Pathophysiologie des pDCs et des Lymphocytes Tγδ en contexte de mélanome, et potentiel de leur interaction pour le développement de nouvelles thérapies

Pathophysiology of pDCs and gdT lymphocytes in melanoma context, and potential of their cross talk for the development of new therapies

• Auteur / Autrice : Pauline Girard
• Direction : Caroline Aspord, Julie Charles
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance le 15/12/2020
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pour l'avancée des biosciences (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Park
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Caroline Aspord, Julie Charles, Myriam Capone, Nathalie Bendriss-Vermare
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Scotet, Jeremy Di Domizio

Mots clés

Mots clés contrôlés

Système immunitaire

Micro-environnement cellulaire

Lymphocytes T

Cellules immunocompétentes

Mélanome

Mots clés libres

Lymphocytes Tγδ

Melanome

Subversion immunitaire

Cellules dendritiques plasmocytoïdes

Microenvironnement

Microenvironment

Melanoma

Immunosubversion

Plasmacytoid dendritic cells

Gamma delta T cells

Résumé

.Les pDCs et Tγδ ont des rôles cruciaux dans l’initiation et l’orientation des réponses immunitaires. Leurs fonctions uniques, leur grande plasticité et leur capacité d’interagir avec de nombreux acteurs immunitaires leur permettent de créer un lien entre l’immunité innée et l’immunité adaptative. Elles contribuent donc grandement aux réponses immunitaires protectrices et pathogéniques, et sont de ce fait très prometteuses pour le développement d’immunothérapies anti-tumorales, autant en tant que vecteurs que cibles. Cependant, les lymphocytes Tγδ n’ont pas été étudiés de manière approfondie en contexte de mélanome, et les interactions entre pDCs et Tγδ n’ont été explicitées ni en contexte sain, ni en contexte mélanome, ou le contrôle immunitaire de la tumeur ‡ long terme est encore un défi. Nous avons réalisé une étude détaillée du phénotype et de la fonction des lymphocytes Tγδ circulant et infiltrant le mélanome, et analysé leur impact sur l’évolution clinique. Nous avons aussi caractérisé les interactions bidirectionnelles entre les pDCs et les Tγδ issus de sang de donneurs sains, et de sang ou de tumeur de patients. Nous avons mis en évidence que le mélanome détourne les fonctions effectrices des Tγδ dans le but d’échapper au contrôle immunitaire, et que les caractéristiques des Tγδ issus de sang ou de tumeurs de patients peuvent étre des bio-marqueurs prometteurs d’évolution clinique. Nous avons également montré que les interactions entre pDCs et Tγδ sont médiées par les IFNs de type I et II et par le récepteur BTN3A, essentiel pour l’activation des Td2+, et sont dérégulées en contexte de mélanome. L’administration de cytokines et d’anticorps ciblant les points de contrôle immunitaire peut rétablir des interactions fonctionnelles entre les deux populations cellulaires. De façon intéressante, nous avons observé une augmentation de l’expression de BTN3A sur les pDCs et Tγδ issus de sang de patients ou de tumeurs, tout en soulignant une potentielle dysfonction de cette molécule. Notre étude révèle que le mélanome détourne les interactions entre pDCs et Tgd notamment via la dérégulation de BTN3A. De tels résultats motivent l’exploitation de ces effecteurs immunitaires ainsi que de leur synergie, pour développer de nouvelles approches thérapeutiques exploitant leur potentiel anti-tumoral tout en évitant leur détournement par la tumeur pour améliorer l’évolution clinique des patients. Nos découvertes soutiennent l’exploitation de ces partenaires puissants et prometteurs pour élaborer de nouvelles stratégies thérapeutiques et restaurer des réponses immunes appropriées en contexte de cancer, infections et auto-immunité

Both pDCs and γδT cells harbor critical roles in immune responses induction and orientation. Their unique features, high functional plasticity and ability to interact with many immune cell types allow them to bridge innate and adaptive immunity. They actively contribute to protective and pathogenic immune responses, which render them very attractive both as targets and vectors for cancer immunotherapy. Yet, γδT cells have not been extensively explored in melanoma, and despite strategic and closed missions, cross-talks between pDCs and γδT cells have not been deciphered yet, neither in healthy context nor in cancers, especially in melanoma where the long-term control of the tumor still remains a challenge. We provided here a detailed investigation of the phenotypic and functional properties of circulating and tumor-infiltrating γδT cells in melanoma patients, as well as their impact on clinical evolution. We also characterized the bidirectional cross-talks between pDCs and γδT cells both from healthy donor’s blood, patient’s blood and tumor micro-environment. Our study highlighted that melanoma hijacked γδT cells to escape from immune control, and revealed that circulating and tumor-infiltrating γδT cell features are promising potential biomarkers of clinical evolution. We also demonstrated crucial bidirectional interactions between these key potent immune players though type I and II IFN and BTN3A that are dysfunctional in the context of melanoma. Reversion of the dysfunctional bidirectional cross-talks in melanoma context could be achieved by specific cytokine administration and immune checkpoint targeting. We also revealed an increased expression of BTN3A on circulating and tumor-infiltrating pDCs and γδT cells from melanoma patients but stressed out its potential functional impairment.Thus, our study uncovered that melanoma hijacked pDCs/ γδT cells bidirectional interplay to escape from immune control, and pointed out BTN3A dysfunction. Such understanding will help harnessing and synergizing the power of these potent immune cells to design new therapeutic approaches exploiting their antitumor potential while counteracting their skewing by tumors to improve patient outcomes. Our findings pave the way to manipulate these potent and promising cell partners to design novel immunotherapeutic strategies and restore appropriate immune responses in cancers, infections and autoimmune diseases.