Rôle des transporteurs de peptides dans la présentation antigénique par les cellules dendritiques

par Myriam Lawand

Thèse de doctorat en Immunologie

Sous la direction de Peter Van Endert.

Le président du jury était Frédéric Batteux.

Le jury était composé de Peter Van Endert, Frédéric Batteux, Jost Enninga, Laurence Chaperot, Roland Liblau, Olivier Neyrolles.

Les rapporteurs étaient Jost Enninga, Laurence Chaperot.


  • Résumé

    Les cellules dendritiques (DCs) sont des cellules spécialisées dans la présentation de l'antigène aux lymphocytes (CPAs), capables d'initier des réponses immunitaires adaptatives et ce sont également les acteurs majeurs de la présentation croisée des antigènes exogènes par le complexe majeur d’histocompatibilité de classe I (CMH-I). Les mécanismes moléculaires et cellulaires de la présentation croisée ont beaucoup été étudiés, mais des questions importantes restent à élucider. Notre laboratoire a précédemment montré que la pré-incubation à basse température des DCs déficientes pour TAP (transporter associated with antigen processing) normalise l’expression de molécules du CMH-I à la surface et la présentation croisée des antigènes phagocytés par une voie dépendante du protéasome, suggérant que les phagosomes pourraient être dotés d’un transporteur alternatif pour importer les peptides générés dans le cytosol par le protéasome. Comme la source de CMH-I chargés par cette voie reste incertaine, il est possible que le rôle de TAP dans la présentation croisée des antigènes phagocytés soit indirect et limité à fournir les molécules de CMH-I disponibles pour un chargement pendant leur recyclage. Ainsi, notre objectif était de déterminer le rôle exact de TAP dans le transport de peptides à l'intérieur du phagosome et d'évaluer le rôle de TAP-L (TAP-like), un transporteur lysosomal ATP-dépendant avec une fonction putative dans la présentation antigénique. Nous avons mis au point une technique de transport des peptides par cytométrie en flux (phagoFACS) et montré que TAP est présent dans les phagosomes des DCs et est capable de transporter des peptides ayant une forte affinité pour TAP d'une manière ATP-dépendante. Cette technique permet l'exclusion des phagosomes ayant un défaut d’intégrité membranaire, obtenus lors de la préparation des phagosomes, et apporte une preuve directe de l'accumulation du peptide à l'intérieur des phagosomes. Les paramètres affectant cette accumulation sont la maturation phagosomale et la présence de molécules CMH-I liant le peptide. De façon surprenante, en l'absence de TAP, le peptide SIINFEKL dérivé de l’ovalbumine ayant une affinité intermédiaire pour TAP est transporté de manière ATP-dépendante dans le phagosome. Ceci est cohérent avec l’hypothèse suggérant la présence d'un autre transporteur de peptide dans les phagosomes des DCs. Nous avons utilisé la même technique pour évaluer la fonction physiologique de TAP-L dans le transport de peptides et montré que TAP-L est présent dans les phagosomes et serait responsable de l’import de peptides dans ces vésicules. Nos résultats suggèrent aussi que TAP-L semble jouer un rôle dans la présentation croisée des antigènes phagocytés à basse température. Ceci a été observé dans des DCs déficientes pour TAP et TAP-L, indiquant que les deux transporteurs pourraient coopérer pour assurer l’import des peptides dans les phagosomes. Nous avons également pu démontrer un rôle de TAP-L dans la présentation de l’antigène par CMH-II. Ces résultats nous encouragent à explorer les mécanismes sous-jacents à ces fonctions pour comprendre la contribution relative de chaque transporteur de peptides dans la présentation antigénique.

  • Titre traduit

    Role of peptide transporters in antigen presentation by dendritic cells


  • Résumé

    Dendritic cells (DCs) are potent antigen-presenting cells, capable of activating resting T cells and of initiating primary and stimulating memory immune responses. DCs can efficiently use internalized antigens for presentation by major histocompatibility class I (MHC-I) molecules: a phenomenon referred to as “cross-presentation.” Cross-presentation is important in priming of CD8+ T-cell responses to a variety of pathogens and to tumors as well as in immune tolerance to self and in autoimmunity. The molecular and cell biological mechanisms underlying cross-presentation have been studied intensively but important issues remain unclear. Our laboratory has previously shown that the pre-incubation of TAP-deficient DCs at low temperature normalized surface MHC-I expression and cross-presentation of phagocytosed antigens in a proteasome-dependent pathway. This suggested that phagosomes might harbor an alternative peptide transporter to import peptides generated by cytosolic proteasome complexes. As the source of MHC-I loaded in this pathway remains unclear, it is possible that the principal or partial role of TAP in proteasome-dependent cross-presentation of phagocytosed antigens is to provide recycling cell surface class I molecules. Our aim was to assess the exact role of TAP in peptide transport into phagosomes and to examine the role of the transporter associated with antigen processing-like (TAP-L), a lysosomal transporter with a putative function in antigen presentation. We have developed an assay of peptide transport using flow cytometry (phagoFACS) and shown that TAP is present in DC phagosomes and capable of transporting at least peptides with high affinity to TAP in an ATP-dependant manner. Using this assay, which allowed for eliminating background due to leaky vesicles, we were able to provide direct evidence of peptide accumulation inside phagosomes. ATP-dependant peptide accumulation inside phagosomes was affected by phagosomal maturation and by the presence of a peptide-binding MHC class I-molecule. Surprisingly, in the absence of TAP, another peptide transporter may be able to transport a peptide with intermediate affinity to TAP, namely the ovalbumin peptide SIINFEKL, in an ATP-dependant manner. We used the same technique to assess the function of TAP-L in peptide transport and found that TAP-L may be involved in peptide import into phagosomes. Additional results suggest that TAP-L plays a role in MHC-II presentation and cross-presentation of phagocytosed antigens at low temperature. The latter was shown in DCs lacking both transporters, suggesting that TAP and TAP-L might cooperate to ensure peptide import into phagosomes. The mechanisms underlying these functions should be explored to understand the relative contribution of each peptide transporter to antigen presentation.

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