la réponse fonctionnelle des cellules NK