Facteurs génétiques influençant la nature et l’amplitude des réponses vaccinales T CD4+ anti-A!

I) Objectifs

Mon travail s’est articulé autour de deux thématiques principales. La première a concerné l’étude des facteurs génétiques qui peuvent influer sur la nature et l’amplitude des réponses vaccinales T CD4+ anti-A! chez la souris. La seconde a consisté à évaluer, dans un modèle murin de la MA, l’impact des réponses T CD4+ et plus particulièrement des réponses T régulatrices dans la physiopathologie.

I.1 Facteurs génétiques influençant la nature et

l’amplitude des réponses vaccinales T CD4+ anti-A!

Au cours de l’introduction, nous avons vu que les traitements actuels de la MA étaient peu efficaces, et que parmi les perspectives thérapeutiques, l’immunothérapie anti-A! faisait partie de celles qui apportaient les résultats les plus encourageants. Dans plusieurs modèles murins, la vaccination par A! a permis une diminution franche de la pathologie amyloïde ainsi que des améliorations indiscutables sur le plan cognitif. Chez l’Homme, les résultats ont été mitigés. Les patients ont développé des réponses vaccinales très hétérogènes. Une réduction du nombre de plaques amyloïdes a toutefois été observée chez certains malades. En revanche, sur le plan clinique, les effets n’ont été que très modestes.

L’essai AN1792 a aussi mis en évidence les difficultés de la vaccination contre un Ag du soi et les risques de rupture de tolérance que cela entraîne. Ainsi 6% des patients ont développé une méningo-encéphalite, probablement d’origine auto-immune. Les études neuropathologiques ont semblé incriminer les lymphocytes T dans ces effets secondaires. Aussi, les essais cliniques se sont recentrés sur l’immunothérapie passive ou sur la vaccination mais en engageant exclusivement la réponse humorale. Cette approche a cependant des limites car elle ne cible pas toutes les formes d’A!, et notamment les formes oligomèriques les plus toxiques. Son efficacité est très faible et elle ne paraît pas non plus dénuée d’effets secondaires.

Dans le contexte de la MA, il nous semble essentiel de ne pas écarter tout le volet de la réponse immunitaire que constituent les réponses T CD4+. Ces cellules sont de véritables « chefs d’orchestre » des réponses immunes, nécéssaires au développement de réponses B et T CD8+ efficaces mais aussi capables d’interagir in situ avec les cellules gliales (microglie et

! )%! astrocytes) et les neurones. Elles peuvent aussi influencer directement la neurogénèse et la cognition.

De plus, plusieurs travaux chez la souris ont démontré que les LT CD4+ anti-A! pouvaient contribuer à l’élimination des plaques. Certains suggèrent que le transfert adoptif de lymphocytes T CD4+ de type Th2 serait bénéfique (Ethell et al., 2006). Ces cellules pourraient agir sans infiltrer le parenchyme cérébral, par un mécanisme périphérique faisant peut-être intervenir le GM-CSF, cytokine importante pour l’homéostasie des phagocytes mononucléés (microglie, monocytes et macrophages) (Cao et al., 2009). D’autres travaux, dans un modèle murin de la maladie surexprimant de l’IFN# au niveau cérébral et immunisé avec de l’A! 42 émulsifiée dans du CFA en présence de toxine pertussique (fragilisant la BHE et permettant l’entrée des cellules dans le SNC), suggèrent que des LT CD4+ peuvent entrer dans le parenchyme cérébral, se localiser autour des plaques, activer la microglie et favoriser l’élimination de plaques (Fisher et al., 2010). Les LT CD4+ semblent donc avoir un réel potentiel thérapeutique.

Il s’agit dès lors de déterminer les facteurs qui déterminent les caractères bénéfiques ou délétères des réponses vaccinales T CD4+ pour le patient. Ceci permettra d’optimiser l’efficacité vaccinale et de limiter les effets secondaires. Dans ce contexte, la composition (nature des adjuvants) et la voie d’administration du vaccin sont des paramètres importants à étudier car ils conditionnent la nature des réponses effectrices T CD4+ induites contre A!. Un certain nombre de travaux dans ce domaine ont ainsi déjà montré le rôle bénéfique des LT CD4+ de type Th2.

En revanche, peu de travaux se sont attachés à déterminer les facteurs liés à l’hôte. La majorité des études effectuées dans les modèles murins ont été réalisées dans un seul fond génétique : la souris C57BL/6, alors qu’on sait, par expérience, que les facteurs génétiques sont une source très importante de variation dans la nature, l’amplitude et l’efficacité des réponses vaccinales.

Nous avons ainsi cherché à déterminer les facteurs génétiques qui pouvaient avoir un effet sur l’amplitude de la réponse vaccinale anti-A!. Nous nous sommes dans un premier temps focalisés sur le rôle du CMH de type II (H-2 chez la souris) car il conditionne le développement des réponses T CD4+. En effet, contrairement aux lymphocytes B qui reconnaissent l’Ag dans une conformation « native », les LT CD4+ ne reconnaissent qu’un épitope antigénique, issu de l’apprêtement intracellulaire de la protéine antigénique, présenté sur une molécule du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) de classe II. Chez l’Homme, le CMH est dénommé HLA (Human Leucocyte Antigen). Le CMH-II correspond

! )&! aux molécules HLA-DP, -DQ et -DR. Seules les cellules dites présentatrices d’Ag (CPA) sont capables d’endocyter l’antigène, de le dégrader en peptides et de présenter les complexes CMH-II-peptide aux LT CD4+. Parmi les CPA, on retrouve les lymphocytes B mais surtout des cellules de la lignée myéloïde dont les macrophages, les cellules dendritiques et la microglie.

Seul un petit nombre de peptides, d’une taille comprise entre 15 et 25 acides aminés, issus de la dégradation intracellulaire d’une protéine antigénique, sont capables de se fixer sur les molécules de CMH-II. Ces dernières possèdent une poche, dénommée sillon, dans laquelle s’insère le peptide. L’interaction entre les deux molécules n’est stable que grâce à l’établissement de liaisons hydrogènes entre différents acides aminés dans des positions bien précises (notion de résidus d’ancrage). Ainsi pour chaque protéine antigénique, un nombre restreint de peptides peut être présenté sur une molécule de CMH-II donnée. De plus, ce nombre de peptides varie selon la nature des allèles HLA que possède l’individu. Chaque individu dispose de 6 à 8 molécules de CMH-II différentes (2 molécules HLA-DP, 2 molécules HLA-DQ et entre 2 et 4 molécules HLA-DR). Nous comprenons bien alors pourquoi chaque individu répond différemment à la vaccination par une protéine donnée. Ces différences de réponses ne peuvent être qu’accentuées dans le cas du peptide A!, qui ne posséde que 42 acides aminés.

Ces problématiques n’ont que peu été étudiées chez la souris car les lignées de souris utilisées en recherche expérimentale sont généralement de type « inbred », c’est-à-dire que toutes les souris d’une même lignée, à force de croisements répétés entre elles, sont génétiquement identiques (syngéniques). Une lignée de souris peut ainsi être assimilée à un individu unique sur le plan génétique. La réponse vaccinale dans une lignée donnée peut ainsi être complétement diffèrente de celle observée dans une autre lignée, et la variabilité inter-individuelle qui sera observée chez l’homme ne peut donc pas être appréhendée lors d’expériences sur une seule lignée murine syngénique.

L’originalité de notre travail a été de travailler dans 5 lignées différentes de souris sauvages (souris C57BL/6, SJL/J, CBA/J, BALB/c et DBA/1). La comparaison des réponses vaccinales dans ces lignées nous a permis d’appréhender l’impact des variabilités génétiques individuelles sur les réponses T CD4+ induites après vaccination par le peptide A!.

La comparaison des réponses vaccinales entre les souris C57BL/6 et les souris B6.H-2^s, qui possèdent le fond génétique C57BL/6, à l’exception du locus H-2 qui provient des souris SJL/J, nous a permis d’étudier l’influence des facteurs génétiques indépendants du CMH. Grâce à l’utilisation d’un Ac monoclonal anti-CD25 (clone PC61) permettant

! )'! d’inactiver les lymphocytes T régulateurs, nous avons pu étudier plus spécifiquement l’impact des facteurs génétiques individuels sur la capacité à générer des réponses Treg anti-A! et leurs conséquences sur l’amplitude des réponses vaccinales T CD4+ anti-A! .

I.2 Impact des réponses T CD4+ et plus particulièrement