Lors d’une réponse immune, les lymphocytes T et les cellules présentatrices d’antigènes (CPA) interagissent entre elles. La synapse immunologique (SI), interface de contact entre les deux cellules, est le site où une cascade de signalisation se met en place. Les lymphocytes T subissent alors un profond réarrangement au niveau de la membrane plasmique et du cytoplasme : les protéines impliquées dans cette signalisation sont alors recrutées à la synapse immunologique. Nous nous intéressons à une nouvelle structure appelée “l’antisynapse” qui se localise au pôle opposé à celui de la synapse immunologique. L’objectif de notre étude est de déterminer la composition de cette nouvelle structure et sa cinétique d’apparition et de disparition. Afin d’étudier cette structure, nous faisons des conjugués in vitro entre des CPA et des lymphocytes T et nous observons la formation de ces contacts sur cellules vivantes ou cellules fixés. L’antisynapse est composée de molécules de signalisations que l’on retrouve classiquement à la synapse immunologique, tels que LAT, CD3, lck ou la PI3K. Grâce à la sonde fluorescente ROZA récemment développée au laboratoire1, nous avons montré que la kinase ZAP-70 est activée à l’antisynapse. Ces observations sont cohérentes avec le fait que nous avons déjà observé la présence de protéines avec des tyrosines phosphorylées à ce pôle. Cette structure précoce et transitoire s’observe fréquemment et apparaît très souvent avant que la synapse ne puisse être détectée. Son apparition est indépendante de la signalisation en aval du TCR et peut être déclenchée par un signal d’adhésion. D’autre part, le cytosquelette de microtubules semble jouer un rôle majeur dans sa disparition. Le rôle de l’antisynapse est toujours en cours d’étude mais nous avons déjà pu montrer qu’elle constituait un point de stockage pour les protéines destinées à former la synapse immunologique au moment de sa formation. Grâce à cette structure nous essayons de mieux comprendre comment le signalosome s’assemble dans la cellule T. Nous voulons également comprendre comment une telle structure peut apparaître aussi rapidement et quelles sont les voies de signalisation mises en jeu dans sa formation. / During the immune response, T lymphocytes and antigen presenting cells (APC) are known to develop strong interactions. The immunological synapse (IS), structure established at the interface between the two cells, is the site where a cascade of signaling events is initiated and may lead to a physiological response. T lymphocyte undergoes a profound rearrangement in the plasma membrane and in the cytoplasm: proteins which are involved in the signaling are recruited to the immunological synapse. We have recently described a new structure that we have called antisynapse (ASI), located at the cell pole opposite to the synapse1. The purpose of this work is to characterize the components of this new structure and their kinetic of appearance and disappearance. To study this structure, we made in vitro contact between APC and T lymphocytes and we observed these conjugates either in live or fixed conditions. Surprisingly, the antisynapse contains most of the signaling molecules classically reported as components of the immunological synapse such as LAT, CD3, Lck or PI3K. By using the fluorescent probe ROZA that we recently developed1, we have shown that ZAP-70 is activated at the antisynapse. This observation is consistent with the fact that we have also observed the presence of tyrosine-phosphorylated proteins at the ASI. Interestingly, we have observed that LFA-1, a protein involved in the adherence, is also found at the ASI. Our results indicate that this transient structure develops frequently and appears rapidly after the contact between the T cell (around one minute) and the APC. Surprisingly, antisynapse formation is independent on TCR signaling but is triggered by adhesion. Furthermore, it disappears using the microtubule network. The role of the antisynapse is currently under investigation but we have shown that it constitutes a stock of proteins ready to go to the forming immune synapse. We currently try to take advantage of this structure to better understand how the T cell signalosome may assemble and to find out if, functionally, the T cell takes advantage of this structure. We also try to understand how this paradoxical structure can appear so rapidly and what are the signaling pathways involved in its establishment.

Les LT CD4 folliculaires (TFH) forment un lignage distinct de LT contrôlant spécifiquement les lymphocytes B (LB) et la mise en place de la mémoire B. Alors que ces cellules étaient considérées comme des cellules effectrices uniquement, récemment il a été identifié, chez l'Homme et la souris, l'existence de TFH mémoires. Les TFH mémoires en tant que LT CD4 mémoires sont nécessaires, en cas de nouvelle rencontre avec l'antigène (Ag), à la mise en place d'une réponse Anticorps (Ac) rapide, efficace et de forte affinité. En effet, leur présence est corrélée à la génération et le maintien à long terme d'Ac de forte affinité lors d'infections virales. De plus, des études récentes montrent que l'analyse des TFH mémoires dans le sang périphérique peut fournir des indices pour comprendre le mode d'action des vaccins ainsi que la pathogenèse de maladies auto-immunes. Par ailleurs, dans le contexte de nombreuses maladies, de récents travaux suggèrent que l'évaluation de la fréquence et du phénotype des TFH mémoires dans le sang périphérique pourrait servir de bio-marqueur à l'établissement de diagnostique. Tout comme les cellules B mémoires qui sont subdivisées en différentes sous-populations en fonction de leur localisation et de la nature de leur Ac, différentes populations de TFH mémoires ont été récemment identifiées. Certaines se situent dans les organes lymphoïdes secondaires (OLS) drainants le site d'immunisation, de vaccination ou d'infection, ou circulantes dans les OLS non-drainants ou à proximité des plasmocytes à longue durée de vie dans la MO. Ces observations soulèvent donc la question majeure de leurs phénotypes, différences fonctionnelles et interactions face aux différentes populations de cellules B mémoires. L'objectif de mes travaux de Thèse a consisté à étudier l'hétérogénéité phénotypique et fonctionnelle présente entre ces différentes populations de TFH mémoires aux localisations diverses. De plus au vu de l'hétérogénéité existante au sein des LB mémoires (nœuds lymphatiques ou rate) et plasmocytes à longue durée de vie (MO), nous avons aussi évalué l'interaction cellulaire et fonctionnelle qui a lieu entre ces populations mémoires. Dans ce contexte, nous avons développé un modèle expérimental unique de vaccination protéique chez la souris sauvage non modifiée. / T Helper Follicular (TFH) cells form a distinct lineage of helper T cells and they specifically control B cells and memory B cell generation. While these cells were considered as effector cells, recently it was identified in Human and in mouse, the existence of memory TFH cells. Memory TFH cells, as CD4 memory T cells, are necessary in case of antigen (Ag) rechallenge to establish a fast, efficient and high affinity Antibody (Ab) response. Indeed, their presence is correlated with the generation and the long-term maintenance of high affinity Ac during viral infections. Moreover, recent studies have shown that analysis of memory TFH cells in the blood may provide clues to understanding the mode of action of vaccines and the pathogenesis of autoimmune diseases. In addition, in the context of many diseases, recent works have also suggested that the frequency and phenotype of memory TFH cells in the blood could serve as a biomarker for diagnosis. Likewise to memory B cells that are subdivided into different cell populations based on their location and the nature of their Ab, different populations of memory TFH cells have recently been identified. Some are in secondary lymphoid organs (SLO) draining the site of immunization, vaccination or infection, or circulating in the non-draining SLO or near the long-lived plasma cells (PC) in bone marrow (BM). These observations raise the question of their phenotypes, functional differences and interactions with the different subsets of memory B cells. The aim of my thesis was to study the phenotypic and functional heterogeneity between the different subsets of memory TFH cells. Due to the heterogeneity of memory B cells (draining lymph nodes or non-draining spleen) and long-lived PCs (BM), we also evaluated the cellular and functional interaction that occurs between these different memories populations. In this context, we have developed a unique experimental model of protein vaccination in unmodified wild-type mice. Specifically, after immunization, we evaluated the development of memory TFH cells and memory B cells specific for the same Ag in the draining SLO and circulating in the spleen and BM. We demonstrated that local memory TFH cells (that reside in the draining SLO) exhibit a more polarized phenotype than their circulating counterparts (present in non-draining SLO).

Les lymphocytes T (LT) CD8 jouent un rôle majeur dans la protection de l'hôte contre les parasites intracellulaires. Les LT CD8 reconnaissent des antigènes (ag) présentés par les molécules du CMH I à la surface des cellules présentatrices d'antigènes (CPA). En fonction de l'origine des ag, deux voies d'apprêtement et de présentation sont connues et caractérisées : la voie 'classique' pour les ag endogènes et viraux, et la voie 'croisée' pour les ag exogènes internalisés. Néanmoins, il existe des situations physiologiques de présentation d'ag exogènes par les molécules du CMH I qui ne correspondent à aucune de ces deux voies. C'est le cas lors de l'infection par Toxoplasma gondii (T. gondii). Les mécanismes d'apprêtement dans ce contexte infectieux sont encore mal connus. T. gondii est un parasite intracellulaire obligatoire résidant dans une vacuole qui est un compartiment distinct d'un phagosome. L'infection des cellules se fait par un mécanisme d'entrée actif qui induit la formation et la maturation de la vacuole parasitophore (PV). Les protéines de granules denses (GRA) sont une large famille de protéines du parasite, essentielles à la maturation de la PV. Les protéines GRA sont sécrétées sous forme soluble dans la vacuole, puis certaines sont adressées vers différentes structures membranaires, tel que le réseau membranaire intravacuolaire (IVN : intravacuolar network) et la membrane limitante de la PV (PVM), auxquels elles s'associent de manière périphérique ou transmembranaire. L'une de ces protéines GRA, GRA6, est l'ag source de l'épitope immunodominant HF10. Des travaux ont mis en évidence, dans une lignée de cellules dendritiques (DC), le rôle de la protéine SNARE Sec22b dans la fusion membranaire entre des vésicules du réticulum endoplasmique (RE) et la PV, et dans la présentation de l'ag soluble Ova sécrété par T. gondii. Nous avons étudié le rôle de Sec22b sur la présentation d'ag fortement associés aux membranes (GRA6) dans des DC primaires et des macrophages par le CMH I en utilisant un protocole de déplétion par transduction lentivirale de shRNA. Nos résultats ont confirmé le rôle de Sec22b sur la présentation de l'ag soluble dans les DC, ce qui n'est pas le cas dans les macrophages. Enfin, dans les DC et les macrophages, nous avons montré que Sec22b n'impacte pas la présentation d'ag fortement associés aux membranes tel que GRA6. En parallèle, notre équipe a mis en évidence que GRA6 est insérée dans la PVM, avec le Cter exposé du côté du cytosol de la cellule hôte. Auparavant, notre équipe a publié que la présentation efficace d'épitope dérivé de GRA6 requiert sa localisation au Cter de la protéine. Ces données nous ont incitées à étudier l'impact de la topologie d'ag transmembranaires, sur leur accessibilité à la voie d'apprêtement et de présentation CMH I. Nous avons développé un modèle d'étude pour comparer l'apprêtement et la présentation par le CMH I de l'épitope HF10 en fonction de son exposition : côté cytosol de la cellule hôte, ou, côté lumière de la vacuole. Les mesures de présentation antigénique par des macrophages et des DC primaires infectés ont révélé une diminution de la présentation de HF10 lorsqu'il est exposé du côté lumière de la vacuole. Mes travaux de thèse ont permis de mettre en évidence de nouveaux éléments dans la compréhension de la régulation de l'immunogénicité des ag de T. gondii aux niveaux cellulaire et moléculaire. / CD8 T lymphocytes play a major role for host protective immunity against intracellular parasites. CD8 T cells recognize antigens (Ag) presented by MHC I on the surface of antigen-presenting cells (APCs). Depending on the origin of Ag, two different processing and presentation pathways have been described: the classic one for endogenous and viral Ag, and the cross-presentation pathway for internalized exogenous Ag. Nevertheless, there are physiological conditions of exogenous Ag presentation by MHC I which do not fit any of these two pathways. It is the case for Toxoplasma gondii (T. gondii) infection. The mechanisms of processing in this infectious context are still unclear. T. gondii is an obligate intracellular parasite residing in a vacuole, a distinct compartment of a phagosome. Infection occurs via an active mechanism that induces the formation and maturation of parasitophorous vacuole (PV). Dense granule proteins (GRA) are a large parasite protein family, essential for the maturation of PV. GRA proteins are secreted as soluble proteins in the vacuole, and some are addressed to different membrane structures, such as the membrane intravacuolar network (IVN) and the vacuole limiting membrane (PVM). One of these GRA proteins (GRA6) is the source of an immunodominant epitope (HF10). Previous work highlighted in one dendritic cell line (DC), the role of SNARE Sec22b protein in membrane fusion between vesicles of the endoplasmic reticulum (ER) and the PV, and in the presentation of soluble Ova Ag, secreted by T. gondii. We have studied the role of Sec22b on Ag presentation of membrane-bound Ag (GRA6) in primary DC and macrophages by MHC I, using lentiviral transduction of shRNA. Our results confirmed the role of Sec22b on soluble Ag presentation in DC, which is not the case in macrophages. Finally, in DC and macrophages, we have shown that Sec22b does not impact on Ag presentation of membrane-bound Ags, such as GRA6. Besides this, our team highlighted that GRA6 is inserted in the PVM, with Cter exposed towards the host cell cytosol. Previously, our team published that effective presentation of the epitope derived from GRA6 requires its location at Cter of the protein. The association of these data prompted us to study the impact of Ag transmembrane topology on accessibility to MHC I processing and presentation. We developed a model to compare MHC I presentation of the HF10 epitope based on its exposition: at host cell cytosol, or, at vacuole lumen. Antigen presentation measurements by infected primary macrophages showed a decrease in HF10 presentation when exposed to the vacuole lumen side. My PhD work shed new light on the regulation of immunogenicity of T. gondii Ag at the cellular and molecular levels.

Les Lymphocytes T CD8 (LT CD8) sont des cellules du système immunitaire capables de reconnaître et de détruire des cellules infectées ou tumorales. De plus, les LT CD8 mémoires générés suite à une première rencontre avec un agent pathogène confèrent à l’organisme une protection efficace contre une réinfection. Cela a pour origine une modification des capacités effectrices et migratoires des LT CD8 mémoires par rapport aux LT CD8 naïfs. Ces fonctions améliorées des LT CD8 mémoires peuvent être régulées : des travaux préalables réalisés au sein de l’équipe ont montré que l’Interleukine-4 (IL-4), une cytokine sécrétée lors des réponses allergiques ou contre des pathogènes extracellulaires, inhibe certaines propriétés des cellules mémoires comme la sécrétion rapide de CCL5. Les effets de l’IL-4 sur les fonctions des LT CD8 mémoires sont cependant mal caractérisés : l’objectif de cette thèse a été de les identifier plus précisément. En utilisant une approche par micro-array, nous avons identifié une signature de gènes régulés par l’IL-4 dans les LT CD8 mémoires et montré que cette cytokine modifie l’expression de gènes impliqués dans la prolifération, la migration, et les fonctions effectrices des LT CD8 mémoires. Nous avons montré que l’IL-4 inhibe l’expression du récepteur de costimulation NKG2D à la surface des LT CD8 mémoires in vivo, s’accompagnant d’une diminution du signal costimulateur délivré par l’engagement de NKG2D. Nous avons également montré que la présence de certaines cytokines γc telles que l’IL-4 ou l’IL-21 lors de l’activation cellulaire affecte fortement les fonctions des LT CD8 effecteurs générés ainsi que leur différenciation en cellules mémoires. / Immunological memory is characterized by a secondary response that is faster and stronger than the primary response. For CD8 T cells this results from an increase frequency of antigen specific cells that display an improved response as compared to naïve cells. Memory CD8 T cells also display a new pattern of surface molecules that is associated with modified homing or activation properties. γc cytokines are known to affect both CD8 T cells functions and survival. Indeed, IL-4, a γc cytokine involved in Th2 responses induced in response to parasitic infections or allergies has been shown to reduce both IFNγ secretion and cytotoxicity of CD8 T lymphocytes. In the lab, we have demonstrated that IL-4 down-regulates ccl5 mRNA stores by inhibiting ccl5 transcription via a STAT6-dependent pathway. However, effects of IL-4 on CD8 T cells’ biology remain largely unknown. To identify such effects, we realised a microarray study that allowed us to identify the signature of genes affected by IL-4 in memory CD8 T cells. Among this signature, we identified genes involved in several functions of CD8 T cells, such as proliferation, migration, and effector functions. We then confirmed both in vitro and in vivo that NKG2D, a member of the NK receptors family involved in the modulation of the activation threshold of memory CD8 T cells, is down-regulated by IL-4, inhibiting NKG2D-dependant costimulation of memory CD8 T cells. Finally, we found that γc cytokines such as IL-4 and IL-21 affect the effector capacities of in vitro activated CD8 T Cells, as well as the differentiation of activated cells into memory cells.

Les pénicillines font partie des molécules chimiques les plus fréquemment impliquées dans l’allergie médicamenteuse. Selon l’hypothèse de l’haptène, les molécules chimiques de petite taille doivent se lier aux protéines pour êtres immunogènes. Cependant, très peu est connu sur le processus d’immunisation des patients aux bioconjugués pénicilline-protéine. Notre groupe a récemment synthétisé des bioconjugués albumine sérique humaine-benzylpénicilline (HSA-BP) et a démontré l'existence de lymphocytes T CD4+ naïfs spécifiques du bioconjugué HSA-BP chez des donneurs sains. L'objectif de ce travail de thèse est d'identifier des séquences peptidiques issus de la HSA hapténisées avec la BP, impliquées dans l’activation des cellules T naïves ainsi que l’immunisation des patients allergiques et par conséquent les manifestations cliniques. Notre stratégie combine la spectrométrie de masse, la modélisation moléculaire et le criblage virtuel, la synthèse chimique orientée et la validation biologique sur des lignées de cellules T de longues durées chez les donneurs sains, et à l’aide du test de transformation lymphocytaire ainsi que les lignées de cellules T de courte durée chez les patients allergiques. Cette étude a permis: (1) l’identification des résidus lysine présents sur la HSA hapténisés par la BP par spectrométrie de masse, (2) la sélection par une approche in silico des peptides de 15-mer potentiellement immunogènes, (3) la synthèse orientée de ces peptides-BP à l’aide d’un monomère lysine-BP, (4) l’identification des épitopes reconnus par les cellules T naïves de donneurs sains, (5) la validation de deux épitopes situés sur les lysines 159 et 525 chez les patients allergiques aux pénicillines et (6) confirmation de la HSA comme un bon modèle pour l’hapténisation de la BP. / Penicillins are among the most prevalent drug-inducing allergy. According to the hapten hypothesis small chemical molecules needs to bind to proteins to be immunogenic. However, little is known on the process of patients immunization to penicillin-protein conjugates. Our group has recently synthesized benzylpenicillin-human serum albumin (BP-HSA) bioconjugate and demonstrated the existence of naïve CD4+ T lymphocytes specific to BP-HSA in healthy donors. The objective of this work was to identify peptides sequences from HSA haptenized with BP involved in naïve T-cells activation, immunization of patients and consequently the clinical manifestations. Our strategy combines mass spectrometry, molecular modeling and virtual screening, chemical oriented synthesis and biological validation using long-term T-cell lines in healthy donors and the lymphocyte transformation test as well as short-term T-cell lines in allergic patients. This study allowed: (1) the identification of lysine residues involved in the BP binding to HSA using mass spectrometry, (2) the selection of BP-peptides containing the lysine residues likely to induce immune response using an in silico approach, (3) the synthesis of the selected BP-15 mer peptide bioconjugates using a lysine-BP monomer, (4) the identification of epitopes recognized by naïve T cells from healthy donors, (5) the validation of two epitopes located on lysines 159 and 525 in allergic patients to penicillins and (6) the confirmation of HSA as a good model for BP haptenation.

De récents progrès dans la compréhension de la régulation de l'interaction moléculaire entre les lymphocytes T CD8 (LT CD8) et les cellules tumorales ont donné lieu à de nouvelles immunothérapies contre le cancer. En effet, les anticorps monoclonaux anti-CTLA-4 et anti-PD-1 (mAb), ciblant des récepteurs inhibiteurs à la surface des LT CD8, ont démontré des bénéfices de survie dans de nombreux cancers. Malheureusement, seule une partie des patients répond à ces traitements. Il est donc crucial de caractériser l'influence d'autres facteurs moléculaires régulant la migration et les activités fonctionnelles des LT CD8 afin d'améliorer les traitements actuels du cancer. Un candidat potentiel impliqué dans cette immunosuppression est le récepteur Neuropiline-1 (Nrp-1), qui a été initialement identifié dans le système nerveux. Nous avons identifié une large population de LT CD8 infiltrant le mélanome murin (lignée tumorale B16 greffée à des souris C57BL/6), qui exprime des niveaux élevés de Nrp-1. La présence de cette population augmente pendant la croissance tumorale, mais reste indétectable dans les organes lymphoïdes (rate et ganglion lymphatique drainant la tumeur). De plus, les LT CD8 infiltrant la tumeur exprimant Nrp-1 montre des caractéristiques d’épuisement. En parallèle, l’inhibition de la Nrp-1 avec un anticorps neutralisant augmente la capacité des LT CD8 à migrer, et à tuer les cellules tumorales autologues ex vivo. D’autre part, l’inhibition de la Nrp-1 in vivo agit en synergie avec la neutralisation du récepteur PD-1 pour le contrôle de la croissance tumorale et l’amélioration des fonctions effectrices des LT CD8. Nos résultats montrent donc comment le microenvironnement tumoral induit l'expression de la Nrp-1 sur les LT CD8 et comment ce récepteur neuronal peut participer à la régulation des fonctions effectrices des LT CD8 antitumoraux, avec de potentielles implications comme biomarqueur/cible pour une immunothérapie. / Recent advances in understanding the regulation of molecular interaction between CD8 T cell and tumor cells gave rise to novel cancer immunotherapies. Indeed, monoclonal antibodies against CTLA-4 and PD-1 (mAb), targeting inhibitory receptors on the surface of CD8 T cells, have demonstrated survival benefits in many cancers. Unfortunately, only a fraction of patients responds to these treatments. Therefore, it is crucial to characterize the influence of additional molecular factors regulating the migration and the functional activities of CD8 T cells, in order to improve current cancer treatments. A potential candidate involved in this immunosuppression function is the Neuropilin-1 (Nrp-1), which was originally identified in the nervous system. We identified a large subset of CD8 T cells infiltrating B16 melanoma (mouse model), which expresses high levels of Nrp-1. The frequency of Nrp-1+ CD8 T cells increased during tumor growth, but was undetectable in lymphoid organs (spleen and tumor-draining lymph node). Moreover, Nrp-1+ CD8 tumor-infiltrating lymphocytes (TIL) displayed features of T cell exhaustion. Importantly, blocking of Nrp-1 with a neutralizing mAb, increases the capacity of CD8 T cells to migrate and to kill autologous tumor cells. In addition, the blockade of Nrp-1 in vivo acts synergistically with the neutralization of the inhibitory receptor PD-1 to control tumor growth and restore TIL function. Our findings show how the tumor microenvironment induces Nrp-1 expression on CD8 T cells and how this neuronal receptor may participate in regulating antitumor CD8 T cell response, with potential implications as a biomarker/target for immunotherapeutic intervention.

La galectine-9 (gal-9) est une lectine multifonctionnelle se liant à des glycoprotéines ou des glycolipides possédant des liaisons β-galactosides. Elle est impliquée dans plusieurs pathologies telles que le carcinome nasopharyngé associé au virus d’Epstein-Barr ou les infections chroniques par les virus des hépatites B et C.La gal-9 possède une activité immunosuppressive prédominante liée notamment à une stimulation de l’expansion et de l’activation des lymphocytes T (LTs) régulateurs. Ses effets sur les LTs conventionnels sont plus complexes : elle induit un phénomène d’apoptose précoce dans une fraction des LTs conventionnels mais aussi une activation et une prolifération dans une autre fraction incluant des LTs CD4+ Th1. D’où la nécessité d’explorer les événements de signalisation déclenchés par la gal-9 exogène dans les LTs humains.Notre recherche a été centrée sur des LTs CD4+ humains provenant de lignées leucémiques ou de PBMCs. Nos résultats montrent que le complexe TCR-CD3 et la kinase Lck sont requis pour la mobilisation de Ca2+ et la production de cytokines dont l’expression est induite en aval par la gal-9 (IL-2 et IFN-γ). A l’inverse, l’apoptose déclenchée par la gal-9 n’est pas réduite lorsque les cellules sont invalidées pour l’un de ces composants. Ces données indiquent que la gal-9 agit sur les LTs par deux voies de signalisation distinctes: l’une mimant l’activation classique du TCR avec une contribution majeure des éléments proximaux du complexe TCR, notamment Lck, et l’autre qui aboutit à l’apoptose des cellules et qui est indépendante de ce complexe.Parallèlement à ce volet fondamental de notre recherche, nous avons caractérisé de nouveaux anticorps monoclonaux (AcM) dirigés contre la gal-9. Ceux-ci neutralisent certains effets de la gal-9 sur les LTs humains tels que l’apoptose. Nous avons défini certaines propriétés immunochimiques de nos AcM en vue de leur utilisation potentielle en thérapeutique. Nous pensons que ces travaux pourraient ouvrir la voie à de nouvelles approches dans le champ actuellement en pleine expansion des thérapeutiques qui visent à une restauration de la réponse immunitaire anti-tumorale. / Galectin-9 (gal-9) is a multifunctional lectin binding some glycoproteins and glycolipids containing β-galactoside-bounds. It is involved in several pathologies such as Epstein-Barr virus-associated nasopharyngeal carcinoma or chronic infections by the hepatitis B and C viruses.Gal-9 has predominant immunosuppressive functions notably supported by its capacity to stimulate the expansion and activation of regulatory T cells. Its effects on conventional T cells are more complex: it induces apoptosis in a fraction of them, but it also activates and stimulates proliferation of another fraction including CD4+ Th1 cells. Hence the need to explore the signaling events triggered by exogenous gal-9 in human T cells.Our study was mainly focused on human CD4+ T cells from leukemic cell lines and PBMCs. We found that the TCR-CD3 complex and the Lck kinase were required for Ca2+ mobilization and subsequent cytokines production (IL-2 and IFN-γ) induced by gal-9 in T cells. By contrast, gal-9-triggered apoptosis was not reduced by the knocking-out of these TCR components. These data demonstrate that gal-9 acts on T cells by at least two distinct pathways: one mimicking the classical activation of the TCR with a mandatory contribution of proximal elements of the TCR complex, especially Lck, and another resulting in apoptosis which is independent of this complex.In parallel to this basic research, we characterized new monoclonal antibodies (mAb) targeting gal-9. We demonstrated that our mAb can neutralize the apoptosis and other gal-9 effects in human T cells and we defined some of their immunochemical properties in view of their potential therapeutic use. We believe that this work could pave the way for new approaches in the rapidly expanding field of therapeutics aiming at a restoration of the anti-tumor immune response.

La nécrolyse épidermique toxique (NET) est une réaction cutanée médicamenteuse (CADR - Cutaneous Adverse Drug Reaction) rare et sévère qui se caractérise par une nécrose brutale de l’épiderme, entraînant un décollement cutané plus ou moins étendu. Il s’agit d’une urgence vitale avec jusqu’à 30% de décès à la phase aiguë. L’importance de la surface décollée définit deux entités cliniques : le syndrome de Stevens-Johnson quand le décollement est inférieur à 10% et le syndrome de Lyell quand il est supérieur à 30%. A distance, le risque de complications, notamment sous forme de synéchies des muqueuses, est particulièrement élevé et doit être prévenu systématiquement. Le mécanisme physiopathologique repose essentiellement sur une réaction d’hypersensibilité médicamenteuse retardée dans laquelle les lymphocytes cytotoxiques jouent un rôle majeur. Le terrain génétique intervient également avec des associations HLA-médicament maintenant bien décrites, notamment dans les populations asiatiques. La question du traitement reste encore très débattue : il repose essentiellement sur la corticothérapie systémique, la ciclosporine ou encore les immunoglobulines IV. Quelques études suggèrent également un intérêt des anti-TNF-alpha. Le but de ce travail est de comprendre les mécanismes à l’origine des CADRs les plus sévères, à travers la caractérisation de patients atteints de NET à la phase aiguë et en les comparant à une CADR bénigne comme l’EMP. Nous avons dans un premier temps déterminé quelles étaient les principales populations CD45+ présentes à la phase aiguë des NET et de patients ayant présenté un exanthème maculo-papuleux (EMP) bénin, à la fois dans la peau et dans le sang. Nous avons cherché à déterminer la présence de populations cellulaires spécifiques de ces pathologies, notamment au sein des lymphocytes T CD8+ qui étaient la population majoritaire dans ces deux CADRs. Nous avons notamment montré qu’il existait une expansion majeure de lymphocytes T CD8+ effecteurs mémoires et polycytotoxiques au cours de la NET comparativement à l’EMP. Puis, nous nous sommes intéressés à la clonalité de ces populations lymphocytaires T CD8+ au travers de l’analyse de leurs séquences V-béta puis au moyen d’un séquençage ADN haut débit : nous avons notamment montré que ces expansions lymphocytaires T CD8+ étaient clonotypiques dans la peau. Nous avons également étudié l’expansion de ces clones cutanés dans le sang des patients atteints de NET et avons montré que leur expansion sanguine était directement corrélé à la sévérité clinique. Enfin, nous avons pu démontré in vitro chez deux patients que ces clones étaient spécifiques du médicament inducteur. / Toxic epidermal necrolysis (TEN) is a rare and severe cutaneous adverse drug reaction (CADR). The histologic hallmark of this reaction is necrosis with detachment of the epidermis resulting in skin blistering. This is a vital emergency with up to 30% deaths at the acute phase. The percentage of blistering skin determines two clinical entities: Stevens-Johnson syndrome when detachment represents less than 10% and Lyell's syndrome when it is greater than 30%. The development of late complications, notably mucous synechiae, is frequent and must be systematically prevented. Pathophysiologic mechanism consists in a delayed drug hypersensitivity reaction in which cytotoxic T lymphocytes play a major role. Genetic background is also very important with HLA-drug associations which have been reported, notably in asian ppopulations. Treatment remains very debated : systemic steroids, ciclosporin or intravenous immunoglobulins are commonly used. Some studies also suggest that TNF-alpha inhibitors are of interest in treating this disease. The aim of this work is to understand the mechanisms underlying the most severe CADRs, through the characterization of TEN patients. We first determined the main CD45+ populations present in the acute phase of both TEN and patients who devloped a benign maculo-papular exanthema (MPE). We sought to determine the presence of cell populations specific to these pathologies, particularly within CD8+ T lymphocytes, which were the majority population in these two CADRs. In particular, we have shown that there is a major expansion of CD8+ T lymphocytes in memory and polycytotoxic effectors during TEN compared to MPE. Then, we focused on the clonality of these CD8+ T lymphocyte populations through the analysis of their V-beta sequences and then by means of high throughput DNA sequencing: in particular, we showed that these CD8+ T lymphocyte expansions were clonotypic in the skin. We also studied the expansion of these skin clones in the blood of TEN patients and showed that their blood expansion was directly correlated with clinical severity. Finally, we were able to demonstrate in vitro in two patients that these clones were specific to the suspected drug

La mémoire immunologique est le mécanisme biologique fondamental à la base du développement de la vaccination. La compréhension de ce mécanisme ainsi que de ses interactions avec les différents acteurs du système immunitaire a permis l’élaboration de vaccins qui sont aujourd’hui les garants d’une protection accrue face à l’émergence de maladies infectieuses potentiellement mortelles. La voie d’injection et le mode de transfert de ces vaccins sont des paramètres majeurs à prendre en considération car ils définissent une modulation des réponses immunitaires et de leurs spécificités d’action. De nos jours, seule la voie intramusculaire demeure la voie majoritaire d’administration de vaccins lors de la prophylaxie primaire en santé humaine. Au cours de notre étude, nous nous sommes intéressés à comparer l’injection d’un antigène (l’ovalbumine) selon deux voies d’administration : la voie intramusculaire et la voie intradermique. Nous nous sommes également appuyés sur une technologie du laboratoire qui consiste à transférer des gènes par des vecteurs AAV2/1 recombinants. Nous disposions de deux constructions de ces vecteurs ayant une spécificité pour cibler les cellules musculaires et permettant l’apport d’un effet auxiliaire par les lymphocytes T CD4+ lors d’injections dans des souris femelles. De plus, une de ces constructions nous permettait d’éviter la voie de présentation directe de l’antigène par les cellules dendritiques (DCs) aux lymphocytes T CD8+. Les capacités modulatrices de ces vecteurs nous permirent de montrer pour la première fois que le vecteur AAV2/1 recombinant était capable de faire exprimer un transgène au sein de la peau et d’y générer une réponse cellulaire forte. Nous avons également montré qu’il existait une synergie d’action entre l’effet auxiliaire et la voie intradermique qui améliorait considérablement les réponses cellulaires issues de la présentation croisée d’antigène. Enfin, nous avons pu démontrer que les lymphocytes T CD8+ générés suite à cette synergie d’action présentaient un profil phénotypique de cellules mémoires polyfonctionnelles et capables de protéger l’hôte face à un challenge pathogénique. / Immunological memory is the fundamental biological mechanism at the beginning of the development of vaccination. Understanding this mechanism and its interactions with the various players of the immune system has allowed the development of vaccines that are today the most effective barrier against the emergence of life-threatening infectious diseases. Route of injection and the nature of carriers of these vaccines are key parameters to be taken into consideration because they define a modulation of immune responses and their specific features. Nowadays, only the intramuscular injection route remains the major route of vaccines injection in the context of primary prophylaxis in human health. During our study, we were interested in comparing the injection of antigen (ovalbumin) following two routes of administration: intramuscular and intradermal routes. We also relied on a technology in the laboratory that involves the transfer of genes by rAAV2/1 vectors. We had two constructs of these vectors having specificity to target skeletal muscle cells and allowing us to provide a helper effect from CD4+ T cells during injections into female mice recipients. Moreover, one of these constructs enabled us to avoid the direct presentation of antigens by dendritic cells (DCs) to CD8+ T cells. The capacity of modulation of these vectors allowed us to show for the first time that the rAAV2/1 vector was able to trigger the expression of a transgene in the skin, and there to generate a strong cellular response. We have also shown that CD4+ T cell help and the intradermal route of immunization synergize to improve greatly cellular responses from the cross-presentation of antigens. Finally, we have demonstrated that CD8+ T cells generated following this synergism exhibited a phenotypic profile of polyfunctional memory cells and able to protect the host against a pathogenic challenge.

La mémoire immunologique est le mécanisme biologique fondamental à la base du développement de la vaccination. La compréhension de ce mécanisme ainsi que de ses interactions avec les différents acteurs du système immunitaire a permis l’élaboration de vaccins qui sont aujourd’hui les garants d’une protection accrue face à l’émergence de maladies infectieuses potentiellement mortelles. La voie d’injection et le mode de transfert de ces vaccins sont des paramètres majeurs à prendre en considération car ils définissent une modulation des réponses immunitaires et de leurs spécificités d’action. De nos jours, seule la voie intramusculaire demeure la voie majoritaire d’administration de vaccins lors de la prophylaxie primaire en santé humaine. Au cours de notre étude, nous nous sommes intéressés à comparer l’injection d’un antigène (l’ovalbumine) selon deux voies d’administration : la voie intramusculaire et la voie intradermique. Nous nous sommes également appuyés sur une technologie du laboratoire qui consiste à transférer des gènes par des vecteurs AAV2/1 recombinants. Nous disposions de deux constructions de ces vecteurs ayant une spécificité pour cibler les cellules musculaires et permettant l’apport d’un effet auxiliaire par les lymphocytes T CD4+ lors d’injections dans des souris femelles. De plus, une de ces constructions nous permettait d’éviter la voie de présentation directe de l’antigène par les cellules dendritiques (DCs) aux lymphocytes T CD8+. Les capacités modulatrices de ces vecteurs nous permirent de montrer pour la première fois que le vecteur AAV2/1 recombinant était capable de faire exprimer un transgène au sein de la peau et d’y générer une réponse cellulaire forte. Nous avons également montré qu’il existait une synergie d’action entre l’effet auxiliaire et la voie intradermique qui améliorait considérablement les réponses cellulaires issues de la présentation croisée d’antigène. Enfin, nous avons pu démontrer que les lymphocytes T CD8+ générés suite à cette synergie d’action présentaient un profil phénotypique de cellules mémoires polyfonctionnelles et capables de protéger l’hôte face à un challenge pathogénique. / Immunological memory is the fundamental biological mechanism at the beginning of the development of vaccination. Understanding this mechanism and its interactions with the various players of the immune system has allowed the development of vaccines that are today the most effective barrier against the emergence of life-threatening infectious diseases. Route of injection and the nature of carriers of these vaccines are key parameters to be taken into consideration because they define a modulation of immune responses and their specific features. Nowadays, only the intramuscular injection route remains the major route of vaccines injection in the context of primary prophylaxis in human health. During our study, we were interested in comparing the injection of antigen (ovalbumin) following two routes of administration: intramuscular and intradermal routes. We also relied on a technology in the laboratory that involves the transfer of genes by rAAV2/1 vectors. We had two constructs of these vectors having specificity to target skeletal muscle cells and allowing us to provide a helper effect from CD4+ T cells during injections into female mice recipients. Moreover, one of these constructs enabled us to avoid the direct presentation of antigens by dendritic cells (DCs) to CD8+ T cells. The capacity of modulation of these vectors allowed us to show for the first time that the rAAV2/1 vector was able to trigger the expression of a transgene in the skin, and there to generate a strong cellular response. We have also shown that CD4+ T cell help and the intradermal route of immunization synergize to improve greatly cellular responses from the cross-presentation of antigens. Finally, we have demonstrated that CD8+ T cells generated following this synergism exhibited a phenotypic profile of polyfunctional memory cells and able to protect the host against a pathogenic challenge.