Acquisition des fonctions effectrices des LT et rôles dans la réponse immune anti-tumorale.

Un LT naïf qui reconnaît son antigène à la surface des CPA et qui reçoit les deux signaux nécessaires à son activation prolifère et se différencie en cellule effectrice soit en LTCD8 cytotoxique soit en LTCD4 auxiliaire. Ces cellules jouent toutes les deux un rôle majeur dans le contrôle des proliférations tumorales.

1) Les LTCD8 cytotoxiques :

Les LTCD8 ont été mis en évidence dans le sang et les tissus tumoraux de patients atteints de cancers et notamment de mélanomes (Ferrini et al., 1985 ; Itoh et al., 1988 ;

Belldegrun et al., 1998). Le rôle fonctionnel de ces LTCD8 a été démontré dans des

situations cliniques de régressions tumorales spontanées ou induites. Ainsi à partir de biopsies de patients, chez lesquels il avait été observé une régression tumorale spontanée, des LTCD8 cytotoxiques ont été mis en évidence, suggérant fortement l’implication de ces cellules dans la régression de ces tumeurs (Mackensen et al., 1994). Par ailleurs, dans des modèles tumoraux murins, après immunisation à l’aide de différentes préparations vaccinales, l’induction d’une immunité anti tumorale dépend le plus souvent de la présence de LTCD8 (Zatloukal et al., 1995 ; Xu et al., 2000 ; Srivastava et al., 2002 ; Porgador et

al., 1996 ; Dyall et al., 1998). L’implication des LTCD8+ dans la réponse immune anti-

tumorale a permis de développer chez l’homme des stratégies d’immunothérapie qui ont confirmé le rôle majeur de ces cellules dans le contrôle du développement tumoral. Lors de vaccinations de patients par le peptide MAGE3, des infiltrations de LTCD8+ dans les lésions

Figure 12 : Les deux voies de cytotoxicité lymphocytaire : voie Fas/Fas ligand et la voie perforine/granzyme.

en cours de régression ont été observées (Thurner et al., 1999). De même, chez des patients recevant des infusions de clones LTCD8+ spécifiques pour des antigènes tumoraux, l’analyse des populations lymphocytaires présentes au sein de la tumeur (TIL) a démontré l’accumulation des LTCD8+ transférés (Yee et al., 2000).

La différenciation des LTCD8+ en LT cytotoxiques (CTL) implique l’acquisition de fonctions cytotoxiques. La reconnaissance des cellules tumorales par les CTL conduit généralement à la lyse des cibles par plusieurs mécanismes (Kagi et al., 1994 ; Barry et al., 2002) impliquant des protéines présentes dans les CTL (Figure 12).

Ces CTL renferment en effet des granules préformés contenant de nombreuses enzymes et cytotoxines. Lors du contact entre le TCR du CTL et le complexe CMH/peptide présent à la surface de la cellule tumorale, on observe une réorganisation du cytosquelette des LT-CD8 qui permet d’orienter l’exocytose de granules lytiques vers la cellule cible. Ces granules contiennent une protéine capable de former des pores : la perforine. La formation des pores membranaires n’est pas suffisante pour provoquer la mort cellulaire, mais facilite l’entrée d’autres protéines granulaires comme les granzymes, qui vont induire la lyse des cellules cibles. Des souris déficientes en perforine sont plus sensibles au développement spontané de lymphomes et de tumeurs chimio induites, ce qui démontre le rôle important de ce type de cytotoxicité dans le contrôle du développement tumoral (Smyth et al., 2000 ; van den

Broek et al., 1996).

L’exocytose des granules lytiques n’est pas le seul mécanisme capable d’induire la mort cellulaire. L’interaction des molécules FasL exprimées par les LT-CD8 avec les molécules Fas présentes sur les cellules cibles induit une mort par apoptose grâce à l’activation de la voie des caspases.

Enfin, la cytotoxicité des CTL est également dépendante de la capacité de ces cellules à produire des cytokines comme l’IFN-γ ou le TNF-α. En effet, l’administration d’anticorps anti IFN-γ ou TNF-α peut inhiber l’efficacité thérapeutique des LTCD8 (Barth et al., 1991). Ainsi des tumeurs immunogéniques ne sont plus rejetées chez des souris déficientes pour les gènes codant ces deux cytokines (Prevost-Blondel et al., 2000). L’ensemble de ces travaux

confirme le rôle majeur joué par les LTCD8+ cytotoxiques dans la réponse immune anti- tumorale.

2) Les LTCD4 auxiliaires :

Les cellules CD4+ auxiliaires (helper) jouent un rôle primordial dans la polarisation de la réponse immunitaire. Ces cellules dérivent de précurseurs communs, les lymphocytes T helpers CD4+ naïfs qui peuvent se différencier en LTCD4 helper 1 (Th1), helper 2 (Th2) ou helper 17 (Th17) selon la nature des signaux reçus lors de leur activation (Abbas et al.,

1996 ).Cette différenciation est contrôlée par la sécrétion de cytokines lors de l’activation des

cellules T naïves. Selon la nature des cytokines présentes lors de cette activation, l’IL-4, l’IL- 12 ou l’IL-6/TGFβ, les précurseurs CD4 + se différencient respectivement en cellules Th1, Th2 ou Th17 (Macatonia et al., 1995 ; Betteli et al., 2006 ; Harrington et al., 2006)

(Figure 13). La nature de la cellule présentatrice d’antigènes (Duncan et al., 1994) ou le

type des molécules de costimulation impliquées dans l’activation des LTCD4+ (Palmer et al.,

1997) sont également des paramètres importants dans l’orientation des cellules vers le

phénotype Th1, Th2 ou Th17.

Le premier critère qui permet de différencier ces sous classes de LT helpers c’est le profil de cytokines qu’elles expriment. Les TCD4+ Th1 secrètent de l’IL-2, IL-12, IFN-γ et du TNF-α tandis que les T CD4+ Th2 secrètent plutôt de L’IL-4 ,5 et 10 et les Th17 de l’IL-6, de l’IL-17 et du TNF-α. D’un point de vue fonctionnel ces sous population lymphocytaire possèdent également des caractéristiques bien spécifiques. Les cellules Th1 permettent d’orienter de la réponse immunitaire vers une réponse à médiation cellulaire en favorisant la différenciation de lymphocytes CD8+ en CTL. De plus, ces cellules sont souvent associées aux phénomènes inflammatoires de par leur capacité à secréter du TNF-α et de l’IFN-γ, deux cytokines qui induisent le recrutement d’effecteurs cellulaires de l’inflammation. Les cellules de type Th2 induisent quant à elles, des réponses immunitaires humorales et stimulent les réponses allergiques en favorisant la prolifération des mastocytes mais également la croissance et la différenciation des éosinophiles. A la différence des cellules Th1, les cytokines produites par les cellules Th2 comme l’IL-4, 10, 13 et le TGFB ne jouent pas un

rôle pro mais plutôt anti-inflammatoire (Mosmann et al., 1989). Enfin les Th17 favorisent le recrutement neutrophilaire lors des infections bactériennes mais sont surtout associées à l’apparition de réponses inflammatoires chroniques dans les maladies auto-immunes

Les études menées dans différents modèles tumoraux ont montré que les LTCD4 sont impliquées dans la réponse immune anti-tumorale surtout dans des modèles tumoraux exprimant des molécules de CMH-II (Hock et al., 1991 ; Lauritzen et al., 1994 ; Hung et al.,

1998). Cette démonstration est basée à la fois sur des expériences de transfert adoptif des

cellules T CD4 ou par déplétion de ces LT CD4. La participation des CD4 dans la réponse immune anti-tumorale se fait par le biais de divers mécanismes. Tout d’abord par la sécrétion de cytokines, les LTCD4 peuvent attirer au site tumoral des cellules immunitaire effectrices comme les NK, (Hung et al., 1998 ; Greenberg et al., 1991). Ensuite, l’IFN-γ secrété par les Th1 joue un rôle direct sur les tumeurs en favorisant la production de radicaux libres oxygénés (Williamson et al., 1983 ; Fransen et al., 1986), l’expression des CMH-I assurant leur reconnaissance et leur élimination par les CTL (Dighe et al., 1994), ou encore en réduisant la néo-angiogenèse tumorale (Coughlin et al., 1998 ; Qin et al., 2000). Enfin même si ces LTCD4 sont définies comme des cellules auxiliaires, plusieurs travaux montrent qu’elles sont douées de fonctions cytotoxiques propres dépendantes de la voie Fas, leur permettant de lyser par elle même des cibles tumorales (Zennadi et al., 2001). A la différence des Th1 et Th2 l’implication des Th17 dans la réponse immune anti-tumorale a été peu étudiée. Cependant plusieurs résultats suggèrent que ces cellules auraient favoriseraient le développement tumoral notamment en favorisant la néo-angiogenèse des tumeurs (Numasaki et al., 2003).