Academic literature on the topic 'Antigènes d'histocompatibilité de classe I – Dissertation universitaire'

Le succès des vaccins thérapeutiques contre le cancer repose sur l’établissement d’une réponse cellulaire adaptative efficace dirigée contre les antigènes présentés par les cellules tumorales dans les molécules du CMH. Les antigènes ciblés sont des antigènes associés à la tumeur (TAAs) ou des néoantigènes spécifiques de la tumeur (TSAs) qui peuvent être produits à partir des séquences exoniques du génome mais également des séquences présumées non-codantes par des évènements de traduction non-canoniques. Les Pioneer Translation Products (PTPs) sont par exemple produits par un événement de traduction non-conventionnelle se déroulant dans le compartiment nucléaire sur des ARNm pré-matures avant l’épissage des introns. Nous avons mis en évidence les propriétés immunomodulatrices de l’inhibiteur de l’épissage isoginkgetine et de son dérivé hydrosoluble et non toxique, IP2. Le composé IP2 augmente la présentation des peptides dérivés des PTPs in-vitro et exerce une activité antitumorale dépendante du système immunitaire in-vivo. Nous avons identifié par spectrométrie de masse les TAAs et les TSAs induits par IP2 à la surface des cellules tumorales. Nous avons trouvé des antigènes dérivant de séquences exoniques mais également d’introns retenus. Nous avons évalué l’immunogénicité de ces peptides ex-vivo avant de tester leurs propriétés antitumorales in-vivo dans le cadre de stratégies de vaccination prophylactique et thérapeutique. Finalement nous proposons une nouvelle immunothérapie antitumorale qui consiste à combiner le composé immunomodulateur IP2 qui augmente la présentation antigénique par les cellules tumorales avec un vaccin peptidique qui stimule la prolifération de LT CD8+ cytotoxiques spécifiques des antigènes tumoraux
The success of therapeutic cancer vaccines relies on the establishment of an effective adaptive immune response directed against antigens presented by cancer cells within MHC molecules. Targeted antigens are tumor associated antigens (TAAs) and tumor specific neoantigens (TSA) that can derive from both coding and allegedly non-coding regions of the genome through non-canonical translation events. Pioneer Translation Products (PTPs) are for instance produced by a non-conventionnal translation event taking place within the nucleus on pre-mature mRNA before the splicing of introns. We have highlighted the immunomodulatory properties of splicing inhibitor isoginkgetin and its water soluble and safe derivative, IP2. IP2 enhances PTP-derived antigen presentation in-vitro and inhibits tumor growth in-vivo in an immune-dependant manner. We have identified by mass spectrometry TAAs et TSAs induced by IP2 at the surface of cancer cells. We found antigens derived from both exons and retained introns. We assessed their immunogenicity ex-vivo before testing their antitumor properties in-vivo in the context of prophylactic and therapeutic cancer vaccines. Eventually, we propose a new immunotherapy consisting in the combination of IP2 compound that enhances antigen presentation in tumor cells with a peptide vaccine that boost the proliferation of cytotoxic CD8+ T cells specific for tumor antigens

La présentation de peptides antigéniques par les molécules du CMH-I est la base de la surveillance de l'organisme, de la détection et de l'élimination de cellules infectées ou transformées, par les cellules T CD8+. Les composants de la machinerie complexe d'apprêtement des Ags et de leur présentation par les molécules du CMH-I, ont été identifiés par plusieurs groupes de recherche. Cependant, même si la séquence des événements de l'apprêtement des Ags pour la présentation par les molécules du CMH-I est actuellement bien définie, il subsiste des parties non résolues. Le sujet de ma thèse vise à élucider certains aspects peu compris de la voie d'apprêtement et de présentation des Ags par des molécules du CMH-I. La description complète des étapes d'apprêtement des Ags dans le cytoplasme ou dans d'autres compartiments cellulaires, du transport des peptides vers les molécules du CMH-I par le système complexe de chargement, de l'expression des complexe CMH I/peptide à la surface cellulaire et de l'induction d'une réponse par les cellules T CD8+, permettrait d'améliorer nos connaissances fondamentales de cette voie et de développer de nouvelles stratégies pour la lutte contre les maladies infectieuses, tumorales et auto-immunes. L'introduction de cette thèse traite trois aspects fondamentaux de la voie d'apprêtement et de présentation des Ags par les molécules du CMH-I: le rôle du protéasome, qui constitue l'un des éléments majeurs impliqués dans la génération des épitopes de classe I (sa structure, ses fonctions et son rôle dans l'apprêtement); la présentation croisée qui représente la voie de présentation des Ags exogènes par les molécules du CMH-I; l'enzyme de dégradation de l'insuline ou IDE (son rôle dans la dégradation de l'insuline). La partie expérimentale est illustrée par l'article publié ainsi que la discussion concernant l'article soumis et des résultats non publiés. Il y est exposé comment la calreticuline favorise la formation des molécules du CMH-I à basse température, capables de fixer un peptide ; les résultats que nous avons obtenus sur le rôle dans la dégradation cytoplasmique de l'insuline / proinsuline par l'enzyme de la dégradation de l'insuline ; et finalement, une stratégie de double queue TAP/Tag que nous avons développée dans le but de comprendre l'interaction entre les différents éléments de la voie de présentation.

Les spondyloarthrites (SpA) sont des maladies inflammatoires chroniques articulaires qui se caractérisent par des atteintes de la colonne vertébrale et des articulations périphériques, en particulier des enthèses, souvent associées à des manifestations extra-articulaires telles que le psoriasis, l’uvéite, ou l’inflammation intestinale. Ces maladies complexes possèdent une forte composante génétique dominée par l'antigène HLA-B27 du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I (CMH-I), présent chez plus de 80% des patients atteints de SpA. Découverte il y a 45 ans, l'association entre HLA-B27 et le développement des SpA reste inexpliquée. Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer cette association au niveau moléculaire. Cependant, la plupart se heurtent à des incohérences expérimentales qui semblent les invalider. Pour élucider les mécanismes moléculaires pathogènes liés au HLA-B27, nous avons utilisé une nouvelle approche. Drosophila melanogaster est un puissant modèle génétique qui a permis des avancées considérables dans la compréhension de nombreuses fonctions des cellules de métazoaires, ainsi que dans la description des processus cellulaires et moléculaires de nombreuses pathologies humaines. Nous avons établi plusieurs lignées de drosophiles transgéniques pour des formes d’HLA-B associées aux SpA ou pour une forme non associée à la maladie, ainsi que pour la chaîne invariante du CMH-I, la β2m humaine (hβ2m). L'expression des formes associées à la maladie, exclusivement en présence de la hβ2m, dans l'aile et dans l'œil de la drosophile conduit à l'apparition de deux phénotypes spécifiques. Mes résultats ont permis de mettre en évidence que le phénotype de perte des veines transversales de l’aile était associé à une perturbation de la signalisation par la voie des Bone Morphogenetic Protein (BMP). Cette perturbation est associée à une co-localisation de HLA-B27 avec le récepteur BMP de type I, Sax. Nos résultats préliminaires obtenus dans les cellules de patients atteints de SpA suggèrent l’existence d’une co-localisation analogue d’HLA-B27 avec le récepteur ALK2, orthologue de Sax. L'ensemble de nos résultats plaide en faveur d’un rôle pathogène de HLA-B27 passant par une dérégulation de la voie BMP à l’intersection des voies de l’ossification et de l’inflammation et pourrait donc s’appliquer à la physiopathologie des SpA
Spondyloarthritis (SpA) is a chronic inflammatory rheumatic disorder characterized by joint manifestations affecting the spine, peripheral joints and entheses, as well as extra-articular manifestations such as psoriasis, uveitis, or intestinal inflammation. This complex disorder has a strong genetic component dominated by the HLA-B27 antigen of the major histocompatibility complex class I (MHC-I), which is present in more than 80% of SpA patients. Discovered 45 years ago, the association between HLA-B27 and SpA development remains unexplained. Several hypotheses have been proposed to explain this association at the molecular level, but all face experimental inconsistencies that seem to invalidate them. Therefore, it appeared to us essential to elaborate new and yet unexplored approaches in order to better understand the molecular role of HLA-B27 in SpA development. Drosophila melanogaster is a powerful genetic model that has led to considerable advances in understanding numerous functions of metazoan cells, as well as in describing the cellular and molecular processes of many human pathologies. To elucidate the molecular pathogenic mechanisms associated with HLA-B27, we have established several transgenic Drosophila lines for SpA-associated and non-associated of HLA-B alleles, as well as for the MHC-I invariant chain, the human 2-microglobulin (hβ2m). Expression of the HLA-B27 alleles, in the presence of hβ2m, in the Drosophila wing and eye led to two specific phenotypes. The crossveinless wing phenotype is due to a disturbance in the Bone Morphogenetic Protein (BMP) signaling pathway. Interestingly, this misregulation is associated with a co-localization of HLA-B27 and the BMP type I receptor named Sax. Our preliminary results obtained in SpA patient cells suggest that HLA-B27 also colocalizes with ALK2 receptor, which is ortholog to Sax. Altogether, our results suggest that the pathogenic role of HLA-B27 in SpA may depend on a BMP signaling misregulation at the crosstalk between ossification and inflammation

L’hémochromatose héréditaire est liée à une mutation récessive de la molécule HFE (une molécule du CMH de classe Ib). Les sujets atteints ont une absorption excessive de fer alimentaire qui, en se déposant dans les tissus, provoque diabète, cirrhose, cancer du foie. Ces patients ont besoin très souvent d’une greffe d’organe, en particulier de greffe de foie, qui reste, néanmoins, l’organe le plus touché par la maladie. La surcharge en fer et ses manifestations cliniques sont accentuées en cas de réduction concomitante du nombre des lymphocytes T circulants exprimant la molécule CD8. Le système immunitaire participe donc au contrôle du métabolisme du fer mais les acteurs cellulaires et moléculaires de cette interface système immunitaire / métabolisme du fer restent indéterminés. La capacité de la molécule HFE murine (mHFE) à induire des réponses cytolytiques T CD8+ à TCRab a été documentée par Rohrlich et collaborateurs (Rohrlich et al, 2005) avec des souris DBA/2 HFE KO immunisées par des cellules syngéniques exprimant la molécule mHFE. Ces premières observations nous ont conduit à poser les questions suivantes: Comment la molécule HFE, dont la structure est très comparable à celle des molécules d’histocompatibilité de classe I classiques (HLA-A, -B, -C chez l’homme) mais qui n’a pas de fonction de présentation antigénique, peut- elle être reconnue par des lymphocytes T exprimant un TCRab? Pour répondre à cette question nous avons utilisé une approche de mutagenèse des régions CDR de deux TCRs HFE-spécifiques. L’ensemble des données suggèrent que mHFE est reconnue de manière semblable aux molécules CMH I classiques. HFE peut- elle être, de manière autonome, un antigène d’histocompatibilité? Ceci a été testé par la greffe de peau de souris DBA/2 HFE sauvages (HFE WT) à des souris DBA/2 soit invalidées pour HFE (HFE KO), soit porteuses de la mutation C282Y responsable de la majorité des hémochromatoses héréditaires chez l’homme (HFEc282y). Quels sont les mécanismes grâce auxquels est établi un état de tolérance immunologique vis à vis de la molécule HFE? Nos résultats montrent que la molécule HFE est un antigène autonome d’histocompatibilité à l’origine de rejets de greffes de peau et qu’elle pourrait être potentiellement un antigène autonome d’histocompatibilité pour les sujets hémochromatosiques. Ils montrent, d’autres part, que la tolérance immunologique vis à vis d’HFE peut être acquise, au niveau thymique, par délétion ou reprogrammation clonale des T CD8 HFE-réactifs ou bien au niveau périphérique par apoptose
Hereditary hemochromatosis is linked to a recessive mutation of the HFE molecule (an MHC class Ib molecule). Affected individuals have an excessive absorption of dietary iron which, when deposited in tissues, causes diabetes, cirrhosis, liver cancer. . . These patients often need a transplant organ, especially liver transplantation, which remains, however, the organ most affected by the disease. Iron overload and its clinical manifestations are accentuated in the case of concomitant reduction in the number of circulating T lymphocytes expressing the CD8 molecule. The immune system therefore contributes to the control of iron metabolism but the cellular and molecular players that interface immune system / iron metabolism remain uncertain. The ability of murine HFE molecule (mHFE) to induce cytolytic CD8 T responses to TCRab has been documented by Rohrlich and collaborators (Rohrlich et al, 2005) with DBA / 2 mice immunized with HFE KO syngeneic cells expressing the molecule mHFE. These observations led us to ask the following questions : How the HFE molecule, which structure is very similar to that of classical MHC classe I molecules (HLA-A,-B,-C in humans) but deprived of antigen presenting function can be recognized by T cells expressing TCRαβ? To answer this question we used a mutagenesis approach of CDR regions of two TCRS HFE-specific. The data suggest that mHFE is recognized similarly to classical MHC I molecules. HFE may be, independently, a histocompatibility antigen? This was tested by grafting skin from DBA / 2 HFE wild type mice (HFE WT) to DBA / 2 mice invalided for the Hfe gene (HFE KO) or carrying the C282Y mutation (HFEC282Y) responsible for the majority of human hereditary hemochromatosis. Our results show that HFE is a skin associated autonomous histocompatibility antigen and could be, therefore, potentially a self histocompatibility antigen for hemochromatosis subjects. They show, on the other hand, that the immunological tolerance toward HFE can be acquired in the thymus by deletion or reprogramming of clonal T CD8 anti-HFE cells or in the periphery by apoptosis

Le lupus érythémateux disséminé est une maladie autoimmune systémique déclenchée par une combinaison de facteurs génétiques, hormonaux et environnementaux. Il se caractérise notamment par la présence d’autoanticorps dirigés principalement contre des éléments nucléaires. Les traitements proposés aux patients sont essentiellement palliatifs et non curatifs et engendrent de nombreux effets secondaires indésirables. Des nouvelles stratégies thérapeutiques plus spécifiques sont basées sur l’utilisation de peptides dérivés d’autoantigènes. Le peptide P140, découvert au laboratoire, est un candidat prometteur dans ce domaine. Il correspond à la séquence 131-151 de la protéine splicéosomale U1-70K et est chimiquement phosphorylé sur le résidu sérine 140. Son administration à des souris lupiques MRL/lpr diminue la sévérité des symptômes sans effet immunosuppresseur. Il est actuellement évalué chez l’homme dans un essai clinique de phase III. Le mécanisme d’action du peptide P140 commence à être bien connu chez la souris lupique. Récemment, mon équipe à montré que le peptide P140 affecte directement ou indirectement deux formes d’autophagie, la macroautophagie et l’autophagie médiée par les chaperonnes (CMA). De plus, il réduit l’expression des molécules du CMH-II ce qui conduirait à une baisse de la présentation antigénique et à une diminution de l’activation des LT autoréactifs. Finalement, une baisse de la production des autoanticorps, notamment des anticorps reconnaissant l’ADN double brin est observée suite à l’injection du peptide aux souris. L’objectif de mon projet de thèse a été de consolider ces résultats et également d’étudier le mode d’action du peptide chez l’homme puisque ceci n’avait pas encore été fait. Nous avons démontré que comme chez la souris, le peptide P140 réduit l’expression des molécules du CMH-II à la surface des LB de patients lupiques. De plus, nous avons montré que plus le score d’activité de la maladie est élevé, plus l’effet du peptide sur l’expression du CMH-II est important. En revanche, bien que nous ayons confirmé la dérégulation de la macroautophagie dans les LT CD8+ de patients, le peptide P140 ne semble pas affecter ce processus cellulaire. Nous étudions actuellement l’effet du peptide sur la CMA. Enfin, nous avons montré que chez la souris MRL/lpr et chez l’homme, le peptide P140 réduit le nombre de plasmablastes. Cette altération de la différenciation des LB conduit à une baisse de la production des IgM et des IgG, ce qui explique son effet bénéfique sur la maladie lupique
Systemic lupus erythematosus (SLE) is a systemic autoimmune disease triggered by genetic, hormonal and environmental factors. It is mainly characterized by the presence of autoantibodies directed against nuclear elements. Most of current treatments proposed to patients are palliative and not curative and lead to numerous side effects. New therapeutical strategies are based on the use of peptides derivated from autoantigens. The P140 peptide discovered in our laboratory is a promising candidate. It corresponds to the 131-151 sequence of the U1-70K spliceosomal protein and is phosphorylated on ser140 residue. Its administration to MRL/lpr lupus-prone mice reduces symptom severity without immunosuppressive effect. It is currently evaluated in phase III of clinical trial. The mechanism of action of P140 peptide has been mostly elucidated in lupus mice. Recently, my team has shown that P140 peptide affects direclty or indireclty macroautophagy and chaperone-mediated autophagy (CMA), two major forms of autophagy. Furthermore, it reduces the expression of MHC class II molecules, which leads to the decrease of antigenic peptide presentation and activation of autoreactive T cells. Finally, a reduction of autoantibodies levels against double stranded DNA is shown after P140 injection in mice. The aim of my thesis project was to consolidate these data and to study the mode of action of P140 in humans since this was not done until now. We have shown that like in lupus-prone mice, P140 peptide reduces expression of MHC-II molecules on the surface of B cells from SLE patients. Furthermore, we have demonstrated that higher the disease activity score was, higher the effect of P140 peptide was. Unfortunately, although we confirmed the dysregulation of macroautophagy in CD8+ T cells from SLE patients, P140 peptide does not seem to affect this cellular process. We are currently studying the effect of the peptide on CMA. Finally, we have shown that in both MRL/lpr mice and humans, P140 peptide reduces the number of plasmabasts. This alteration of B cell differentiation lead to the decrease of IgM and IgG production, thus explaining the P140’ benefical effect on the course of lupus disease