NK cells, which are part of the innate immune system, are increasingly gaining attention, especially due to their cytotoxic ability to kill tumor cells of certain lines and certain viral, bacterial or parasitic infestation of the body. They lay a role in organ transplantation, the fight against HIV and other autoimmune diseases. NK cells have been studied since the 70th of the 20th century, but the structures and physiological ligands of their receptors remain only partially understood, as does the exact role of these cells in the organism. They communicate with others through their receptors, that recognize the lack of expression of MHC class I glycoproteins on the surface of target cells, thereby preventing cell recognition by cytotoxic lymphocytes. This diploma thesis deals with the research of receptors from cattle (Bos taurus), which is not a traditional laboratory animal and my task was to contribute to research of the structure of this group of proteins. I dealt with the recombinant production of some of the most important representatives of NK receptors CD69, NKRP1 and NKG2D in bacterial cells. The findings published in this thesis are a continuation of my bachelor thesis and together can be beneficial for further research into structural proteins and thus may help as in veterinary medicine...

Le syndrome de Sézary (SS) est un variant leucémique et érythrodermique de lymphomes T cutanés épidermotropes. Son diagnostic repose à la fois sur des critères cliniques, la présence de lymphocytes T à noyau atypique cérébriforme sur un frottis sanguin et la mise en évidence dans la peau, les ganglions et le sang d’un clone lymphocytaire T CD4+. Notre laboratoire a identifié KIR3DL2 comme premier marqueur membranaire spécifique des cellules tumorales de Sézary. KIR3DL2 peut ainsi être utilisé pour le diagnostic et le suivi des patients atteints du SS. Toutefois, aucune étude n’a démontré de lien entre sa structure de récepteur inhibiteur et sa fonction dans les lymphocytes tumoraux de Sézary, et plus particulièrement son implication possible dans les mécanismes régulant la prolifération et/ou la résistance à l’apoptose des cellules tumorales.Au cours de ce travail deux axes ont été développés :- Un premier axe visant à mieux comprendre la fonction de KIR3DL2 et les mécanismes de signalisation intracellulaire initiés lors de son engagement par l’anticorps AZ158 dans les lymphocytes T tumoraux de Sézary. Nos résultats mettent en évidence un rôle de corécepteur inhibiteur pour KIR3DL2 dans les cellules tumorales de Sézary. En effet, l’engagement de KIR3DL2 inhibe la prolifération et l’AICD induites par la stimulation CD3, cette inhibition étant corrélée à une modulation négative des signaux médiés par le TCR. Ainsi, KIR3DL2 ne se comporte pas comme une unité de signalisation indépendante dans les cellules tumorales de Sézary, contrairement à ce qui est observé dans les cellules NK.- Un second axe portant sur l’évaluation d’une nouvelle fonction de KIR3DL2 comme récepteur pour les ODN CpG. Ainsi, nous rapportons pour la première fois un effet direct de l’ODN CpG sur les cellules tumorales T CD4+ de Sézary. En effet, nous avons observé un effet apoptotique de l’ODN CpG-C caspases-dépendant sur les lignées et les cellules tumorales circulantes. De plus, le traitement des cellules tumorales de patients Sézary avec l’ODN CpG-C conduit à une inhibition de l’activation constitutive du facteur de transcription STAT3.La réalisation de cette étude a permis de mieux comprendre la fonction et les mécanismes initiés à partir de KIR3DL2 dans les cellules tumorales T CD4+ de Sézary. De plus, ce travail ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques basées sur le ciblage direct et spécifique des cellules tumorales de Sézary pouvant être associé à une stimulation des acteurs immuns grâce à l’action des ODN CpG. / Sézary syndrome (SS) is an aggressive leukemic and erythrodermic variant of cutaneous T-cell lymphoma. It is characterized by the presence of a clonal CD4+ T lymphocyte population in the skin, lymph nodes and peripheral blood. Our laboratory has previously identified the NK cell receptor KIR3DL2 as a valuable diagnostic and prognostic marker for the detection of the tumoral T cell burden of Sézary syndrome patients. However, the function of this receptor on the malignant T lymphocyte population remained unexplored. The specific expression of KIR3DL2 by SS patients malignant cells prompted us to investigate its possible influence on mechanisms regulating the tumoral cells outgrowth and apoptosis process.To this aim, two axes were developed. The first axis aimed to highlight the function of KIR3DL2 on the malignant T lymphocyte population and to elucidate the intracellular signaling mechanisms initiated by engagement of the receptor with the monoclonal antibody AZ158. Our results show that KIR3DL2 can exert an inhibitory co-receptor function in malignant Sézary cells. Indeed, triggering of KIR3DL2 inhibits the CD3-mediated proliferation and cell death of the CD4+ KIR3DL2+ cells, this inhibition being correlated to a down-modulation of the TCR-mediated signals. Thus, KIR3DL2 does not behave as an independent signaling unit in Sézary cells, unlike NK cells.The second axis aimed to evaluate a new function of KIR3DL2 as CpG ODN receptor. We show for the first time a direct effect of CpG ODN on tumoral CD4+ T Sézary cells. Thus, we observed a caspase-dependent apoptotic effect of CpG ODN-C on Sézary cell lines and circulating malignant T cells. This process of cellular death is correlated to a dephosphorylation of the transcription factor STAT3, which is found constitutively phosphorylated and activated in Sézary cells.This study has provided new insights into the function and the intracellular signaling pathways initiated by KIR3DL2 in malignant Sézary T cells. Furthermore, this work opens new therapeutic perspectives based on the direct and specific targeting of tumor cells that could be associated to immune cell stimulation through the use of ODN CpG.

Natural killer (NK) cells play a significant role in the detection and destruction of virally infected and tumor cells. The NKR-P1 receptors regulate NK cell function by an alternative missing-self recognition system. Although the NKR-P1 receptors were among the first surface NK receptors identified on rodent NK cells more than 20 years ago, there is still very little known about their biological function and their physiological ligands. Furthermore, no three-dimensional structure of any of the NKR-P1 family receptors has been published so far. To understand the functional architecture of mouse NKR-P1 receptors, we developed a simple and efficient protocol providing large amounts of pure soluble NKR-P1 proteins. The crystal structure of mouse NKR-P1A, determined at 1.7 A resolution, is the first structure of a representative of the NKR-P1 family. Crystal structure is formed by a compact C-type lectin-like domain and an extended loop that participates in domain swapping. A potential role of the swapped loop has been suggested in natural ligand binding by in silico studies. However, chemical cross-linking and H/D exchange in combination with high resolution mass spectrometry revealed this loop in close proximity to the compact core in solution. The discrepancy between the crystal and solution structure...

Les lymphomes T périphériques (PTCLs) sont des entités hétérogènes dont la classification a récemment été révisée. Plus de 25 entités de lymphomes T ou NK matures sont ainsi classées selon leur présentation clinico-biologique et leur origine cellulaire présumée, justifiant l’étude approfondie de leur phénotype. Des récepteurs NK (NKRs) ont été mis en évidence dans certains lymphomes cutanés. En outre, un lymphome intra-épithélial intestinal, appelé maladie coeliaque réfractaire de type II (MCRII), dérive d’un lymphocyte caractérisé par des marqueurs T et NK. Ces constatations nous ont amenés à évaluer l’expression de NKRs sur un panel représentatif de PTCLs, constitué en particulier de PTCLs primitifs intestinaux et de leucémies/lymphomes T de l’adulte associés à l’HTLV-1 (ATL). Dans l’ATL, nous montrons que KIR3DL2 est exprimé par les cellules tumorales des formes aigües. Le virus HTLV-1 et la méthylation de son promoteur jouent un rôle dans l’expression de KIR3DL2. Enfin, un anticorps monoclonal dirigé contre KIR3DL2, IPH4102, est capable de tuer spécifiquement les cellules primaires d’ATL KIR3DL2 ex vivo par un mécanisme dépendant d’effecteurs NK autologues. Dans les lymphoproliférations T intestinales primitives, nous montrons que NKp46 est un nouveau biomarqueur pour leur diagnostic et leur stratification thérapeutique. En effet, NKp46 est exprimé sur les cellules anormales de la MCRII, et sur les lymphomes T primitifs intestinaux agressifs, mais pas sur les indolents et les MC non compliquées. Enfin, les cellules primaires exprimant NKp46 sont sensibles ex vivo à la cytotoxicité induite par un anticorps monoclonal dirigé contre NKp46 et couplé à une toxine.Ces résultats nous ont permis de discuter l’origine cellulaire de ces lymphomes et le rôle de ces NKRs dans la lymphomagénèse. Dans une optique translationnelle, l’expression des NKRs peut aider au diagnostic de ces entités parfois difficiles à individualiser, et enfin constituer une cible thérapeutique intéressante. / Peripheral T-cell lymphoma (PTCLs) are heterogeneous entities whose classification has recently been revised. More than 25 entities are thus classified according to their clinico-biological presentation and their presumed cellular origin, justifying the in-depth study of their phenotype. NK receptors (NKRs) have been demonstrated in some cutaneous lymphomas. In addition, a less known intestinal lymphoma, called type II refractory celiac disease (RCDII), arises from an intraepithelial lymphocyte characterized by T and NK markers. These findings led us to evaluate the expression of NKRs on a representative panel of PTCLs, focusing on primary gastrointestinal (GI) T-cell lymphoproliferative diseases (T-LPD) and HTLV-1 associated adult T leukemia/lymphoma (ATL).In ATL, we show that KIR3DL2 expression is mainly associated with acute-type ATL. HTLV-1 has a preferential tropism for KIR3DL2+ lymphocytes and may play a role in KIR3DL2 expression induction, combined with the hypomethylation status of KIR3DL2 promoter. The benefit of targeting KIR3DL2 by IPH4102 should be further investigating in acute ATL patients.In GI T-LPD, we show that NKp46 is a novel biomarker useful for diagnosis and therapeutic stratification, as NKp46 is a hallmark of RCDII tumor cells, shared by EATL. Strong preclinical rationale identifies anti-NKp46-PBD as a promising therapy for RCDII, EATL and MEITL.These results allowed us to discuss the cellular origin of these lymphomas and the role of NKRs in lymphomagenesis. From a translational point of view, NKRs could represent useful biomarkers in these entities that are sometimes difficult to individualize, and finally constitute an interesting therapeutic target.