Les chimiokines dans la réponse immunitaire

Les cellules du système immunitaire peuvent communiquer non seulement par contact membranaire direct mais aussi grâce à des médiateurs solubles. Les cytokines, des glycoprotéines de faible poids moléculaire, sont produites et sécrétées par de nombreux types

16 INTRODUCTION&& IMMUNITÉ&ANTITUMORALE& cellulaires et permettent un dialogue intercellulaire nécessaire dans la régulation des fonctions biologiques telles que la prolifération, la différenciation, l'activation, la survie ou la mort cellulaire. Ces facteurs solubles sont essentiels dans les différentes fonctions des lymphocytes T et notamment pour la lyse des cellules tumorales par les lymphocytes T CD8+. L'activation des CTL par les cytokines peut se faire par différentes voies : autocrine, paracrine ou endocrine. Quel que soit le mode d'action, les cytokines doivent se fixer à des récepteurs membranaires spécifiques couplés aux protéines G afin d'induire une réponse inflammatoire efficace. Les cytokines sont un ensemble hétérogène de molécules, parmi lesquelles on trouve les plus connues : les interleukines, les facteurs de croissance, les interférons, les TNF (Tumor

Necrosis Factor) et les chimiokines. Ce sont ces dernières que je détaillerai dans cette partie.

5.1 Les chimiokines et leurs récepteurs

Les chimiokines sont des cytokines ayant un pouvoir chimioattractant (chemotactic

cytokines) contrôlant la migration des cellules entre les tissus ainsi que le positionnement et

l'interaction des cellules dans un tissu. Elles sont impliquées dans la circulation, le homing, la rétention et l'activation des cellules immunitaires. Dans un contexte tumoral, les chimiokines sont essentielles pour permettre la migration et l'infiltration des effecteurs cytotoxiques au site tumoral. Bien que certaines d'entre elles contribuent à la croissance tumorale et à la formation de métastases, d'autres jouent un rôle antitumoral et permettent l'infiltration des lymphocytes au sein de la tumeur.

Il existe une cinquantaine de chimiokines réparties en 4 familles selon le nombre d'acides aminés présents entre les deux premières cystéines du domaine N-terminal (CC, CXC, CX3C et C), et une vingtaine de récepteurs à 7 domaines transmembranaires couplés aux protéines G (Balkwill, 2012). Une chimiokine peut se fixer à plusieurs récepteurs, et plusieurs chimiokines peuvent se fixer sur un même récepteur. CXCR4 est le récepteur le plus largement exprimé à la surface des leucocytes. On le retrouve à la surface des lymphocytes T, LB, monocytes, neutrophiles et DC.

Grâce au déclenchement de signaux intracellulaires, les chimiokines peuvent agir sur la polarisation, la migration et l'adhérence des cellules immunitaires. La liaison d'une chimiokine à son récepteur active une molécule effectrice, généralement une phospholipase C (PLC) qui génère de l’inositol triphosphaste (IP3) et du diacylglycérl (DAG) induisant une augmentation de Ca2+ intracellulaire et l'activation de la PKC (Figure 5). L'activation des GTPases conduit à la restructuration du cytosquelette et à des modifications morphologiques impliquant les capacités migratoire et adhésive.

INTRODUCTION&& IMMUNITÉ&ANTITUMORALE& 17 Figure 5 : Activation et désactivation d’un récepteur couplé aux protéines G

La liaison d’un ligand au récepteur inactif induit chez ce dernier des changements conformationnels qui sont transmis à la protéine G associée. Un échange GDP/GTP a lieu au niveau de la sous unité G qui entraîne la dissociation des sous unités Gα et Gβγ et l’activation de messagers secondaires ayant des propriétés biologiques spécifiques : Gαi, inhibition de l’adénylate cyclase (AC); Gαs, activation de l’AC; Gαq, activation des phospholipases C (PLC) ; Gα12, activation des GTPases Rho ; Gβγ, activation des PLC et des phosphoinositide-3-kinase (PI3K). L’activité GTPase de Gα, inhibée par sa liaison au complexe Gβγ, permet l’hydrolyse spontanée du GTP en GDP+Pi et le retour à l’état inactif du récepteur. (Neumann et al., 2014)

5.2 Migration des CTL au site tumoral grâce aux chimiokines

Une fois activés dans les ganglions lymphatiques, les lymphocytes effecteurs vont migrer vers le site tumoral. La migration optimisée des cellules effectrices est un facteur déterminant pour une réponse antitumorale efficace, et c'est pourquoi la potentialisation du recrutement des lymphocytes T fait l’objet de diverses études. Il est désormais établi que l'infiltration de la tumeur par les lymphocytes T CD8+ et les Th1 corrèle avec un bon pronostic et une survie prolongée des patients (Pages et al., 2010). Diverses chimiokines permettent le recrutement de ces lymphocytes. Les CTL peuvent notamment répondre aux chimiokines CCL3 (Maric and Liu, 1999), CCL5 (Mule et al., 1996), CCL20 (Fushimi et al., 2000) et CXCL10 (Luster and Leder, 1993) produites au site tumoral (Vicari and Caux, 2002). CCL5 fut l'une des premières chimiokines décrites dans la régulation de l'immunité antitumorale. Elle est détectée dans de nombreux cancers, notamment le cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC) et permet ainsi le recrutement de cellules immunitaires exprimant le récepteur CCR5. Dans le cas du cancer bronchique, la présence de CCL5 corrèle avec un bon pronostic, à l'inverse du cancer

18 INTRODUCTION&& IMMUNITÉ&ANTITUMORALE& du sein. Cela pourrait s'expliquer par le recrutement de populations cellulaires immunosuppressives tels que les TAM (Tumor Associated Macrophage) ou les lymphocytes T régulateurs (Treg).

Les chimiokines CXCL12 et CCL2, produites à la fois par les cellules tumorales et les cellules du microenvironnement, sont aussi essentielles pour attirer les lymphocytes T effecteurs dans le tissu tumoral (Brown et al., 2007; Homey et al., 2002; Orimo et al., 2005). Les TIL peuvent eux aussi, sécréter des chimiokines telles que CCL3, CCL4 et CCL5 pour permettre le recrutement et l'activation de monocytes.

5.3 Localisation, mobilité et rétention intratumorale des CTL

Des études expérimentales ont montré que les CTL recrutés au site tumoral s'accumulent dans le stroma, plutôt que dans les îlots tumoraux (Salmon et al., 2012). Ceci est dû à l'orientation de composants du stroma et en particulier aux fibres de collagène qui influencent la mobilité des cellules T et les empêchent de migrer vers les régions tumorales épithéliales.

Avant de rencontrer leur cible, les TIL migrent de manière aléatoire, quel que soit le gradient de chimiokines. Les cellules effectrices entrent en contact transitoire avec les cellules cibles, puis arrêtent leur migration pour établir un contact stable lors de l'engagement spécifique du TCR. On observe alors la libération des granules cytotoxiques et de cytokines. La lyse de la cellule tumorale entraîne des modifications du microenvironnement tumoral, suite notamment à la sécrétion de chimiokines qui favorisent le recrutement de CTL non spécifiques (Boissonnas et al., 2007). Ainsi, l'injection de chimiokines appropriées directement dans la tumeur pourrait conduire à un meilleur recrutement lymphocytaire optimisant ainsi la réponse antitumorale.

Notre équipe a pu montrer l'implication de CCR5 dans la rétention des cellules T au site tumoral. En effet, CCR5 est recruté dans la synapse immunologique (SI) formée avec la cellule cible lors de l'engagement de l'intégrine αE(CD103)β7, avec son ligand la E-cadhérine.

De ce fait, la cellule T devient insensible au gradient de chimiokines se liant à CCR5 (CCL3, CCL4, CCL5) (Franciszkiewicz et al., 2009).