Les molécules de co-inhibition

Les molécules de co-signalisation négative ont un rôle crucial dans le maintien de l’homéostasie de la réponse immunitaire et donc la prévention des maladies auto-immunes et les inflammations chroniques. Comme la montre des études qui ont révélé que l’expression régulée de la PD-L1 est accompagnée d’amélioration de l’auto-immunité dans plusieurs modèles, tels que l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale(25) et le diabète auto-immun(26). Une autre étude a élucidé le rôle régulateur négatif essentiel de CTLA-4, lors de constatation du développement rapide d’une maladie lymphoproliférative chez des souris déficientes en CTLA-4(27). Malheureusement, ce rôle physiologique est détourné par les cellules cancéreuses à leurs profits pour induire l’anergie des cellules effectrices et s’échapper à l’immunosurveillance. À ce jour, deux grands axes ont été décrits :

L’axe PD1 molécules exprimées à la surface des LT, LB et des cellules NK, mais elles sont absentes à la surface des LT naïfs. Elles apparaissent entre 6 et 12 h après l’engagement du TCR avec complexe CMH-peptide. Le récepteur PD1 a comme ligands, deux molécules PDL-1 (ou B7H1) et PDL-2 (ou B7-DC). Le PDL1 est exprimé sur les cellules de système immunitaire après leur activation notamment les cellules dendritiques, mais de façon restreinte. Il est exprimé surtout à la surface des cellules de tissus périphériques comme les cellules trophoblastiques du placenta, les cellules endothéliales, les cellules des îlots pancréatiques, les myocytes, les hépatocytes, les cellules souches mésenchymateuses et les cellules épithéliales de différents organes(28). Il est suggéré que cette expression du PDL-1 au niveau du tissu non hématopoïétique a pour rôle de contrôler la réponse immunitaire ou inhiber les réponses inflammatoires dans ces tissus.

Dans le contexte d’une tumeur, l’expression de PDL-1 par les cellules cancéreuses résulte de trois mécanismes qui peuvent coexister en même temps :

- Un mécanisme intrinsèque oncogénique par des altérations chromosomiques et des amplifications de gènes entraînant l’expression de PD-L1 par les cellules tumorales.

- Induction de l’expression par des cytokines comme IFNγ et IL-2 dans le contexte d’une adaptation des cellules cancéreuses à la réaction immunitaire anti tumorale. - Le troisième mécanisme correspond à une expression secondaire à l’hypoxie et stimulée par HIF, facteur intervenant dans l’angiogenèse(29).

Figure 7: Mécanismes d’expression de PD-L1 par les cellules tumorales(29).

Ce qui concerne PDL-2, son expression est limitée au niveau des macrophages et des cellules dendritiques, et stimuler par des cytokines notamment de type Th2. Il est suggéré que PDL-2 peut participer à l’induction de la réponse immune ou augmenter la production de cytokines inflammatoires bénéfiques pour les cellules cancéreuses. Ces données contradictoires peuvent s’expliquer par l’existence de plusieurs récepteurs de ces ligands sur les lymphocytes T ou par une plasticité dans la signalisation de PD-1, liée au motif ITSM (30).

Le résultat de l’interaction de PD-1 avec l’un de ses ligands est le déclenchement d’une cascade d’évènements qui commence par la phosphorylation d’un résidu tyrosine dans le domaine ITSM (immunoreceptor tyrosine-based switch motif) de PD-1 conduisant au recrutement et l’activation des phosphatases SHPPD-1 et SHP2. Ces phosphatases à leur tour vont provoquer une déphosphorylation des molécules de signalisation proche du complexe TCR/CD3 comme le ZAP30 (zeta-chain-associated

protein kinase 70). Ce qui perturbe la réponse normale du TCR, par l’inhibition de la signalisation en aval de phosphatidylinositol-4, 5-bisphosphate 3-kinase (PI3K) qui, à son tour, inhibe AKT (ou protéine kinase B). Ce dernier est indispensable pour la transcription et la traduction des protéines essentielles pour la survie des cellules T est aussi pour leur activité anti tumorale, comme les cytokines interleukine2, IFNγ et le facteur protéique anti-apoptotique BCL-xl (31).

Figure 8: La signalisation intracellulaire des récepteurs CD28 et PD1(31).

L’axe CTLA-4 (Cytotoxic t-lymphocyte-associated protein 4), CTLA-4 est le récepteur co-inhibiteur le plus étudié. Il est rapidement exprimé à la surface des LT effecteurs après leur activation (environ 1 h après), surtout à la surface des LT

auxiliaires au sein des follicules lymphoïdes secondaires, où se déroule le priming des LT par les CPA.

Entre le CTAL-4 et le CD28 une compétition pour la fixation des ligands CD80 et CD86 avec une différence d’affinité en faveur de CTLA-4. Au contraire de LT effecteurs, les Treg expriment de façon permanente le CTLA-4. L’anergie des LT effecteurs est obtenue par des mécanismes moléculaires complexes qui commencent par le recrutement de phosphatases SHP2 et PP2A qui déphosphorylent la voie de signalisation tyrosine kinase et sérine thréonine kinase du CD28. Ce qui entraîne le blocage des LT par l’arrêt de la progression dans le cycle cellulaire et de la synthèse d’IL-2. Par CTLA-4, les cellules dendritiques sont aussi impliquées dans induction de la tolérance par une signalisation inverse conduisant à la production d’une enzyme immunosuppressive, IDO (indoléamine-2, 3-dioxygenase inhibiteurs). Cette enzyme est responsable de la dégradation du tryptophane, acide aminé indispensable pour la prolifération des lymphocytes T(32). Autres molécules de co-inhibition :

BTLA (B and T lymphocyte attenuator) récepteur appartient à la super famille des Ig. Comme PD1, il exerce une régulation négative de l’activation des LT via les motifs ITSM et ITIM. Mais à l’opposé de PD1 et aussi de CTLA-4, le BTLA est exprimé à la surface des cellules LT, LB et CPA naïfs. L’interaction de BTLA avec son ligand (HVEM) a fait l’exception, car c’est le premier exemple identifié d’une synapse immunologique formée par les membres de la super famille des Ig et la super famille de TNFR(33).

LAG3 (Lymphocyte activation gène 3), inhibiteur des LT effecteurs appartient à la superfamille des immunoglobulines. Il est exprimé de façon retardée, plusieurs jours après de l’initiation de l’activation, par les LT activés, les LB, les CD plasmocytoïdes et une sous-population de cellules NK. Il est aussi exprimé par les Treg et semble avoir une action directe sur leurs fonctions suppressives, comme acteur de l’homéostasie des LT.

Il a pour ligand le CMH-II exprimé sur la surface des cellules présentatrices d’antigène, ainsi par certaines cellules tumorales(29).

TIM3 (T-cell immunoglobulin and mucin-containing protein-3), récepteur appartient également à la superfamille des Ig, exprimé par les LT CD8, LTh1, Treg, ainsi par les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques. Il a comme ligand, la galectine9, présent sur les Treg et les cellules tumorales.

TIM3 peut être impliqué dans l’inhibition de l’activité anti tumorale des LT CD8 par la diminution de production d’IFNγ, TNF et IL-2 par les LT CD8. Selon une étude faite sur les patients atteints d’un mélanome qui a révélé aussi que le blocage de TIM3 augmente la production de ces cytokines (34).

Figure 9: Synthèse des multiples immunes checkpoint coactivateur (bleu) et co-inhibiteur (rouge) identifiés(29).