Développement des lymphocytes T effecteurs

Les progéniteurs des cellules T ou pro-thymocytes, proviennent de la moelle osseuse et vont rejoindre le thymus par la circulation sanguine, leur permettant de se développer pour donner naissance à des lymphocytes T matures dits naïfs. Ces progéniteurs, jusqu'alors CD4-CD8-CD3- sont capables de se différencier en lymphocytes T, lymphocytes B (LB) ou cellules NK et vont subir des modifications phénotypiques. Une fois au thymus, ils vont recevoir un signal via le récepteur Notch qui va les orienter vers la lignée T, alors appelée thymocytes. Les gènes codant pour les chaînes du TCR vont se réarranger, aboutissant à la formation d'un pré-TCR puis d'un TCR mature permettant aux thymocytes d'interagir avec les autres cellules du thymus. Le but final est de produire des lymphocytes T susceptibles de reconnaître des antigènes du non-soi et ne réagissant pas avec des antigènes du soi. En premier lieu, une sélection positive des thymocytes, alors doubles positifs CD4+CD8+, a lieu au niveau du cortex, composée de cellules épithéliales qui présentent les molécules du CMH du soi. Le thymocyte reçoit un signal de survie uniquement lorsque la reconnaissance de la molécule du CMH se fait avec une faible affinité. Si la reconnaissance est de forte affinité, le thymocyte est considéré comme délétère pour le soi. Cette étape permet aussi l'élimination des lymphocytes T incapables de reconnaître le complexe p-CMH, on parle de reconnaissance restreinte par les molécules du CMH. Puis, au niveau de la médulla, ils vont rencontrer des DC et subir la sélection dite négative. Les cellules épithéliales thymiques médullaires expriment un facteur de transcription AIRE (Auto-Immune-Regulator-Element) permettant l'expression de peptides du soi qui seront internalisés par les DC. Les cellules recevant un signal trop intense via le TCR sont éliminées. Suite à cette succession d'étapes, les thymocytes donnent naissance à des lymphocytes T naïfs CD4+ ou CD8+ qui quittent le thymus par les

INTRODUCTION&& IMMUNITÉ&ANTITUMORALE& 13 vaisseaux de la jonction cortico-médullaire. Le lymphocyte ne subira plus de mutation somatique ou de réarrangement des gènes du TCR.

4.1 Différenciation des lymphocytes T CD8+ en effecteurs cytotoxiques Les lymphocytes T CD8+, principaux acteurs de la réponse immunitaire antitumorale spécifique, sont capables, suite à la reconnaissance du complexe p-CMH-I par leur TCR, d'accomplir leurs fonctions cytotoxiques. Pour accomplir ces fonctions, les lymphocytes T subissent une différenciation au cours de laquelle ils acquièrent leur fonction cytotoxique et sécrétrice de cytokines comme l’IFN-γ. On distingue quatre sous-populations de lymphocytes T CD8+ : naïfs, effecteurs, effecteurs/mémoires et mémoires, chacun ayant des propriétés phénotypiques et fonctionnelles qui leurs sont propres. La rencontre du lymphocyte T naïf (CD45RA+/CCR7+/CD27+/CD28+) avec le complexe p-CMH-I à la surface des CPA professionnelles a lieu dans les tissus lymphoïdes. L'engagement du TCR entraîne l'expansion du lymphocyte. Les lymphocytes, alors effecteurs (CD45RA+/CCR7-/CD27-/CD28-), deviennent capables d'exprimer les molécules cytotoxiques nécessaires à la lyse de la cellule cible et perdent leur capacité de homing au niveau des ganglions lymphatiques (CCR7-/CD62L-). À l'inverse, ils expriment désormais des molécules d'adhésion telles que CD44 ou les intégrines β1 et β2, ainsi que des récepteurs aux chimiokines inflammatoires tels

que CCR5 et CCR2 (Kaech et al., 2002), leur permettant de migrer vers les tissus, au niveau des sites inflammatoires ou tumoraux. La fixation des chimiokines sur leurs récepteurs induit l'activation des intégrines telles que LFA-1 (αLβ2) et l'expression de VLA-4, permettant

l'adhésion des lymphocytes. L'expansion clonale qui fait suite à l'engagement du TCR est suivie par une phase de déclin au cours de laquelle la plupart des cellules activées vont rentrer en apoptose (Murali-Krishna et al., 1998). En effet, l'équilibre du compartiment lymphocytaire T doit être rétabli. Après élimination de l'antigène, la constitution d'un répertoire de cellules T mémoire est nécessaire pour permettre une réponse immunitaire plus rapide et plus efficace lors d'une réexposition à l'antigène. Ces cellules mémoires pourront résider dans les organes lymphoïdes secondaires. On distingue trois types de cellules mémoires selon la présence ou l'absence des molécules CCR7, CD62L et CD45RA. Les cellules T mémoires centrales (TCM), CCR7+/CD45RA-/CD62Lhigh constituent un réservoir

pour la génération rapide de nouvelles cellules T effectrices lors d'une nouvelle exposition à l'antigène. Les cellules mémoires effectrices (TEM) sont quant à elles CCR7-/CD45RA-

/CD62Llow et sont localisées dans les tissus périphériques et dans la circulation sanguine et lymphatique, prêtes à être déployées en cas de réinfection. Elles possèdent une grande

14 INTRODUCTION&& IMMUNITÉ&ANTITUMORALE& capacité proliférative et sécrètent rapidement des cytokines et des granules cytotoxiques après leur réactivation. Récemment, une troisième population de cellules mémoires a été décrite : les cellules mémoires résidentes dans le tissu (TRM). Ces TRM sont localisées dans la peau et

les muqueuses et constituent ainsi une première ligne de défense contre toute réinfection locale (Gebhardt et al., 2009). Il a été montré que ces cellules sont capables de se mobiliser plus rapidement que les cellules de l'immunité innée, en produisant de l'IFN-γ. Les propriétés de ces TRM seront décrites plus en détail dans le chapitre III.6.4.

4.2 Migration des cellules effectrices vers la cible

Les lymphocytes T activés suite à l'engagement du TCR (signal n°1), de signaux de costimulation (signal n°2) et des cytokines inflammatoires (signal n°3) vont perdre l'expression de CD62L et devenir incapables d'entrer dans les ganglions lymphatiques par les HEV. Les lymphocytes T effecteurs vont alors exprimer un ensemble de protéines contrôlant leur migration et localisation. La combinaison récepteurs - ligands exprimée par les cellules endothéliales et les T CD8+ va réguler le recrutement spécifique dans le tissu où a lieu l'inflammation.

L'inflammation liée au développement tumoral conduit à l'infiltration des cellules effectrices dans le tissu, et notamment les lymphocytes T CD8+. Après avoir franchi l'endothélium par transmigration, les lymphocytes se retrouvent dans un environnement riche en fibres de collagènes et autres composants, et se déplacent sur la matrice extracellulaire (MEC) et au niveau des jonctions entre cellules tumorales. Divers modèles, 2D ou 3D, in vitro ou in vivo, ont permis d'apporter des éléments nouveaux sur la migration et notamment sur le rôle des intégrines et du TCR dans ce phénomène.

Un modèle des différentes phases de migration des TIL a été proposé (Ng et al., 2008). Les CTL au sein des tumeurs sont initialement localisés à la périphérie avant de s'infiltrer au centre du tissu tumoral de manière dépendante de l'Ag (Boissonnas et al., 2007). Les CTL non spécifiques sont eux, incapables de migrer au sein de la tumeur. Les lymphocytes T périphériques sont capables de se déplacer à une vitesse rapide, grâce aux interactions des intégrines et de la MEC, jusqu'à la reconnaissance du peptide antigénique induisant l'arrêt de leur migration. Des interactions de durée variable, avec les cellules cibles, permettent aux TIL d'induire la lyse des cellules tumorales. Par microscope biphotonique, il a été montré que les phénomènes de recherche de cible par les lymphocytes sont similaires à ceux se déroulant dans les ganglions lymphatiques. Certains lymphocytes établissent des contacts séquentiels transitoires avec les cellules cibles, alors que d'autres interagissent de manière prolongée (plus

INTRODUCTION&& IMMUNITÉ&ANTITUMORALE& 15 de 30 min) (Mrass et al., 2006), probablement pour l'induction de la mort de la cellule cible (Breart et al., 2008). Après la lyse de la cellule cible, les TIL se détachent des cellules tumorales, et poursuivent alors leur migration, de manière dépendante du TCR. Il semble que 6 heures soient nécessaires pour que le CTL soit capable de lyser une seconde cellule cible.

L'environnement rencontré par un lymphocyte T effecteur ou mémoire est différent de celui trouvé dans les organes lymphoïdes secondaires. En effet, il a été montré que la présence de fibres de collagène ou de protéines de la matrice extracellulaire jouait un rôle essentiel dans l'activation des cellules T. Les récepteurs au collagène, α1β1 (CD49a) et α2β1, sur les

lymphocytes T activés, pourraient contribuer à retenir le lymphocyte dans le tissu afin de permettre son activation (Dustin and de Fougerolles, 2001; Salerno et al., 2014). Une fois que le lymphocyte T a pénétré dans le tissu, des modifications de l'expression des intégrines à la surface des lymphocytes T peuvent avoir lieu et sont essentielles pour la localisation, la rétention et les fonctions effectrices du lymphocyte T.

Des études contradictoires ont été effectuées sur le rôle des intégrines dans la migration cellulaire à travers une matrice de collagène. Des anticorps bloquants spécifiques des intégrines β1, β2, β3 et αV n'ont pas altéré le mouvement de cellules T dans des gels de

collagène (Friedl et al., 1998). Par ailleurs, des DC de souris n'exprimant pas d'intégrines n'ont pas de défaut de migration in vitro ou in vivo (Lammermann et al., 2008). Ceci peut être expliqué par la contraction du cytosquelette d'actine qui conduit la cellule vers l'avant. Ces résultats suggèrent que les intégrines joueraient un rôle de rétention plutôt que de migration. Cette hypothèse est notamment appuyée par une étude montrant que l'expression des intégrines αEβ7, α1β1 et α2β1 est significativement augmentée dans des métastases de

mélanomes (Salerno et al., 2014). Il a été montré que dans les ganglions lymphatiques, les intégrines ne sont pas requises pour la migration interstitielle, tandis qu'elles semblent nécessaires pour la migration dans les tissus présentant une réaction inflammatoire (Overstreet et al., 2013). De plus, des études ont montré que des Ac dirigés contre des intégrines bloquaient la migration des lymphocytes (Schmidt and Friedl, 2010). Par exemple, un Ac monoclonal anti α4 bloque la migration des leucocytes à travers la barrière hémato-

encéphalique (O'Connor, 2007).