Titre de l'écran-titre (visionné le 16 janvier 2023)

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / En liant la portion constante des IgGs, les récepteurs Fcy (FcyRs) participent à l'ingestion des pathogènes opsonisés et des complexes immuns. La régulation fine de cette fonction est requise pour éviter le développement de pathologies autoimmunitaires. Le neutrophile humain est un phagocyte particulier puisqu'il exprime constitutivement deux isoformes activateurs (FcyRIIa et FcyRIIIb), sans toutefois posséder l'isoforme inhibiteur (FcyRIIb). Cette particularité est à l'origine des deux projets présentés dans cette thèse. D'une part, nos travaux ont étudié la coordination des signaux entre les deux isoformes lors de la stimulation du neutrophile humain avec du zymosan opsonisé par des IgGs et avec des complexes d'IgGs aggrégées (HA-IgG). D'abord, une forte interdépendance entre les deux isoformes nécessaire aux fonctions de phagocytose et de production d'anion superoxyde ainsi que pour la génération du profil de phosphorylation sur résidus tyrosine a été observée. Cependant, un influx de calcium extracellulaire essentiel à la phagocytose a été attribué à l'engagement spécifique du FcyRIIIb. Ce rôle exclusif du FcyRIIIb s'avère dépendant de l'intégrité des domaines membranaires résistants aux détergents (DRMs) dans lesquels les deux isoformes sont co-recrutés à la suite de leur engagement. D'autre part, un nouveau mode de régulation de l'activation des FcyRs a été décrit, indépendant de l'inhibition par le FcyRIIb. Par l'entremise de l'ubiquitine-ligase c-Cbl, le FcyRIIa est poly-ubiquitinylé puis dégradé par le protéasome. Ce processus de régulation est contrôlé positivement par la protéine adaptatrice CIN85 de manière dépendante des PKCs classiques. Cette voie s'avère également dépendante de l'intégrité des DRMs, plateforme de colocalisation entre le FcyRIIa, c-Cbl et CTN85. En conclusion, ces travaux ont permis de comprendre la signification biologique de l'expression combinée du FcyRIIa et du FcyRIIIb et l'interdépendance entre ces deux isoformes, tant du point de vue de la signalisation intracellulaire que des fonctions qui en découlent. De plus, un nouveau mode de régulation est proposé pour pallier à l'absence de l'isoforme FcyRIIb sur le neutrophile humain et ainsi éviter l'activation exacerbée des fonctions du neutrophile humain dépendantes de l'engagement des FcyRs.

La dermatite atopique (DA) est une maladie inflammatoire chronique de la peau caractérisée par un épaississement épidermique et un infiltrat dermique de lymphocytes T mémoire activés, macrophages, mastocytes et éosinophiles avec des phases aiguë et chronique associées respectivement à des profils cytokiniques de type Th2 et Th1. Chez la majorité des patients atteints de DA, une augmentation de production d'IgE et IgG totales et spécifiques d'allergènes et d'antigènes microbiens est observée. Les récepteurs de forte et de faible affinité pour l'IgE, FcepsilonRI et FcepsilonRII/CD23 et le récepteur de faible affinité pour l'IgG, FcgammaRIII/CD16, jouent un rôle essentiel dans les maladies allergiques. Dans la peau humaine, ces FcR sont exprimés par des cellules présentatrices d'antigène et des cellules effectrices résidentes ou recrutées au derme durant l'inflammation. Au cours de ce travail, nous avons étudié le rôle de ces FcR dans un modèle murin de DA, qui reproduit la pathologie humaine, en comparant des animaux déficients pour ces FcR aux animaux correspondants de type sauvage (WT). Les symptômes de la DA sont complètement absents chez les souris déficientes en FcRgamma et partiellement inhibés dans les souris déficientes en FcepsilonRI ou CD16. Cette inhibition est corrélée avec une augmentation de l'expression cutanée de l'IL-10 et Foxp3. Alors que FcepsilonRI régule les réponses Th1 et Th2, le recrutement des mastocytes vers les ganglions drainants et la production d'IgE, CD16 régule uniquement la réponse Th2, la prolifération lymphocytaire et la production d'IgG1. FcepsilonRI et CD16 régulent spécifiquement la production de leurs ligands en contrôlant respectivement l'expression ganglionnaire d'IL-4 et d'IL-21. D'une façon importante, l'absence de CD23 aboutit à une inhibition drastique de la pathologie cutanée et, comme celle de FcepsilonRI, à une diminution des réponses cutanées Th1 et Th2 ainsi que de la production sérique de l'IgE mais pas celle de l'IgG1. Par ailleurs, nous avons étudié le rôle régulateur du récepteur nucléaire PPAR-alpha dans ce modèle de DA. En effet, il est exprimé par plusieurs types cellulaires au sein du système immunitaire et possède des propriétés anti-inflammatoires dans d'autres pathologies. Suite à la sensibilisation cutanée, nous avons remarqué que les souris déficientes en PPAR-alpha montrent une exacerbation des réponses cutanée et pulmonaire, et de la production de l'IgE et IgG2a par rapport aux souris WT. Ce phénomène est corrélé avec une exacerbation des réponses moléculaires cutanées Th2 et surtout Th1 ainsi qu'à une augmentation d'expression de NF-kappaB. D'une façon intéressante, l'expression de PPAR-alpha a été diminuée dans les lésions cutanées de patients atteints de DA suggérant donc que cette diminution d'expression puisse contribuer à la pathologie. Enfin, l'application d'un agoniste spécifique de PPAR-alpha diminue significativement la pathologie expérimentale. Nos travaux ont donc précisé la contribution des IgE/FcepsilonR et IgG/FcgammaR à la physiopathologie de la DA. Ces derniers, comme PPAR-alpha, constituent des cibles thérapeutiques potentielles pour cette affection.

Les antigènes exprimés sur les cellules cancéreuses peuvent être ciblées par des anticorps monoclonaux thérapeutiques (mAbs) capables, d'induire une réduction de la masse tumorale. Dans la plupart des cas, la fixation des mAbs à la surface des cellules tumorales induit, par la portion Fc, le recrutement de cellules phagocytaires et cytotoxiques qui expriment des récepteurs pour la pour la portion Fc des IgG (RFcy). Chez l'homme et chez la souris plusieurs RFcy existent et ont différentes fonctions et expression à la surface des cellules hématopoïétiques. En revanche, lequel parmi les multiples RFcy est responsable pour l'activité thérapeutique des anticorps monoclonaux n'est pas connu, ni quelle population cellulaire qui les exprime est responsable de la destruction des cellules tumorales. Au cours de ma thèse j'ai développé deux modèles d'immunothérapie à base d'anticorps monoclonaux chez la souris : un modèle syngenique (Melanome B16) et un modèle xenogenique (Cancer du sein humain BT474). Dans ces modèles, l'injection de l'anticorps murin TA99 qui reconnaît la protéine gp75 exprimée par les cellules tumorales B16, d'une part, et l'injection de l'anticorps humanisé Trastuzumab qui reconnaît le récepteur HER2 exprimé par les cellules BT474, d'autre part, induit une réduction de la masse tumorale. En utilisant ces deux modèles j'ai identifié des récepteurs murins (RFcyI/RFcyIII) et humains (RFcyI/RFcyIIA) responsables de l'activité anti tumorale de ces anticorps. De plus, j'ai identifié les neutrophiles comme population cellulaire responsable de la destruction des cellules tumorales en présence des anticorps thérapeutiques.

Les récepteurs Fc jouent un rôle important en permettant aux cellules de l’immunité d’interagir avec lesanticorps, notamment thérapeutiques. Dans cette thèse, nous montrons que des mécanismes de recombinaisonhomologue, de knock-in par insertion rétrovirale et de duplication segmentale ont permis l’acquisition chez lesPrimates (FCGR2A) puis chez les Hominidés (FCGR2C et FCGR3B) de gènes codant des récepteurs Fc ayantde nouvelles propriétés, tout en rendant instable ce cluster (variation de nombre de copies), et très complexeson analyse chez l’Homme. Grâce à une approche originale de pyroséquencage, nous sommes parvenus àétudier simultanément le polymorphisme allélique ORF/STOP du FCGR2C, ainsi que son nombre de copies.Nous avons ainsi révélé de nouveaux déséquilibres de liaison, s’ajoutant au déséquilibre FCGR3A-FCGR2Adont nous avons montré l’importance d’une prise en compte adaptée dans les études d’association avec laréponse aux anticorps thérapeutiques. Ces résultats devraient contribuer à améliorer le développement préclinique(pertinence des modèles animaux) et clinique (variabilité des effets) des anticorps thérapeutiques. / Fc receptors play an important allowing connexion between immune cells and antibody notably therapeutic. Inthis thesis, we have shown that homologous recombination events, knock-in by retroviral insertion andsegmental duplication led to the acquisition in primates (FCGR2A) then in Hominids (FCGR2C and FCGR3B)of genes coding for Fc receptors with new properties, led to genomic instability of the cluster (copy numbervariation) and to complex analysis in human. Through a original pyrosequencing approach, we have studiedsimultaneously ORF/STOP polymorphism and copy number variation of FCGR2C. We have also revealed newlinkage disequilibrium, additionnaly to FCGR3A-FCGR2A disequilibrium which we have shown theimportance of a suitable methdology in association studies with responses to therapeutic antibodies. Theseresults contribute to improve pre-clinical (of animal models) and clinical (variability effects) development oftherapeutic antibodies.

Le choc anaphylactique est une réaction allergique systémique qui survient en quelques minutes et pouvant être fatale. Mon travail de thèse s’articule autour de deux projets dont la finalité est de mieux comprendre le mécanisme physiopathologique. La première partie de ce travail consiste à étudier in vivo chez la souris les contributions des récepteurs Fc aux IgG (FcγRs), des cellules effectrices et des médiateurs contribuant dans un modèle d’anaphylaxie systémique passive induit par une sous-classe particulière d’IgG : des IgG1, des IgG2a ou des IgG2b monoclonales dirigées contre un même antigène. Cette étude a permis de démontrer que le FcγRIII, les neutrophiles et les monocytes/macrophages sont les acteurs majoritaires quelque soit la sous-classe d’IgG de souris ; en revanche, la participation des basophiles ainsi que la contribution relative des médiateurs histamine et PAF sont dépendantes de la sous-classe d’IgG utilisée. La deuxième partie de ce travail consiste à étudier plus particulièrement la population plaquettaire dans un modèle de souris humanisées. Contrairement à la souris, les plaquettes humaines expriment un FcγR, le FcγRIIA déjà identifié comme acteur clé de l’anaphylaxie. Un modèle de choc allergique induit par des IgG humaines dans des souris transgéniques pour le FcγRIIA m’a permis de tester l’hypothèse suivant laquelle les plaquettes participent à l’initiation et/ou à la propagation de la réaction. Ce modèle a permis de mettre en évidence une thrombocytopénie sévère, des complexes plaquettes-leucocytes circulants et de montrer que le transfert de plaquettes ou de leur surnageant restaure les signes cliniques du choc allergique. / Anaphylaxis is a systemic hyperacute allergic reaction that occurs within minutes and can be fatal. The aim of my PhD project is to investigate the physiopathological mechanisms underlying anaphylaxis induction. The first part of my work focused on the contribution of FcγRs, effector cells and mediators in passive murine models of systemic anaphylaxis induced by the different subclasses of mouse specific IgG ; directed against the same antigen: IgG1, IgG2a or IgG2b. This study demonstrated that FcγRIII, neutrophils and monocytes/macrophages are the key players of anaphylaxis induction whatever the mouse IgG subclasses used. On the contrary, basophil participation and the relative contribution of histamine and PAF are IgG subclass dependent. The second part of this work examined the role of platelets in anaphylaxis using a humanized mouse model. Opposing the murine situation, human platelets express an IgG receptor, FcγRIIA. This receptor has already been identified as a key player in anaphylaxis. Using aggregated human IgG to induce anaphylaxis in mice transgenic for FcγRIIA, we tested our hypothesis that platelets contribute to the initiation and/or the propagation of this reaction. Anaphylaxis in this model was accompanied by a severe thrombocytopenia, the presence of circulating platelet-leukocyte complexes and activated platelets. I further demonstrated that the transfer of platelets or their activated supernatent into resistant mice restored features of anaphylactic shock.

Les anticorps monoclonaux ont révolutionné le traitement de nombreuses pathologies. Cependant, leur pharmacocinétique (PK) et l’influence de leur concentration sur la réponse clinique restent mal connues. Nous avons étudié les sources de variabilité interindividuelle de la PK du cetuximab, un anticorps anti- EGFR, ainsi que l’influence de l’exposition à cet anticorps sur la réponse. Nous avons validé une méthode ELISA de dosage du cetuximab. Dans un modèle murin, nous avons étudié l’absorption pulmonaire du cetuximab. Nous avons étudié la PK du cetuximab chez un patient hémodialysé. Nous avons décrit la PK du cetuximab chez des patients traités pour cancer colorectal métastatique, à l’aide d’un modèle combinant des éliminations d’ordre 0 et 1. Enfin, nous avons identifié la clairance globale du cetuximab, paramètre pouvant être estimé précocement par la concentration résiduelle à J14, comme un facteur influençant la survie sans progression des patients. Nos travaux montrent qu’une description de la PK d’un anticorps par approche compartimentale permet d’identifier les sources de variabilité et d’étudier l’impact de la PK sur la réponse clinique. / Monoclonal antibodies have profoundly modified the treatment of many diseases. However, their pharmacokinetics (PK) and the influence of their concentrations on the clinical response are poorly known. We studied the sources of the interindividual variability of PK of cetuximab, an anti-EGFR, and the influence of the exposure to this antibody on the response. We validated an ELISA technique to measure cetuximab concentrations. We studied the pulmonary absorption of cetuximab in a murine model. We studied cetuximab PK in a hemodialysed patient. In metastatic colorectal cancer patients, we described cetuximab PK with the help of a model combining zero- and first-order eliminations. Finally, we identified the global clearance of cetuximab, a parameter which can be estimated by residual concentration on day 14, as a factor influencing progression-free survival of the patients. Our work shows that the description of the PK of an antibody by compartmental approach allows to identify sources of variability and to study the impact of PK on the clinical response.