Etude cinétique d’une réponse immune associée à une régression tumorale : les lymphocytes T et les cellules myéloïdes coopèrent au sein de la tumeur après vaccination

par Maxime Thoreau

Thèse de doctorat en Immunologie

Sous la direction de Nadège Bercovici.

Soutenue le 30-09-2016

à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris) , en partenariat avec Université Paris Descartes (1970-2019) (établissement de préparation) et de Institut Cochin / UM 3 (laboratoire) .


  • Résumé

    De nombreuses études en oncoimmunologie portent sur l’échec immunitaire dans le contexte de progression tumorale, mais elles sont plus rares à porter sur un contexte de régression, lorsque le système immunitaire est efficace. De ce fait, bien souvent la littérature met en avant le rôle cytotoxique des lymphocytes T CD8+, ou bien leur anergie dans le contexte de progression tumorale, causée par des cellules myéloïdes telles que les MDSC ou les macrophages de phénotypes M2, considérés comme pro-tumoraux. J’ai pour ma part étudié la réponse immunitaire dans le cadre d’une régression tumorale. Des cellules TC1 transplantées en s.c. dans des souris C57BL6/J, donnent des tumeurs solides d’environ 6mm de diamètre 11 jours plus tard. A ce moment là (J0), les souris sont vaccinées à proximité de la tumeur (priming), par un vaccin contenant la sous-unité B non toxique de la Shiga toxine couplée au peptide E7 de l’HPV16 (exprimé par les TC1), combiné à de l’IFNα. Une semaine plus tard (J7), un « boost » est effectué. Après le boost, la croissance tumorale cesse puis la tumeur régresse. L’analyse cinétique par cytométrie révèle un infiltrat immunitaire important pendant, et précédant la régression tumorale. La nature de cette infiltrat varie avec le temps. A J5, un infiltrat myéloïde est observé, suivi d’un infiltrat lymphocytaire à partir de J8. Une déplétion des cellules T CD8+ inhibe la régression tumorale, alors que dans les souris CXCR3-/-, dans lesquelles les CD8+ ne sont pas déplétés mais leur recrutement est fortement affecté, une régréssion tumorale est possible malgré un infiltrat T CD8+ très faible. Cela laisse penser que d’autres acteurs que les LT cytotoxiques sont nécessaires à la régression tumorale, comme probablement les cellules myéloïdes qui infiltrent le tumeur avant les cellules T. L’analyse de cette population montre une activation des monocytes et macrophages (MHC II+), avec un pic d’activation autour de J9, au début de la régression. La capacité cytotoxique de ces cellules, mesurée in vitro par immunofluorescence est augmentée comparée à des myéloïdes isolées de tumeurs de souris en progression. De plus, l’ajout d’un anticorps anti-TNFα inhibe partiellement cette cytotoxicité. Cela montre qu’après vaccination, les monocytes/macrophages sont capables de tuer les cellules tumorales. Une déplétion partielle des macrophages au moment de la vaccination, à l’aide du PLX3397 (inhibiteur du CSF1R), réduit l'efficacité de la vaccination. Les cellules myéloïdes, lorsqu'elles sont présentes, contribuent fortement à la régression tumorale induit par le vaccin composite, et leur action implique probablement des interactions avec les LT CD8+. C'est ce que suggère l'observation de tumeurs vaccinées dans des souris IFNϒ-/-, dans lesquelles l'efficacité vaccinale est aussi inhibée. Cette thèse montre qu’après une stimulation appropriée, qui peut, comme ici, mimer une infection virale, les cellules myéloïdes peuvent participer activement à la régression tumorale.

  • Titre traduit

    Kinetic study of an immune response associated with tumor regression : T lymphocytes and myeloid cells cooperate within the tumor after vaccination


  • Résumé

    Most oncoimmunology studies are performed in an immune failure context of progressing tumor. They rarely describe tumor regressions, when the immune response is efficient. As a result, the literature tends to highlight the cytotoxic role of CD8+ T cell or their anergy in the context of tumor progression, caused by myeloid cells such as the MDSC or M2 polarized macrophages, considered as protumoral. My PhD work has been focused on the immune response in a context of tumor regression. TC1 cells transplanted s.c. in C57 BL6 J mice, give rise to solid tumors of approximately 6 mm diameter 11 days later. At that time (day 0), mice are vaccinated peritumorally for a priming with a composite vaccine containing the subunit B of the Shiga toxin coupled to E7 peptide from HPV16 (present on TC1), combined with the IFNα. A week later (day 7), a boost is made. After the boost, tumor growth stops and the tumor regress. Kinetic cytometric analysis revealed a significant immune infiltrate during and prior to tumor regression. The nature of this infiltrate varies with time. On day 5, a myeloid infiltrate is observed, followed by a lymphocytic infiltrate which is conspicuous after day 8. Depletion of CD8+ T cells inhibits tumor regression, while in CXCR3- /- mice, in which the CD8+ are not depleted but their recruitment is severely affected, tumor regression is possible despite a very low CD8+ T cell infiltrate. This suggests that some effectors, other than cytotoxic T cells, are required for tumor regression, including probably myeloid cells that infiltrate the tumor before T cells. The analysis of this population shows an activation of monocytes and macrophages (MHC II+) with a peak of activation around day 9, early in the regression. The cytotoxic capacity of these cells was tested in vitro, by depositing F4/80+ cells from vaccinated tumors or not, on a TC1 cell monolayers in culture. Only myeloid cells from vaccinated tumors appear to kill tumor cells, and adding an anti-TNFα inhibits this cytotoxicity. This shows that after immunization, monocytes/macrophages are capable of killing tumor cells. A partial depletion of macrophages at the time of vaccination, after treatment with PLX3397 (CSF1R inhibitor), reduces the vaccine efficacy. Myeloid cells contribute significantly to the observed tumor regression, and their action involves interactions with CD8+ T cells. This hypothesis is consistent with the observation of tumors in vaccinated IFNϒ- /- mice, in which the vaccine efficacy is also inhibited. This thesis shows that after an appropriate stimulation, for instance, here, by mimicking a viral infection, myeloid cells can actively participate in tumor regression.


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