Les acides nucléiques

kinase, GAPDH (Glyceraldehyde 3-phosphate deshydrogenase-activating protein), (vii) des

protéines impliquées dans le trafic membranaire (Rab, annexines, Alix, Tsg101) (viii) des

ligands des récepteurs de mort comme FASL. Enfin, des protéines de stress telles que HSP90

et HSP70 sont également retrouvées dans les vésicules. Il est important de préciser à nouveau

que les exosomes dérivant des cellules cancéreuses présentent HSP70 à leur surface

contrairement aux cellules « normales » (Multhoff et al., 1995).

2. Les lipides

La composition lipidique de la membrane des exosomes est identique à celle de la

membrane plasmique, mais présente des enrichissements en certains lipides. En effet, les

exosomes sont enrichis en : (i) phospholipides saturés tels que les phosphatidyl-éthanolamine

et glycéro-phopholipides, phosphatidyl-choline et phosphatidyl-sérine (ii) en sphingolipides

(sphingomyéline et céramides), (iii) cholestérol. Cette modification rend les exosomes très

résistants à la solubilisation. La phosphatidyl-sérine est localisée sur le feuillet externe de la

bicouche lipidique des exosomes, une particularité qui conforte l’hypothèse que le passage de

HSP70 à la membrane peut se faire par mécanisme actif : le flip-flop (E Schmitt et al., 2007).

3. Les acides nucléiques

Dans la lumière des exosomes nous trouvons aussi des ARNs messagers et des

microARNs (rôle dans la régulation de l’expression des gènes), cela a été mis en évidence

pour la première fois en 2007 par l’équipe de Valadi (Valadi et al., 2007). Dans cette même

étude, les auteurs prouvent que ces ARN messagers sont fonctionnels. Ces ARNs

permettraient le transfert potentiel d’informations génétiques entre cellules et pourraient donc

affecter les fonctions de la cellule réceptrice. Plus récemment, des études montrent la présence

dans les exosomes d’ADN tels que des retrotransposons provenant de virus endogènes et des

séquences oncogéniques amplifiées et mutées. Par le biais des exosomes l’ADN viral serait

transféré des cellules infectées aux cellules immunitaires, permettant induire une réponse

antivirale (Balaj et al., 2011).

31

Figure 8 : Composition des exosomes.

Ce schéma représente les lipides, les protéines, les plus classiquement trouvés au niveau des exosomes dérivant des cellules cancéreuses. Certaines protéines sont seulement sous forme membranaire et d’autres sont cytoplasmiques. Il est à noter que HSP70 sous sa forme membranaire est seulement présent à la surface des exosomes dérivant des cellules cancéreuses. PS : phosphatidylsérine qui se retrouve dans ce cas exposée à l’extérieur.

Malgré leur petite taille (de 50 à 200 nm de diamètre) les exosomes sont dotés de

nombreux types de molécules, c’est pourquoi de nombreux groupes de recherches tentent

actuellement de comprendre leurs rôles in vitro ainsi que leurs implications physio- et

pathologiques in vivo. En seulement quelques années, de nombreuses fonctions ont été

attribuées aux exosomes, lesquelles seraient étroitement liés à leur origine cellulaire. Ainsi, ils

peuvent participer à l’élimination des molécules, à la sécrétion des protéines comme par

exemple HSP70, au transfert de lipides et d’acides nucléiques, mais aussi à la dissémination

des pathogènes dans le cas des maladies à prions (Fevrier et al., 2004). Les exosomes sont

considérés comme jouant un rôle essentiel dans la communication intercellulaire. Les travaux

réalisés pendant cette thèse ont porté sur les exosomes dérivés des cellules cancéreuses et

leurs implications dans la réponse immunitaire tumorale. Il a été démontré que les exosomes

participaient au développement de la tumeur, notamment en favorisant le développement des

niches métastasiques (Peinado et al., 2012). Ainsi, dans cette partie, nous nous focaliserons

sur l’action des exosomes dérivés des tumeurs. Compte tenu des molécules présentes à la

surface des exosomes, ces derniers peuvent interagir avec différentes types de cellules

32

immunitaires. Cette interaction peut conduire dans la cellule cible à l’activation d’une voie de

signalisation cellulaire, à la fusion de l’exosome avec la membrane plasmique ou aboutir à

l’endocytose de l’exosome. Dans ces deux derniers cas, le contenu de la lumière des

exosomes, les protéines, l’ARN est libéré dans le cytoplasme de la cellule, pouvant ainsi

modifier les propriétés de la cellule cible. Dans ce manuscrit nous nous intéresserons plus

particulièrement à l’activation des voies de signalisation cellulaire par les exosomes

tumoraux.

iv. Rôle des exosomes dans le système immunitaire

Les exosomes tumoraux ont la propriété d’interagir avec différentes cellules

immunitaires environnantes et peuvent avoir des effets immuno-activateurs ou –suppresseurs

sur le système immunitaire (Figure 9).

Dans l'étude menée, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'effet

immunosuppresseur des exosomes dérivant des cellules tumorales. En effet, des travaux

montrent que les exosomes sont capables d’activer les NK, les CD et les macrophages (Théry

et al., 2009). Les voies de signalisation impliquées dans la communication entre cellules

immunitaires et exosomes sont encore mal connues. Parmi celles qui ont pu être identifiées,

nous avons la voie impliquant les récepteurs de mort (FASL) ainsi que celle impliquant les

TLR (Toll-Like Receptor). Ces deux voies vont entraîner une réponse immunosuppressive

(Figure 9).

En effet, les ligands des récepteurs de mort tels que FASL sont exprimés à la surface

des exosomes et interagissent avec leur récepteur FAS présent à la surface des cellules T.

Cette interaction a pour conséquence de bloquer la différenciation et/ou d’induire l'apoptose

des lymphocytes T CD4

⁺

.

Concernant la voie des TLR il a été récemment montré qu’elle est dépendante de

HSP70 présente sur les exosomes. Cette dernière est capable d’activer les cellules

immunosuppressives telles que les cellules myéloïdes suppressives (Myeloid-Derived

Suppressor Cells ou MDSCs) (Thery et al., 2009, Lio, 2010, valenti 2006, Xiang, 2009). Cette

activation met en jeu la séquence TKD de la protéine HSP70 qui est exposée à la surface des

exosomes et le récepteur Toll-Like Receptor 2 (TLR2) des MDSCs. Leur interaction conduit à

l’activation des MDSCs. Cette activation a pour effet d’inhiber le développement de la

réponse antitumorale (Chalmin et al., 2010). Le mécanisme exact de l’activation des MDSCs

par la protéine de stress HSP70 sera détaillé plus loin. Auparavant, nous allons définir les

cellules MDSCs.

33

Figure 9 : Effets des exosomes sur le système immunitaire. Les exosomes tumoraux présentent

des fonctions activatrices ou inhibitrices sur le système immunitaire. Les voies de signalisation impliquées sont peu connues. Cependant, deux voies d’inhibition de la réponse immunitaire ont été identifiées : la voie des récepteurs de mort inhibant les lymphocytes T et la voie des TLR impliquant la protéine de stress HSP70. Cette voie permet l’activation des cellules immunosuppressives. Les exosomes sont capables de non seulement inhiber les effecteurs de l’immunité, mais aussi d’activer les cellules générant un environnement immunosuppressif.

Symbole représentant l’effet inhibiteur des HSPs, Symbole représentant l’effet activateur des HSPs.

v. MDSCs

Les MDSCs (ou Myeloid-Derived Suppressor Cells) sont considérées comme jouant

un rôle prépondérant dans le processus d’échappement des cellules tumorales au système

immunitaire. Ces cellules sont fortement impliquées dans le processus tumoral en exerçant un

effet immunosuppresseur sur les autres cellules immunitaires, principalement sur les cellules

T (Lindau, Gielen, Kroesen, Wesseling, & Adema, 2013). Leur présence est directement

corrélée avec le développement tumoral. De plus, les MDSCs s'infiltrent dans les tumeurs et

semblent favoriser l'angiogenèse et la formation des métastases (Hao et al., 2006).

Les MDSCs sont des lignées myéloïdes immatures générées dans la moelle osseuse,

qui dans un contexte cancéreux migrent vers les organes, la tumeur et le sang imposant ainsi

une suppression immunitaire générale (Kao et al., 2011). Ces cellules sont identifiées chez la

souris grâce à leur marquage membranaire GR1

⁺

CD11b

⁺

et chez les patients atteints d’un

cancer, par le marquage CD11b

⁺

CD33

⁺

HLA-DR

^-

(Serafini et al., 2006). Les MDSCs

34

représentent 20 à 30% des cellules de la moelle osseuse et 2 à 4% des cellules spléniques chez

une souris saine. Dans les cas de souris porteuses de tumeur, leur proportion peut augmenter

jusqu’à 50% des splénocytes totaux (Kusmartsev et al., 2003). En présence des cellules

cancéreuses, les MDSCs interagissent avec ces dernières et les associent à des cellules

normales. A la suite de cela les MDSCs indiquent faussement aux autres effecteurs de

l’immunité que les cellules cancéreuses sont saines et empêchent ainsi la réponse immunitaire

anti-tumorale de s’effectuer.

Dans le document Inhibition de HSP70 : une nouvelle piste thérapeutique contre le cancer (Page 53-57)