Dynamiques cellulaires des lymphocytes T CD8 et des cellules Natural Killer lors de leur activation par les cellules dendritiques dans le ganglion lymphatique

par Hélène Beuneu

Thèse de doctorat en Immunologie

Sous la direction de Philippe Bousso.

Soutenue en 2009

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Jean Kanellopoulos.

Le jury était composé de Philippe Bousso, Jean Kanellopoulos, Sebastian Amigorena, Marc Dalod, James Di Santos, Marc Bajénoff.

Les rapporteurs étaient Sebastian Amigorena, Marc Dalod.


  • Résumé

    Par leurs fonctions cytotoxiques, les lymphocytes T CD8 (LT CD8) et les cellules « Natural Killer» (NK) participent à la défense contre de nombreuses infections et à l’élimination des tumeurs. Les fonctions effectrices des LT CD8 comme des cellules NK peuvent être acquises après interaction avec des cellules dendritiques (DC) matures au sein du ganglion lymphatique. Les LTCD4 améliorent la réponse secondaire des LT CD8 mais leur effet sur la réponse primaire reste controversée. Nous avons développé un modèle expérimental permettant de moduler cette «coopération CD4-CD8». Nos résultats montrent que la réponse des LT CD4 augmente la capacité des LT CD8 à répondre à l'interleukine-2 (IL-2) et à produire de l'interféron-y dès les phases précoces de la réponse primaire. Nous observons des regroupements cellulaires stables contenant LT CD8, LT CD4 et DC dès le premier jour de la réponse. Enfin et surtout, nous avons démontré que les LT CD8 interagissent préférentiellement avec les DC qui ont la capacité d'interagir également avec les LT CD4 et que ce recrutement préférentiel requiert l'expression de la molécule CD40 à la surface des DC. Nous proposons donc que les LT CD4 favorisent la rencontre entre les LT CD8 et augmentent ainsi le nombre de LT CD8 qui vont bénéficier d'un environnement stimulateur. Les DC jouent également un rôle central lors de l'activation des cellules NK suite à la détection de signaux microbiens. Cette activation est dépendante d'un contact cellulaire, de cytokines et de la transprésentation de l'IL-15 par les DC. L'utilisation des souris CDllc-YFP x NCRl +/GFP dans lesquelles les cellules NK et les DC expriment différentes protéines fluorescente nous a permis d'étudier les dynamiques de ces cellules. Nous avons montré qu'en l'absence de stimulation, les cellules NK endogènes ont une vitesse moyenne de 9µm/min et établissent de nombreux contacts transitoires avec les DC. Lors de leur activation par les DC (par le polyl:C ou le LPS), les cellules NK n'établissent pas d'interactions stables avec ces dernières. Cependant, comme à l'état basal, elles interagissent 50% du temps avec le réseau de DC. Nous proposons que lors d'une infection, les cellules NK conservent une forte mobilité et bénéficient ainsi des cytokines produites par les nombreuses DC du ganglion lymphatique qui vont maturer. Ainsi, les LT CD8 et les cellules NK ne présentent pas les mêmes dynamiques d'activation par les DC dans les ganglions lymphatiques. Nous avons montré que les signaux calciques qui font suite à l'interaction avec les DC sont de force inégales et nous proposons que les signaux d'arrêt ne soient pas équivalents pour les deux types cellulaires. Pour conclure, nous pouvons spéculer que les différences dans la stabilité des contacts correspondent à des stratégies spécifiques pour collecter efficacement les signaux d'activation et reflètent les différences d'orchestration cellulaire des réponses immune innée et adaptative.


  • Résumé

    CD8 T lymphocytes and Natural Killer (NK) cells are both capable of elimination of infected or turner cells. As is true for T cells, a first interaction between NK cells and dendritic cells (DC) modifies their ability to eliminate target cells. This phenomenon as been reported as « priming » and occurs in the lymph node. It is crucial to understand how and when CD8 T cells and NK cells receive signals from DC and how this process can be regulated. CD4 T cells increase CD8 T cell secondary responses, but their effect on pnmary responses is still controversial. We have developed an experimental model to study the phenomenon of CD4 help. We show that CD4 help increases CD8 T cell capacity to express interleukin-2 receptor and to produce interferon-y during the early phases of the primary response. As early as day one we observe formation of stable clusters containing three cell types: CD8 T cells, CD4 T cells, and DC. Importantly, we show that CD4 help increases DC capacity to interact with CD8 T cells, a phenomenon that is dependent on CD40 engagement on DC surface. We propose that by promoting CD8 T cell-DC encounters, CD4 T cells increase CD8 T cell access to a stimulatory environment. DC are also implicated in NK cell activation following microbial recognition by Toll Like Receptors (TLR). This activation is dependent on NK cell-DC contact, cytokine production IL-15 transpresentation by DC. Using mice in which NK cells and DC express different fluorescent proteins (CDllcYFP x NCRl +/GFP) we have followed endogenous NK cell dynamis at steady state and during activation. We have observed that NK cells are motile, displaying a mean velocity of 9µm/min and establishing numerous transient interactions with DC. NK-DC stable synapses were not detected during activation. Rather, NK cells were found to continuously interact transiently with DC. However, NK cells spend 50% of their time contacting DC so they have ample opportunity to collect information. We propose that by maintaining a high velocity in the lymph node, NK cells efficiently scan a high number of DC and rapidly integrate the local concentration of cytokine produced and presented by the DC network. Finally, observing calcium flux following interaction with DC we suggest that differences in the calcium responses of NK cells and T cells in contact with stimulatory DC provide a plausible explanation for their distinct modes of interaction. To conclude, we can speculate that differences in contact stability correspond to specifie strategies to efficiently collect activating signais that reflect differentiai cellular orchestration between the adaptive and innate immune systems.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (192 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.155-183

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  • Bibliothèque : Université de Paris-Sud (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne). Service Commun de la Documentation. Section Médecine.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TD/2009T064
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