buts immunointervention

BUTS IMMUNOINTERVENTION

I - IMMUNOSTIMULATION

Reconstitution d’un système immunitaire défaillant- hormones thymiques

- gammaglobulines

- thérapie cellulaire (greffe de cellules souches, moëlle, thymus…)

- thérapie génique (ADA, c)

Stimulation spécifique d’un antigène

- vaccins (adjuvants + Ag)

Stimulation non spécifique d’un Ag = immunostimulants- extraits bactériens, fongiques, cytokines; vitamines, produits chimiques

BUTS IMMUNOINTERVENTION

INDICATIONS

Traitement des déficits immunitaires

Vaccinspréventifs (prophylactiques)curatifs (thérapeutiques)

Augmentation de la Réponse immunitaire(défense anti-infectieuse, anti-tumorale)

II - IMMUNOSUPPRESSION

Immunosuppression spécifique de la réponse immunitaire- Induction de tolérance : AG ( couplé)- Neutralisation de molécules fonctionnelles

AAc anti-molécules de reconnaissance (TCR) ou associées à la reconnaissance (CD3, CMH)

Stratégies anti-molécules d’activation (Ac anti-B7, CTLA4 Ig, Ac anti-CD40)Ac anti-molécules d’adhérence (ICAM, CD2, LFA)

Stratégies anti-cytokines ou anti-récepteurs de cytokines

- Désensibilisation spécifique (allergènes)

- Immunosuppression spécifique des Lc activés (Cyclosporine A)

Immunosuppression non spécifique d’une réponse immunitaire- Destruction des cellules lymphoïdes (thymectomie, irradiation…)- Substances antiprolifératives (analogues des purines, agents alkylants)- Immunosuppresseurs (corticostéroïdes…)

II - IMMUNOSUPPRESSION

INDICATIONS

Prévention du rejet de greffes

Maladies autoimmunes

Allergies et inflammation

Conditionnement cellules (Thérapie cellulaire)

Molécules d’adhérence

ELEMENTS-CLES DE LA REPONSE IMMUNITAIREPOUR L’IMMUNOINTERVENTION

Récepteurs pour l’Ag (TCR, BCR) et présentation AG

Molécules membranaires associées(CD3, CD4, CD8, motifs ITAM)

Signaux d’activation cellulaire- Protéines cellulaires- voies transduction signal- facteurs de transcription

Sélectines (CD62)Intégrines (LFA1, LFA3)Superfamille des Ig (ICAM1, ICAM3)

Cytokines et récepteurs de cytokines (IL2, IFN, TNF)

Y

Y

YY

Y

Y

Y

YY

YCellule

dendritiqueMacrophage Lymphocyte B

Au repos Activé Au repos Activé

LPS

IFN

B7

Molécule de classe II du CMH

Molécule de classe I du CMH

Capture de l’antigène

Expression CMHclasse II

Activité de Costimulation(B7)

Activation descellules T

EndocytosePhagocytose

Constitutive(+++)

Constitutive (+++)

Cellules T naïvesCellules T effectricesCellules T mémoire

Cellules T effectricesCellules T mémoire

Phagocytose Phagocytose

Inductible(-)

Inductible(++)

Inductible (-)

Inductible (++)

(-)

Constitutive(++)

Constitutive(+++)

Inductible (-)

Inductible

Cellules T naïvesCellules T effectricesCellules T mémoire

Cellules T effectricesCellules T mémoire

Endocytose médiéepar un récepteur

Endocytose médiéepar un récepteur

TCR BCR

V V

C C

Ag

Ag Ag

s Ig

Ig Ig IgIg

VL

CL

VH

CH

Domaine de la superfamille des immunoglobulines

Motif ITAM

CD3 CD3

Seconds messagers

CD4

CD45

Membrane plasmique

Recepteursmembranaires

ProtéinesTyrosine-kinases

ProtéinesIntracellulaires phosphorylées

Protéines RasProtéine kinase CInositol triphosphate

Membrane nucléaire

Cytoplasme

NoyauGènes promoteurs

Gènes promoteurs :- des cytokines- du cycle cellulaire

Facteurs transcriptionnels

NF-ATc Jun/Fos NF-kB NF-ATp

SLP-76

RasGTP

Raf-1

MAPKK

MAPK NF-kB NF-ATp

PKC

DAG

PLC-1

IP3

CalmodulineCalcineurine

Ca++

TCR + CD3

ZAP-70P56 lck

P59 Fyn Syk

ACTIVATION LYMPHOCYTAIRE1) INDUCTION

Réponse immunitaire : Ag, super AgStimuli non physiologiques

- Ac activateurs : anti-CD3, CD28…- Lectines (PHA, ConA, PWM)- Ca Ionophore

Nécessité d’un second signal :- fourni par la cellule Pag (CD40/CD40l; CD28/B7…)- Ligands PKC (PMA)

2) ACTIVATIONActivation PLC conversion du PIP2 en :

- IP3 mobilisation Ca 2+

- DAG activation PKC

Activation PKC Phosphorylation protéines intracellulaires- voie PKC (phosphorylation des résidus sérine des chaînes , et (CD3)- voie PTK (phosphotyrosine kinases)

P56lck (associé à CD4, CD8)P59fyn (associé à CD3/TCR)

Activation = état transitoire : phosphorylations contrôlées par des phosphatases(notamment sur CD45) : 1, 2 A et calcineurine (phosphatase 2B)

ACTIVATION LYMPHOCYTAIRE

3) PHOSPHORYLATION DE PROTEINES CYTOPLASMIQUES

4) EXEMPLE DE LA REGULATION DU GENE DE L’IL-2

translocation de facteurs de transcriptiontransduction de signaux vers le noyau

transcription de nombreux gènes impliqués dans le cycle cellulaire (c-fos, c-myc) impliqués dans la régulation de l’activation (kinases, phosphatases) codant pour cytokines, récepteurs de cytokines (IL-2, IL-2R) et CMH II

Fixation (coordonnée) de = facteurs de transcription sur des régions régulatrices situées en amont du promoteur de l’IL-2 (NFAT, NFKB, OCT-1, AP1, AP3) transcription du gène IL-2 et synthèse IL-2

Sécrétion IL-2 en phase G1 du cycle cellulaireMême processus pour IL-2R (chaîne = P55 = CD25) qui se lieà chaîne Récepteur de forte affinité

IL-2 se lie à IL-2R complexe internalisé progression du cyclecellulaire et activation de nombreux gènes (HSP, CD71) passage àPhase S synthèse ADNPuis : phase G2 M.

Régions régulatrices situées en amont du promoteur du gène de l’IL - 2

NF -ATAP-3

NF -BOCT – 1pAP - 1

284 264 208 188 154 138 85 65

Produits inducteurs

Produits inhibiteurs

PHA + PMACD3 + PMACD28 + PMA

PMAPHACD3

CD28

PMAPHACD3

CD28

PMA Initiation de la transcription

de l’ IL - 2

Initiation de la transcription

de l’ IL - 2

Cy AFK 506

Cy AFK 506

- S

– S

-

- S

– S

-

Antigène

LFA - 3

ICAM - 1

Molécule de classe II du CMH

CD 22

B7

LFA - 1

CD 2

CD 4CD 45

CD 28

TCR - CD 3

Cellule Th

Cellule présentatrice de l’antigène

Peptide

- S

– S

-

AntigèneLFA - 3

ICAM - 1

Molécule de classe I du CMH

CD 22

LFA - 1

CD 2

CD 8

CD 45

TCR - CD 3

Cellule Tc

Cellule cible

Peptide

- S

– S

- - S – S -

- S – S -

- S

– S

-

- S – S -

- S – S -

CD 28

CTLA - 4

Cellule Th APC

- S – S -- S – S -

- S – S -- S – S -B 7

B 7

Des Lc « innés »: les LcT gamma delta et les NKT Lc NKT(alpha beta) et Lc T gamma delta et : LcT « innés »:

- cellules protectrices anti-tumorales(« immunosurveillance ») et maintenant l’homéostasie tissulaire

- cellules régulatrices dans l’autoimmunité, les infections et l’inflammation

Ces LcT innés répondent à des antigènes du « soi »

- Souvent induits par le stress, les lésions ou la transformation tumorale

- mais très peu de ligands identifiés ( AG non peptidiques)

Dans les 2 cas , cellules cytotoxiques

- exocytose de molécules cytotoxiques(granulysine, perforines, granzymes)

- contact cellulaire : interaction Fas/Fas ligand

- récepteur activateur/inhibiteur: expression de NKG2D: récepteur activateur

(ligands : famille CMH classe I ( MIC A/ MICB) et NKG2A-KIR: R Inhibiteur

Une sous-population particulière de lymphocytes: les T

Les lymphocytes T Les lymphocytes T 1983: gènes murins codant pour les chaînes et d’un nouveau TCR

TCR exprimé à la surface de lymphocytes T murins

lymphocytes T dans le sang, la peau, les muqueuses des vertébrés

sang humain adulte:1-10 % de lymphocytes T 50 à 90% sont V9V2 (CD3+ CD4- CD8- ).

Interviennent comme intermédiaire entre l’immunité innée et l’immunité adaptative:

TB DC MT NKNKT

Récepteurs réarrangés Récepteurs innés

Organisation des loci des chaînes Organisation des loci des chaînes et et des des récepteurs des cellules T humainesrécepteurs des cellules T humaines

L Vx70-80 Jx61 C

Locus de la chaîne

CJx3Dx3

Locus de la chaîne

L Vx12 Jx3 Jx2C1 C2

Locus de la chaîne

L’organisation générale des loci du TCR ressemble à ceux du TCR avec quelques différences

Ontogénie des LTOntogénie des LTThymocytes double négatifs CD3-4-8-

CD3+4-8- Grands thymocytes double positifs CD3+pT+4+8+

minoritaires

Compétition entre les signaux via le TCR et le récepteur de cellule pré-T (modèle compétitif)

TCR Pré-TCR

TCR Pré-TCR

Quand ils sont mâtures, ils migrent hors du thymus

Vagues cellulaires chez la sourisVagues cellulaires chez la souris

Expression des chaînes TCR au cours du développement murin et répartition tissulaire

Structure du TCR Structure du TCR

110° 147°

Similarité globale mais une différence majeure

Domaines V

Domaines C

Nature vol 411 June 2001 p820-824

Domainevariable

Domaineconstant

CharnièreRégion transmbr

Extrémités intracytoplasmiques

D

J

V

LT LT versus LT versus LT Développement dépendant ou non du thymus.

Absence de restriction par le CMH, capacité de reconnaître des protéines solubles ou des antigènes non protéiques.

Caractéristiques T cells T cells B cells

Récepteurs complexe CD3 +TCR complexe CD3 +TCR Ig

Répertoire théorique ~1015 ~1020 ~1011

Antigène peptide protéine et non protéine protéine et non protéine

Restriction/CMH oui rare non

Distribution sang (65-75%),tissus sang(1-5%), épithélium, sang(5-10%) et tissus

lymphoïdes tissus lymphoïdes lymphoïdesCapacité CTLs (CD8), Th1/Th2 CTLs, Th1>Th2 production d’Ig

Fonction protection immune immunorégulation immunité humorale

éradication pathogènes immunosurveillance

CTLs: cytotoxic T lymphocytes, Ig: immunoglobulines, TCR:T-cell receptor

+ IL2

Th1 cytokines

Chimiokines

Cellules Mémoire

Cytotoxicité

ProliferationVV Tcells

phosphoantigens

infections tumeurs

Réponse des LT humains

Reconnaissance de phosphoantigènes par Reconnaissance de phosphoantigènes par les LTles LT

T cell

TCR

KIR+ -

Ag cible

Orientation de la réponse cellulaire

CMH I

+Contact cellulaire indispensable

Synthèse d’un phosphoantigène Synthèse d’un phosphoantigène agoniste du TCR agoniste du TCR : :

le BromoHydrine PyroPhosphatele BromoHydrine PyroPhosphate

The Journal of Biological Chemistry Vol. 279 No.21 pp 18337-18344, 2001

Sélectionné pour sa bonne superposition avec des ligands naturels

Stockage -20°C en solution aqueuse pendant 4 mois sans dégradation

Propriétés biologiques du BrHPPPropriétés biologiques du BrHPPLe BrHPP stimule les LcT comme les phosphoantigènes naturels

Cet agoniste synthétique permet l’étude détaillée des fonctions des LcT

Et pourrait stimuler la fonction anti-tumorale des LcT gd

The Journal of Biological Chemistry Vol. 279 No.21 pp 18337-18344, 2001

Sécrétion d’IFN et TNF par les en culture en réponse au BrHPP

FONCTIONS DES LYMPHOCYTES DANS LES INFECTIONS

1. Rôle protecteur vis-à-vis d’agents pathogènes intracellulaires:

2. Rôle anti - inflammatoire

- Role immunorégulateur (selon le type de gamma/delta) >>>>>Infections / allergies

- Dans la phase terminale de la réponse immune (Listeria)

>>>>Production d’IL-10

Mécanismes invoqués (souvent modèle souris):

- Sécrétion de cytokines qui activent d’autres cellules(ex: NK)

- Cytotoxicité contre les cellules infectées ou « stressées »

- Cytotoxicité directe vis-à-vis des microorganismes

- Virus (HSV)

- Parasites (Plasmodium, Toxoplasme, Leishmanies)

- Bactéries (Mycobactéries, Listeria)

CHEZ L’ HOMME - Augmentation des Lc T périphériques au cours des infections

>> CD4+ / CD8- : cytokines+++/peu cytotoxiques) CD4- CD8- et CD4- CD8+ : peu cytokines / très cytotoxiques

- Immunité innée et adaptative

>>Production par la flore bactérienne intestinale

Groupement phosphate pour les 92- 2 types de ligands

>>Large distribution des phosphoAG capables de stimuler les γ9δ2 chez les pathogènes (mais très peu de ligands identifiés: Mycobactéries et Plasmodium)

Alkylamines pour les 22

(présence dans bactéries comme Listeria, S.typhimurium,

Y.enterocolitica, E.coli, Bacteroides fragilis,

Clostridium perfringens)

-Notion d’hétérogénéité des Tgamma delta: >> périphériques / tissulaires

>>Cytokines Th1 versus Th2

Implication des LTImplication des LT durant la tuberculose durant la tuberculose

Modèle souris: rôle dans l’afflux de cellules inflammatoires au foyer Modèle souris: rôle dans l’afflux de cellules inflammatoires au foyer de l’infection de l’infection [D’Souza,1997,J.Immunol. 158][D’Souza,1997,J.Immunol. 158]

Chez l’homme: certains LT Chez l’homme: certains LT expriment à haut niveau la granulysine expriment à haut niveau la granulysine (protéine microbicide) (protéine microbicide) [Spada 2000 J.Exp.Med. 191][Spada 2000 J.Exp.Med. 191]

VVVV2 humains capables de tuer des mycobactéries intracellulaires 2 humains capables de tuer des mycobactéries intracellulaires [Dieli 2001 J.Infect.Dis., 184][Dieli 2001 J.Infect.Dis., 184]

Expansion de VExpansion de VVV2 coïncide avec la disparition du BCG 2 coïncide avec la disparition du BCG [Shen [Shen 2002,Science, 295] 2002,Science, 295]

Présence des cellulesPrésence des cellules suite à l’infection suite à l’infection par par Mycobacterium bovisMycobacterium bovis (BCG) chez la (BCG) chez la

sourissouris

The Journal of Immunology 2003, 170:463-469

Nombre de lymphocytes T dans le poumon après infection par le BCG:

BCG

Utilisation des chaînes du TCR:

Cytotoxicité de ces lymphocytes TCytotoxicité de ces lymphocytes T chez chez la souris infectée par du BCGla souris infectée par du BCG

The Journal of Immunology 2003, 170:463-469

Intervention du TCRdans la cytotoxicité contre des macrophages infectés par du BCG (anticorps bloquants):

EDTA et Sr 3+ inhibent la cytotoxicité des LT exocytose de granules

Rôle potentiel des cellules T Rôle potentiel des cellules T lors des lors des infections bactériennesinfections bactériennes

capable de tuer cellules infectées par bactériescapable de tuer cellules infectées par bactéries

Produire un haut niveau d’IFNProduire un haut niveau d’IFN et TNF et TNFmacrophage)macrophage)

Facilite la réponse adaptative par les cellules T Facilite la réponse adaptative par les cellules T Déplétion de Déplétion de production IFN production IFN par NK, formation par NK, formation

granulome+lente, granulome+lente, croissance bactériennecroissance bactérienne

Régule les fonctions immunes des DC et des cellules BRégule les fonctions immunes des DC et des cellules B

Répare les tissus durant l’infection (KGFs)Répare les tissus durant l’infection (KGFs)

TRENDS in immunology vol.24 No.4, 2003

Amélioration du vaccin existant (BCG) par la Amélioration du vaccin existant (BCG) par la participation des lymphocytes T participation des lymphocytes T ??????

Contribution des cellules TContribution des cellules T à l’immunité induite par le vaccin BCG à l’immunité induite par le vaccin BCG

développement d’un vaccin contre la tuberculose plus efficace ?développement d’un vaccin contre la tuberculose plus efficace ?

Infection and Immunity 2004, p.1504-1511

Prolifération des

Production d’IFN par les :

CF= Filtrat de culture de mycobactéries

Cochons vaccinés (5semaines)

PBMC in vitroFACS:

Grande et rapide capacité d’expansion dans les infections mycobactériennes.Grande et rapide capacité d’expansion dans les infections mycobactériennes. Réponse de type mémoire après une réinfection.Réponse de type mémoire après une réinfection.

obtention possible d’une immunité Vobtention possible d’une immunité VVV obtenue par un vaccin ? obtenue par un vaccin ?

Les cellules TLes cellules T en tant que vaccin en tant que vaccin potentiel???potentiel???

Science vol. 295, 2002

Macaques infectés par du BCG:

Sang périphérique

Lc T et MALARIA

- Augmentation du nombre de T au cours des infections

à Plasmodium falciparum:

>>>crises paroxystiques chez sujets non immuns

>>>dans rate de sujets DCD de malaria cérébrale

>>>chez enfants traités:

30 à 50%des LcT , Vdelta 1

IFNg+++

5 10 15 20 25 30

from M. Perera et al, 1994, J.Exp. Med.

0Non endemic

Endemic

non malarial

paroxysm

infection

convalescence

paroxysm

infection

convalescence

Lc T et MALARIA

mais expansion variable des selon les études

(souches de parasites et background génétique de l’hôte) : 9 2, 22, 1

- Identification de phosphoAG activant les T périphériques (surtout les 9 2) au stade schizonte): effet « superantigène »

- Augmentation du nombre de T au cours des infections à Plasmodium falciparum

- Activation des gamma delta ( HLA-DR+++)

Lc T et MALARIA- Rôle protecteur:

>>in vitro: γ9 δ2, Vδ 1 et vδ2 inhibent réplication stades asexués(pas les αβ)

(cible: MRZ; nécessite un contact cellulaire; rôle des molécules cytolytiques et pro-inflammatoires )

>>in vivo:

-protection vis-à-vis du stade SPZ de P yoelii chez souris alpha beta déficientes immunisées : cytotoxicité des γ δ sur hépatocytes infectés (M. Tsuji )

- exacerbation parasitémie(P chabaudi) chez souris gd déficientes( J. langhorne)

- Rôle en pathologie (TNF)

-Rôle immunorégulateur

des T γδ sur LcT alpha beta (Réponse Th1+++)

des T alpha beta ( activation des gamma delta via l’IL -2 ou l’IL-15)

Lc T et VIRUS

- Nombreuses évidences chez la souris du rôle protecteur des T γδvis-à-vis de virus (HSV1)

- Chez l’homme : ++gamma 9 delta 2 chez patients séro+ pour HSV1 ou

convalescents MNI (infection EBV)

résultats contradictoires pour sujets HIV

1. Chez sujets greffés rénaux + infection CMV:

+++T gamma delta périphériques après l’infection et persistants + 1an

ils sont activés: HLA DR++, CD8+ mais pas de phénotype mémoire (CD45RO-)

surtout Vdelta 1 et Vdelta 3

Lc T et VIRUS

- Nombreuses évidences chez la souris du rôle protecteur des T γδvis-à-vis de virus (HSV1)

- Chez l’homme : ++gamma 9 delta 2 chez patients séro+ pour HSV1 ou

convalescents MNI (infection EBV)

résultats contradictoires pour sujets HIV

1. Chez sujets greffés rénaux + infection CMV:

+++T gamma delta périphériques après l’infection et persistants + 1an

ils sont activés: HLA DR++, CD8+ mais pas de phénotype mémoire (CD45RO-)

surtout Vdelta 1 et Vdelta 3

Lc T et VIRUS

2. Rôle des gamma 9 delta 2 périphériques

- Chez sujets HIV + et CMV greffés , pas d’augmentation de gamma 9 delta 2, suggérant que dans ces infections virales les Lc T gamma delta périphériques ne répondent pas à des ligands phospho-antigénes

- dans infection HSV, détection de T gamma 9 delta 2 cytotoxiques pour cellules infectées

3. Rôle des muqueuses

- voie d’entrée muqueuse des virus

- or dans épithélium intestinal , 70 à 90% des Lc T gamma delta sont V delta 1

et seuls ligands connus de V delta 1 sont molécules MICA et MIC B (famille MHC), dont l’ARNm augmente dans les cellules épithéliales en situation de stress

>>>hypothèse: dans infection à CMV ou HIV: activation des T gamma delta dans épithéliums en réponse à ds Ag viraux ou des composants cellulaires non spécifiques(MICA/MICB) puis migration vers sang périphérique

Natural Killer T cells

in Microbial Immunity

CD1d

TCR

NK1.1

* Regulatory cells: activate the innate and adaptive immune responses

* Effector cells: killing activity

Host defense against microbial pathogens

TCR

Peptide-reactive T cellsConventional T cells

MHCClass I, class II

Lipid-reactive T cellsNon-conventional T cells

APC

Peptides

TCR

CD1

APC

(glyco)lipids

Hypervariable TCREvolutionary conserved highly biased TCR

Characteristics of NKT cells

1) Phenotype of innate/memory cells * Expression of markers indicative of an activated/memory phenotype found on conventional T lymphocytes (CD69, …)

* Expression of markers associated with the innate non-lymphocyte NK lineage (Ly49, NKG2d, NK1.1, ..)

2) Very rapid production of cytokines upon stimulation of TCR: IFNg AND IL-4

3) Cytotoxic activity (intracellular microorganisms, tumors) *Perforin/granzyme * Fas/FasL

First line of defense against infection and modulate downstream development of acquired immune responses mediated by T and B cells

CD1 family

* Group 1 (CD1a, b, c): in humans (not in rodents)

Lipids from mycobacteria

* Group 2 (CD1d): in most species examined

Self-Ags (steady state conditions, inflammation)

Exo-Ags (pathogen-derived)

CD1d-restricted T cells, including NKT cells

Expressed on APCs, thymocytes, intestinal epithelial cells Require endosomal localisation and trafficking (exogenous pathway) Deep Ag binding hydrophobic pocket

What Ags are presented by CD1d ?

galactosyl ceramide

Kawano et al.,

Science 1997

ganglioside (GD3)

Wu et al.,

J. Exp. Med. 2003

phosphatidylinositol mannoside (PIM)

Fischer et al.,

PNAS 2004

sulfatide (cerebroside sulfate)

Jahng et al.,

J. Exp. Med. 2004

endogène exogène

C18

C26

TCR

CD1

APC

(glyco)lipids

iNKT cells

IL-4 IFN-

Naive conv T cells Th1/Th2 differentiated T cells

IL-10TGF

Naive T cell

Type 2 cytokineproducing T cell

Type 1 cytokineproducing T cell

IFN-

IL-4IL-5IL-13

NKTcells

IFN- IL-4?

Factors that influence the immuno modulatory

activities of NKT cells

* Nature of the ligands (affinity for the TCR)

* Nature of the APC

* Cytokine environment

* Duration and frequence of stimulation

* Host genetic background

NKT in pathologiesAnti-tumor immunity

-GalCer : clinical trials

AutoimmunityDiabetis (Th1 Th2, regulatory cells)

InflammationAsthma, hepatitis, atherosclerosis, dermatitis, colitis

Infectious diseasesVirus : hepatitis B, cytomegalovirus

Bacteria & fungi : S. typhimurium, C. neoformans,

Protozoan parasites : T. cruzi, P. falciparum, T. gondii, L. major

Metazoan parasites : Schistosoma mansoni

Role of NKT cells during infections

* Physiological activation* Exogenous activation with -GC (in WT mice)

Bacteria: Mycobacterium: not absolutely required for optimum immunity but enhances host resistance to disease after exogenous activationSalmonella: involved in Th1 response

Fungi: Cryptococcus neoformans Accumulation of NKT cells in the lungs J18 -/-: decreased Th1, enhanced pathogen load -GC: protective, enhanced Th1

Viruses: Direct cytotoxic activity Cytokine-dependent activation of other effector cells (NK) Promotion of Th1 response Endogenous Ag

Protozoan parasites

Leishmania

Balb/c : Susceptible/Th2 NKT independentC57/BL6 : Resistant/Th1 NKT dependent

Plasmodium (P.yoelii)

Accumulation of NKT cells in the liver -GC protective (against sporozoites)

NKT cells protective against cerebral malaria in Balb/C (viaTh2)

NKT cells aggravate cerebral malaria in C57/BL6 (via Th1)

Innate immunity: Enhance effector cell recruitment at site of infection (lung granulocytes/Pseudomonas aeruginosa)

Activate NK cells (CMV, …), CTL, promote DC maturation

Effector functions: Cytolytic towards CD1d+ target cells Perforin, granulysin (M. tuberculosis)

IFN- (kill intracellular microbes) (malaria sporozoites)

Acquired immunity: Affect naive T cell differentiation, B cell functions

Mechanisms of action

IMMUNITE ANTITUMORALEIntroduction

Cancer = intérêt majeur en Santé Publique

Intérêt pour la recherche en Immunologie :

Approches immunothérapeutiques

I – Antigènes de tumeurs

II – Réponses immunitaires anti-tumeurs

- peu de réponses immunes spécifiques

- mécanismes d ’échappement

- mécanismes de cytotoxicité naturelle

- carcinogenèse

- fréquence accrue de tumeurs chez les sujets immunodéprimés

- Cancer = cible principale de l’immunointervention thérapeutique

III – Mécanismes d’échappement des tumeurs au système immunitaire

IV – Immunothérapie des tumeurs

Fréquence accrue de tumeurs chez des patients immunodéprimés

Groupe de patients Type de tumeur Virus éventuel

Patients transplantés sousazathioprine et stéroïdes

lymphome non-Hodgkinien,cancer du foie, sarcome deKaposi, cancer du col

Herpès( HHV) HPV

Patients transplantés souscyclosporine A

lymphome, cancer de la peau,sarcome de Kaposi

HHV

Patients avec maladies Inflammatoires, par ex :Polyarthrite rhumatoïde

lymphome non-Hodgkinien EBV

Patients avec malaria lymphome de Burkitt EBV

Patients avec SIDA Lymphome non-Hodgkinien,sarcome de Kaposi

EBV, HHV

Une mutation génère un nouveau peptide de la molécule de classe I du CMH(TSTA)

Expression inappropriée du gèneembryonnaire (TATA)

Surexpression de la protéine normale (TATA)

Peptide du soi

Molécules de classe I du CMH

Peptide du soi

Molécules de classe I du CMH

Peptide du soi modifié

Peptide oncofoetal

Cellule normale

ANTIGENES SPECIFIQUES DE TUMEURS

Nom de l’Antigène de tumeur

Tumeur utiliséepour l’identification

Autres tumeursexprimant l’Antigène (exemples)

MAGE Mélanome

Cancer du poumon à petites cellules Tumeurs de la tête et du cou Cancer de la vessie Cancer de l’œsophageCancer de l’ovaire, etc…

BAGE Mélanome Cancer de la vessieCancer du seinCancer de l’ovaire

GAGE Mélanome SarcomesCancer de la prostateCancer de l’ovaire

SAGE Mélanome Sarcomes

ANTIGENES DE DIFFERENCIATIONDE LA LIGNEE MELANOCYTAIRE

ANTIGENES EXPRESSION

MART-1 (Melan-A) Mélanome

Gp100 (Pmel 17) Mélanome

Gp75 (TRP 1) Mélanome

Tyrosinase Mélanome

AUTRES ANTIGENES DE DIFFERENCIATION

ANTIGENES EXPRESSION

Antigènes oncofoetauxCEA (Ag carcinoembryonnaire) Cancer du côlon

FP Cancer primitif du foie

CALLA

Cancer des testicules

Leucémies aiguës communes

Antigènes spécifiques de tissus

PSA Cancer de la prostate

HCG Tumeurs des testicules

ANTIGENES TUMORAUX RESULTANT DE MUTATIONS

MUTATIONS FONCTION GENE EXPRESSION

Gène MUM Épitope T Mélanome

Gène CDK4 Cyclin-dependent kinase Mélanome

p53 Gène suppresseur de tumeur diverses tumeurs

ras Protéine oncogénique diverses tumeurs

bcr-abl Leucémie myéloïde chronique

HER-2/neu Récepteur pour facteur de croissance

Surexpression dans cancers du sein et de l’ovaire

Associé au BCR

CANCERS ASSOCIES AUX VIRUS

VIRUS CANCERS

EBV Lymphome de Burkitt

Cancer du nasopharynx

HTLV1 Leucémie T

HPV Cancer du col utérin

HHV-8 Sarcome de Kaposi

HBV Hépatocarcinomes

HCV

Celluletumorale

Complément

Lyse de la cellule tumorale

Lyse de la cellule tumorale

Celluletumorale

CelluleK

CPA

CPA

Ag apprêté

TCR

CD8

CMH classe I

Précurseur Tc

CMH classe II

CD4Ag apprêté

TCR

TcCTL

Cellule tumorale

IL - 2

CMH classe I

2m

Récepteur NK pour les molécules CMH classe I

?Récepteur Activateur

( RA ) Ligand du RA

Cytolyse

Cellule cible

+

-

CelluleNaturalKiller

Membrane

- S

– S

-

NH2

- S

– S

-

NH2

- S – S -

P P

SrcPTK

P

PSHP -1

SHP -2

ZAP – 70Syk

Chaîne

ITIMITAM

P58(KIR)

CD16(KAR)

+

CelluleNaturalKiller

YCellule LAK

CelluleK

Ac IgG

CD3-TCR-

CD16+ = Fc R III

CD16+ = Fc R III

CD56+

CD25+

IL - 2IL - 12

IFN

IFN

TNF

Cytotoxiciténaturelle

Cytotoxicité activée par lymphokines

Cytotoxicité cellulaireanticorps dépendante

Cible NK - sensible Cible NK - résistante Cible = celle de l’Ac

CPA

CMH classe II

CD4

TCR

HSR

macrophage

cellule tumorale

monocytes

ROL / protéasesMIFIFN

Induction de macrophages dans la tumeur

MECANISMES D’ECHAPPEMENT TUMORAL

1) Modulation des antigènes tumoraux

2) Diminution des molécules du CMH de classe I sur cellules tumorales

3) Manque de molécules de costimulation (B7)

4) Blocage par Anticorps ou Immuncomplexes

5) Mécanismes de suppression

TCR

CD8

CMH classe I

Tc

Pas d’antigènes tumoraux

CTL

CD8 CTL

CD8

Ag tumoral apprêté

Taux ELEVE deCMH classe I

Taux MOYEN deCMH classe I

Taux FAIBLE deCMH classe I

Taux MOYEN deCMH classe I

Tuée en premier

Tuée en dernier

EchappementEchappement

Cellulestumorales

CellulesNK

Tc

ImmuncomplexesYY

Y

Anticorps

Blocage par anticorps ou immuncomplexes

CMH classe II

CD4

TCR

Th

CPA

CMH classe II

CD4

TCR

Tsi

Ts

Induction de cellules suppressives

macrophage

cellule tumorale

T

Facteurs tumoraux

Prostaglandines

Suppression non spécifique

IMMUNOTHERAPIE DU CANCER(1)

Manipulation du signal de costimulation

Augmentation de l’activité des APC

Traitement par les cytokines

Cellules LAK et TIL

Transfection de cellules tumorales par B7

Transfection de cellules tumorales par GM-CSFCulture DC en présence de GM-CSF

Exosomes de cellules dendritiques

Interférons

TNF

Immunothérapie avec des cellules LAK

cellule tumorale

cellule tumorale

tumeur

PBMC

NK

LAK

IL - 2

IL - 2 3 – 5 jours

IMMUNOTHERAPIE DU CANCER(2)

Anticorps monoclonaux

Vaccins anticancer

- Ac anti-idiotypes (contre Lymphome B)

- Ac anti-CD20

- Ac anti-HER2 (cancer du sein)

- Ac couplés à toxines- immunotoxines -ou à isotopes

Ac humanisés

Ac bispécifiques

- Cellules tumorales du patient ( ± adjuvant)

- exosomes des cellules dendritiques pulsées avec peptides tumoraux

- vecteurs viraux ou bactériens exprimant les gènes tumoraux- vaccination anti-HPV anti-HBV

macrophage

Cellule B tumorale

Complément

Immunothérapie humorale adoptive ( 1 )

Anticorps anti - idiotype

Anticorps anti - idiotype

Immunothérapie humorale adoptive ( 2 )

Fixation d’une toxine Isotope à rayons

Ricine

cellule tumorale

cellule tumorale

Immunothérapie humorale adoptive ( 3 )

Hybride Fc / F(ab’)2 Anticorps hybride bispécifique

cellule tumorale

humain

murin

cellule tumorale

CD3

CTL

Immunothérapie spécifique avec les cellules du patient

tumeurChimiothérapie / radiothérapie / chirurgie

cellule tumorale

cellule tumorale

BCG

DNP

Mitomycine C /Irradiation