Les thérapies anti-tumorales se sont considérablement améliorées au cours de la dernière décennie. Toutefois, les traitements utilisés actuellement rencontrent d'importantes limitations, notamment dans le cas de cancers métastatiques, révélant l'urgence de développer de nouvelles approches. Ainsi, l'immunothérapie par transfert adoptif de cellules T représente une approche innovante particulièrement prometteuse. Son principe s'appuie sur l'injection de cellules T autologues spécifiques d'antigènes tumoraux, préalablement manipulées et amplifiées ex vivo, chez des patients rendus lymphopéniques par chimiothérapie et/ou radiothérapie. Toutefois, même si l'état lymphopénique est induit par ces 2 protocoles de conditionnements, leurs effets sur l'environnement de l'hôte ainsi que sur le devenir des cellules T greffées étaient, jusqu'à nos travaux, mal connus. Par le biais de modèles murins, nous avons pu démontrer que le devenir des cellules T diffère après transfert dans des souris irradiées ou traitées par chimiothérapie (Bu/Cy). Ainsi, après transfert dans des animaux irradiés, on observe une prolifération préférentielle des cellules T CD8, dépendante de l'IL-7, est observée alors qu'un transfert chez des souris traitées Bu/Cy se traduit par une prolifération rapide, indépendante de l'IL-7, des cellules T CD4. De plus, ces comportements sont associés à d'importantes modifications de l'environnement généré chez l'hôte. Plus spécifiquement, nous avons démontré, dans les organes lymphoïdes secondaires, que la localisation et la représentation des différentes sous-populations de cellules dendritiques présentes étaient différentiellement modulées par le type de conditionnement utilisé. Par ailleurs, l'élimination spécifique des cellules CD11c+ chez des souris traitées Bu/Cy était accompagnée d'une inhibition importante de la prolifération rapide des cellules T CD4 greffées. L'ensemble de nos travaux montrent que les traitements lymphopéniques génèrent des environnements distincts capables de moduler le devenir des cellules T greffées.Durant ma thèse, nous avons également abordé de façon originale un aspect novateur de l'environnement en étudiant le rôle potentiel des nutriments comme régulateurs métaboliques des fonctions effectrices des cellules T. La glutamine est l'acide aminé le plus abondant du plasma, pouvant contribuer aux besoins bionénergétiques et biosynthétiques des cellules T en prolifération. Nous avons démontré dans nos travaux qu'une carence en glutamine lors de l'activation de cellules T CD4 par leur TCR entrainait un délai dans l'activation de la voie mTOR, une réduction de la production intracellulaire d'ATP aux temps précoces et se traduisait par une diminution de la prolifération. De plus, ces conditions étaient associées à une augmentation de la conversion de cellules CD4 T naïves, via TGFβ, en cellules régulatrices Foxp3+ , y compris en condition de polarization Th1. Par contre, la carence en glutamine n'a pas inhibé la différenciation Th2. Les cellules T Foxp3+ ainsi générées en condition limitante de glutamine présentaient in vivo des fonctions suppressives aussi efficaces que celles des cellules régulatrices nTregs. En effet, elles ont la capacité de bloquer l'induction de la colite provoquée par la greffe de cellules T effectrices dans des souris Rag2-/- . Nos travaux démontrent ainsi que l'environnement métabolique peut être un régulateur clé de la différenciation des cellules T CD4. L'ensemble de mes travaux de thèse ont mis en évidence de nouveaux paramètres capables de potentiellement modifier la survie et la réactivité des cellules T greffées. / Anti-tumor therapies have improved significantly over the decade. However, the currently used treatments have important limitations, notably for metastatic cancers, and the development of new approaches is therefore a high priority. Adoptive T cell therapy (ACT) represents an innovative strategy that has shown much promise. This therapy is based on the infusion of tumor-specific T cells, which have been manipulated and expanded ex vivo, into patients who have been rendered lymphopenic by chemotherapy and/or irradiation. It is interesting to note that while lymphodepletion is attained by the vast majority of conditioning regimens, the effects of these protocols on the host environment and potentially, on the destiny of adoptively-transferred T cells had not been elucidated prior to the studies which we initiated. Using a murine model, we found that the fate of adoptively-transferred T cells differs markedly in mice rendered lymphopenic by sub-lethal irradiation as compared to a busulfan/cyclophosphamide (Bu/Cy) chemotherapy regimen. Irradiation-mediated lymphopenia resulted in a skewed IL-7-dependent proliferation of donor CD8+ T cells, whereas Bu/Cy treatment led to an increased IL-7-independent, rapid CD4+ T cell proliferation. These alterations in T cell proliferation were associated with striking changes in the host microenvironment. More specifically, we demonstrated that the proportion and localization of different dendritic cell (DC) subsets in lymphoid organs were differentially affected by the type of conditioning. Furthermore, we found that these DC controlled the rapid donor CD4+ T cell division detected in Bu/Cy-treated mice as depletion of CD11c+ DC inhibited this proliferation. Altogether, our studies demonstrate that lymphopenic regimens generate distinct host environments which modulate the fate of adoptively-transferred T cells. Durind my PhD, we also investigated an original and novel aspect of the microenvironement by studying the potential role of nutrients as metabolic regulators of T cell effector function. Glutamine is the most abundant amino acid in the plasma and contributes to the bioenergetic and biosynthetic requirements of proliferating T cells. Here, we demonstrated that activation of CD4+ T cells under glutamine-deprived conditions results in a delayed mTOR activation with reduced early ATP production and decreased proliferation. Moreover, these conditions resulted in the conversion of naïve CD4+ T cells into Foxp3+ regulatory T cells (Tregs). This de novo Treg differentiation occurred even under Th1-polarizing conditions and was TGFβ-dependent. Interestingly, glutamine deprivation did not inhibit Th2 differentiation. Importantly, these converted Foxp3+ T cells showed enhanced in vivo persistence and were highly suppressive, completely protecting Rag-deficient mice from the development of autoimmune inflammatory bowel disease as efficiently as natural-occuring Tregs. Thus, our data reveal the external metabolic environment to be a key regulator of a CD4 T lymphocyte's differentiation. Altogether, the data generated during my PhD provide new insights into the identification of parameters that can potentially alter the survival and reactivity of adoptively-transferred T cells.

La majorité des infections par le VIH sont acquises hétérosexuellement surtout chez les femmes en Afrique subsaharienne. Le tractus génital féminin (TGF) est la principale porte d’entrée pour le VIH et joue un rôle important dans la défense de l’organisme. De concert avec les cellules épithéliales, les cellules dendritiques (DC) aident à maintenir une balance immunitaire entre tolérance et inflammation. Dans un groupe de travailleuses du sexe (CSW) à Cotonou, au Bénin, des femmes (CSW ≥ 8 ans) ont été identifiées comme hautement exposées séronégatives (HESN). La fréquence de populations cellulaires myéloïdes de type Monocytes-Derived Dendritic Cells (MoDC) présentant un potentiel antiviral et « tolérogénique/régulateur » est augmentée au niveau du TGF des HESNs et les monocytes pourraient être impliqués dans leur génération. Les résultats de RNA-seq sur les monocytes totaux permettent de constater une augmentation de gènes associés à des fonctions effectrices, de protection/contrôle de l’infection et de régulation chez les HESNs comparé aux contrôles (2,5-5 années CSWs HIV- « early HESN », CSWs HIV+ et des femmes de la population générale Non CSWs HIV-). Les résultats de cytométrie en flux (FACS) démontrent une proportion élevée de non-classiques comparé aux autres sous-populations de monocytes sanguins, exprimant davantage de molécules effectrices et régulatrices, suggérant un lien avec les MoDCs tolérogéniques observées. Cinq individus ont séroconverti et ont présenté des modifications bien avant la séroconversion, soit une diminution de β-chimiokines et des IgG anti-gp41 dans le compartiment sanguin et mucosal du TGF. Un bris du profil « tolérogénique/régulateur » pourrait donc favoriser la séroconversion. / Most HIV infection are acquired through heterosexual intercourse, mostly in women in subsaharian Africa. The female genital tract (FGT) is the principal portal of entry for HIV and plays a critical role in host defense. Together, epithelial cells and dendritic cells (DC) help maintain immunological balance between inflammation and tolerance. In a group of commercial sex worker (CSW) from Cotonou, in Benin, women (CSW 8 ≥ years) have been identified as HIV-1 highly exposed seronegative (HESN). The frequency of myeloid cell populations alike to Monocytes-Derived Dendritic Cells (MoDC) presenting an antiviral potential and a tolerogenic/regulating profile were increased in FGT of HESNs and their monocytes could be implied in their generation. The RNA-seq results on total blood monocytes show an increase expression of genes associated with effector, protection/control of HIV infection and regulation functions in HESNs compared with control groups (2,5-5 years CSWs HIV- « early HESN », CSWs HIV+ and women from general population Non CSWs HIV-). Our flow cytometry (FACS) results show an elevated frequency of non-classical compared with other sub-populations in blood monocytes, expressing more effector and regulator molecules, suggesting a link with observed tolerogenic MoDCs. Moreover, five individuals have seroconverted and presented modifications before seroconversion such as lower levels of β-chemokines and anti-gp41 IgG in blood and mucosal compartments in the FGT. A break of this “tolerogenic/regulating” profile could favor seroconversion.