I.2.1 Cellules NK et réponse immunitaire
Les cellules NK représentent 5 à 15% des cellules du sang périphérique et ont un rôle central comme acteur de l’immunité innée. En effet, leur rôle est à la fois d’éviter la progression de l’infection ou de la pathologie tout en déclenchant l’immunité adaptative. Pour cela, elles ne nécessitent pas d’immunisation préalable à leur activité pour une action rapide et sont donc directement cytotoxiques. Elles sont activées par de nombreuses cytokines produites par les macrophages, telles l’IFN-α, l’IFN-β, le TNF-α ou l’IL-12. Cependant, les cellules NK doivent distinguer les cellules infectées ou tumorales des cellules “saines”, puisque leur engagement n’est pas spécifique d’un seul antigène. En effet, elles possèdent deux grands types de récepteurs (NKR), les récepteurs dits “activateurs” et ceux dits “inhibiteurs” ; l’intégration des différents signaux induisant leur activité cytotoxique ou leur tolérance.
Selon l’hypothèse du “missing-self” établie par K. Karre, les récepteurs inhibiteurs reconnaissent des molécules de CMH de classe I permettant la discrimination des cellules
“normales” du soi des cellules “anormales” ou du non-soi [117]. Les NKR inhibiteurs
appartiennent à deux grands types de familles moléculaires, la superfamille des immunoglobulines (Ig) (“KIRs inhibiteurs” ou ILT2, Leucocytes Ig-like Receptor, LIR1) et la famille des lectines de type C (CD94/NKG2A). Les récepteurs “KIRs inhibiteurs” reconnaissent les molécules de CMH-I classique (HLA-A, -B, -C) présentes à la surface des cellules (sauf KIR2DL4 qui reconnaît la molécule de CMH-I non classique HLA-G) [118]. Le récepteur ILT2 reconnaît des molécules de CMH-I classiques (HLA-A, -B) ou non classique (HLA-G) [119]. L’hétérodimère CD94/NKG2A (Natural Killer Group-2A) reconnaît la molécule de CMH-I non classique HLA-E dont l’expression est dépendante des molécules HLA-A, -B, -C et -G [120]. Si les structures extracellulaires et les ligands sont différents pour les récepteurs inhibiteurs, ils possèdent tous un motif ITIM (Immunoreceptor Tyrosine-based Inhibitory Motif) dans leur partie intracellulaire. Consécutivement à l’engagement du ligand, les résidus tyrosine de ce motif ITIM sont phosphorylés et permettent le recrutement des phosphatases SHP1, SHP2 et SHIP1. Ces
enzymes déphosphorylent les protéines cibles des protéines associées aux récepteurs activateurs des cellules NK, bloquant ainsi transitoirement la cascade de signalisation activatrice de ces récepteurs. Si la présence de signaux inhibiteurs bloque l’activité cytotoxique des NK, à l’inverse, leur absence la promeut. Cependant, cette activité nécessite une reconnaissance de signaux activateurs des cellules cibles par les cellules NK.
Les NKR activateurs appartiennent à plusieurs types de familles moléculaires, la superfamille des immunoglobulines (Ig) et sont alors appelés “KIRs activateurs ou KARs” (KIR2DS1, KIR2DS2, KIR3DS1 et KIR2DS4) ou CD16 (FcγRIIIA), la famille des lectines de type C (CD94/NKG2C, NKG2D) et la famille des NCR (NKp30, NKp44, NKp46). Les récepteurs “KARs” reconnaissent les molécules de CMH-I classique (HLA-A, -B, -C) présentes à la surface des cellules [121]. Le récepteur CD16 est un récepteur de faible affinité pour le fragment constant des Ig et permet ainsi d’engendrer le processus d’ADCC (Antibody Dependent Cell-mediated Cytotoxicity) [121]. Le récepteur CD94/NKG2C reconnaît les molécules de CMH-I non classique HLA-E [121] et parmi les NCR (Natural Cytotoxicity Receptor), seul NKp30 est connu pour reconnaître la molécule B7-H6 exprimée par les cellules tumorales [122, 123]. L’engagement de ces récepteurs activateurs induit la phosphorylation des motifs ITAM des protéines adaptatrices CD3-ζ, DAP12, FcεRI-γ par les protéines kinases de la famille des Src, lesquelles entraînent des voies de signalisation menant à l’activité cytotoxique des cellules NK [124]. Le récepteur NKG2D lie des protéines endogènes dites de stress et ayant une structure proche de celle du CMH-I : MIC-A, MIC-B (CMH class I chain related protein-A et -B) et ULBP1-4 (UL16-Binding Protein 1-4) [52]. Ce récepteur est associé à la protéine transmembranaire DAP10 qui ne présente pas de motif ITAM mais un motif YINM qui permet le recrutement de la sous-unité p85 de la PI3K ou de Grb2. Ces deux protéines sont indispensables à l’activité cytotoxique des cellules NK induite par l’engagement de NKG2D [125].
Si les récepteurs activateurs des cellules NK possèdent des ligands différents, l’activation de ces cellules requiert l’intégration de plusieurs signaux simultanés. En effet, l’utilisation séparée d’anticorps agonistes spécifiques de chaque récepteur activateur n’induit pas de fonction cytotoxique, en dehors du CD16. Des combinaisons semblent nécessaires, suggérant un fonctionnement comme co-récepteur aux récepteurs activateurs [124, 126].
Figure 13 : Intégration des signaux inhibiteurs et activateurs par les cellules NK
Extrait de [127]
Les mécanismes de lyse des cellules cibles sont les mêmes que ceux des CTLs : l’exocytose de granules cytotoxiques et l’apoptose induite par les récepteurs de mort. En parallèle, elles sécrètent des cytokines et chimiokines (IFN-γ, TNF-α, CCL3, CCL4, CCL5), recrutant et activant les acteurs de l’immunité innée (macrophages, CD) et adaptative (lymphocytes T) [128].
Figure 14 : Activités cytotoxiques des cellules NK
Extrait de [128]
I.2.2 Cellules NK et cancer
Plusieurs études ont démontré l’importance des cellules NK dans l’immunité anti- tumorale. En premier lieu, ces cellules présentent la capacité de tuer les cellules tumorales déficientes en molécules de CMH de classe I, in vitro [129] et in vivo [117]. Ensuite, leur infiltration au sein des tumeurs a été corrélée à un meilleur pronostic dans divers types de cancers [130]. De plus, leur activité dans le sang périphérique s’avère directement corrélée au
l’implication des cellules NK dans la prévention des cancers et le contrôle de la progression tumorale, soit par l’utilisation d’anticorps dirigés contre ces cellules, soit par des approches de transgénèse éliminant leur développement dans des modèles murins [132-135]. Les cellules NK, en détruisant rapidement les cellules tumorales, permettent aux CPA de capter des antigènes tumoraux et participent donc à la mise en place de la réponse adaptative [136]. En sécrétant des cytokines pro-inflammatoires (IFN-γ, TNF-α) associées au contact cellulaire, les cellules NK induisent également l’activation et la maturation des cellules dendritiques [137].