Role de l'autophagie dans la réponse immunitaire anti-tumorale des cellules NK

par Takouhie Mgrditchian

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Janji Bassam.

Soutenue le 26-06-2017

à Paris Saclay , dans le cadre de Cancérologie : biologie - médecine - santé , en partenariat avec Luxembourg Institute of Health (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement opérateur d'inscription) .

Le président du jury était Christian Auclair.

Le jury était composé de Janji Bassam, Christian Auclair, Christophe Borg, Patrick Auberger, Salem Chouaib.

Les rapporteurs étaient Christophe Borg, Patrick Auberger.


  • Résumé

    Les cellules Natural Killer (NK) sont des effecteurs de l’immunité innée qui jouent un rôle important dans la surveillance immunitaire anti-tumorale. Le concept d’immunothérapie basée sur l’activation des cellules NK a ainsi émergé comme une approche thérapeutique convaincante. Malgré les avancées spectaculaires réalisées ces dernières décennies, les connaissances concernant la biologie des cellules NK restent largement fragmentées. La mise en place de stratégies thérapeutiques anti-tumorales utilisant les cellules NK nécessite donc une compréhension approfondie des mécanismes de résistance développés au sein du microenvironnement tumoral. Les travaux menés au laboratoire ont révélé que certains mécanismes de résistance intrinsèque développés par les cellules tumorales dépendent de l’activation de l’autophagie en réponse à un stress hypoxique. Ces travaux ont démontré que l’activation de l’autophagie en condition de stress hypoxique, diminue la susceptibilité des cellules tumorales à la lyse par les cellules NK, qui peut être restaurée par l’inhibition de Beclin1. Ces mêmes travaux ont également démontré in vivo que l’inhibition de Beclin1 diminue la progression tumorale dans des modèles syngéniques murins de cancer de sein et de mélanome.Dans cette étude, nous avons montré dans un modèle murin de mélanome, que la régression des tumeurs déficientes en Beclin1 était corrélée à une augmentation significative d'infiltration des cellules NK. Nous avons établi que cette infiltration accrue est due à une augmentation d'expression et de sécrétion de la chémokine CCL5. De plus, dans les tumeurs déficientes en Beclin1, ayant une forte expression de CCL5, l’inhibition de CCL5 était suffisante pour diminuer l'infiltration des cellules NK et bloquer la régression tumorale.Ayant établi le rôle majeur de CCL5 dans l'infiltration des cellules NK dans les tumeurs de mélanome déficientes en Beclin1, nous avons étudié, dans la deuxième partie, le(s) mécanisme(s) moléculaire(s) impliqué(s) dans la régulation de CCL5. Nous avons démontré que l’inhibition génétique ou pharmacologique de l’autophagie induit la voie SAPK/JNK dans les cellules tumorales et active par conséquence le cofacteur de transcription c-Jun impliqué dans l'expression de CCL5. Plus précisément, nous avons établi que l'induction de SAPK/JNK est due à un défaut de l'activité phosphatase de la protéine phosphatase 2A (PP2A).Dans la dernière partie, nous avons étudié l'impact clinique de l’expression de CCL5 dans le cas du mélanome. L’analyse de différentes biopsies de mélanomes a montré une corrélation positive et significative de CCL5 avec l’expression du marqueur des cellules NK NKp46. Ce résultat a été validé sur une large collection de mélanomes, disponible dans la base de données TCGA (The Cancer Genome Atlas). La survie à long terme de patients atteints de mélanome ayant une expression élevée de CCL5 est significativement améliorée par rapport à ceux ayant une faible expression de cette chémokine.L'ensemble de nos résultats démontre pour la première fois que la diminution de la croissance tumorale suite l’inhibition de l'autophagie est étroitement liée à une amélioration de l'infiltration des cellules NK dans les tumeurs. Cette infiltration résulte d'une augmentation de l'expression la chémokine CCL5 par les cellules tumorales déficientes en Beclin1. Cette étude souligne l’intérêt de cibler l'autophagie afin d’établir un microenvironnement tumorale favorable à l'infiltration des cellules NK. Ainsi, l'inhibition sélective de l'autophagie dans les cellules tumorales pourrait améliorer les stratégies thérapeutiques anti-tumorales basées sur les cellules NK.

  • Titre traduit

    The Role of Autophagy on Anti-Tumor Immune Response Mediated by Natural Killer Cells


  • Résumé

    One of the major obstacles to define an efficient cancer immunotherapy protocol is the capacity of hypoxic tumor microenvironment to inhibit the host immune response. In line with this concept, we have shown that hypoxia impairs natural killer (NK) cell-mediated killing of cancer cells. This impairment was not related to a defect in NK cell function, but was strikingly dependent on the induction of the autophagic degradation process in hypoxic tumor cells. Genetic or pharmacological inhibition of autophagy restored NK-mediated killing of hypoxic tumor cells. . We have validated this concept in vivo by showing that targeting autophagy enhanced the NK-mediated regression of breast and melanoma tumors in mice. This regression was related to an increase in NK cells infiltrating autophagy defective tumor as demonstrated by immunohistochemistry staining of NK cells. The present project aims to investigate how autophagy inhibition increases tumor infiltration by NK cells leading to an improvement of NK-mediated anti-tumor immune response et to identify fectors which may be implicated in the infiltration of NK cells into the tumors.


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